物理化学水处理方法在电厂锅炉补给水中的应用

孙功文

[摘 要]规范电厂锅炉补给水处理工作，不但可以有效防止和减少锅炉结垢、腐蚀及其蒸汽质量恶化而造成的事故，而且有利于促进电厂锅炉运转的安全、经济、节能、环保。由此可见，电厂锅炉补给水的处理在锅炉整体运转中起着至关重要的作用，直接影响着机组的安全、健康和平稳运行，但其中有几个问题需要我们在电厂锅炉补给水处理中加以注意，并在实践工作之中不断研究探索其解决之道。

[关键词]水处理；补给水；反渗透；

中图分类号：S201 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）18-0004-01

电厂热力系统在运行过程中总要损失一部分工质，如何锅炉排污、汽轮机和汽水管道、阀门的泄漏等，因此要向锅炉补充水，以维持电厂热力设备中汽水工质总量的相对稳定。补给水水质不良在锅炉受热面上形成水垢，降低锅炉效率，锅炉金属会发生腐蚀，恶化蒸汽品质，显然，为保证蒸汽品质以及锅炉安全经济稳定运行，补充水在进入锅炉之前，必须经过水处理，以除去其中的各种杂质，使补给水的品质符合要求。

1 电厂锅炉补给水处理中的防腐蚀问题

电厂锅炉在补给水过程中的防腐蚀问题，关系着锅炉的安全运行，关系着锅炉能否发挥出设备厂家设计的相关指标和标准，关系着电厂的运行成本和作业效率。因为，电厂锅炉如在补给水这一工艺环节处理不当，容易使锅炉内体产生腐蚀性的化学物质，其在锅炉内沉积或附着在锅炉管壁和受热面上，会进而形成难熔和阻障热传导的铁垢，而且腐蚀会造成锅炉管道的内部壁体出现点坑，导致阻力系数的变大，管道腐蚀到一定程度，会产生管道爆炸的安全生产事故，给企业和国家的财产造成不必要的损失。目前，针对这一问题主要有以下几种解决办法。

1.1 除氧防腐

国家规定蒸发量大于等于2吨/小时的蒸汽锅炉、水温大于等于95摄氏度的热水锅炉都必需进行除氧，否则会腐蚀锅炉的给水系统和零部件。目前，除氧防腐的途径主要有三种，一是通过物理的方法将水中的氧气排出；二是通过化学反应来排除水中的氧气，使含有溶解氧的水在进入锅炉前就转变成稳定的金属物质或者除氧药剂的化合物，从而将其消除，常用的有药剂除氧法和钢屑除氧法等；三是通过应用电化学保护的原理，使某易氧化的金属发生电化学腐蚀，让水中的氧被消耗掉，达到除氧的目的。例如，热力除氧防腐技术是将电厂锅炉给水加热到沸点，以达到减小氧的溶解度的目的，这时水中的氧气就会不断地排出，这种方法操作控制相对简便，是目前应用较多的除氧防腐方法，但这种方法也存在着自身的不足，如易产生汽化、自耗汽量大等。相对于热力除氧防腐技术的是真空除氧技术，这种技术一般情况下是在30摄氏度至60摄氏度之下进行的，可以有效实现水面低温状态下的除氧，对热力锅炉和负荷波动大而热力除氧效果不佳的锅炉，均可采用真空除氧而获得满意的除氧效果。化学除氧防腐技术主要有亚硫酸钠除氧、联氨除氧、解析除氧、树脂除氧等，都可以达到较好的除氧防腐效果。

1.2 加氧除铁防腐

电厂锅炉补给水加氧技术主要利用了氧在水质纯度很高的条件下对金属有钝化作用这一性质，其处理的原理是在给水加氧方式下，不断向金属表面均匀地供氧，使金属表面形成致密稳定的双层保护膜。这是因为在流动的高纯水中添加适量氧，可提高碳钢的自然腐蚀电位数百毫伏，使金属表面发生极化或使金属的电位达到钝化电位，在金属表面生成致密而稳定的保护性氧化膜。直流炉应用给水加氧处理技术，在金属表面形成了致密光滑的氧化膜，不但很好地解决了炉前系统存在的水流加速腐蚀问题，还消除了水冷壁管内表面波纹状氧化膜造成的锅炉压差上升的缺陷。但给水加氧处理必须在水质很纯的条件下才能进行。要控制好给水的电导率、含氧量、含铁量、电导率等参数。其前提是机组要配置有全流量凝结水精处理设备，因为凝结水处理设备的运行条件和出水品质的好坏，是锅炉给水加氧处理是否能正常进行的重要前提条件。同时，在应用给水加氧处理前锅炉原则上应进行化学清洗，除去热力系统中的腐蚀产物，可在炉前系统获得最薄的保护性氧化膜。但同时要明确的是，加氧处理之所以可使炉前系统金属的表面产生钝化，除水质高纯度这一先决条件外，还必须有水流动的条件，即在流动的高纯水中加入氧气才能在金属表面产生保护性氧化膜，可以避免与除氧防腐技术相冲突，以达到较好的防腐效果。

2 锅炉补给水的物理化学水处理方法

2.1 反渗透预处理

反渗透预处理可防止悬浮杂质、微生物、胶体物质等附着在膜表面或污堵元件数通流道；防止膜表面反渗透装置运行中，由于水的浓缩；一些难溶性盐如CaCO3、CaSO4、BaSO4等沉积在膜表面上；确保膜免受机械和化学损伤，以免膜具有良好的性能和足够的使用寿命。合适的预处理，对装置长期安全运行是十分重要的。一般反渗透预处理可采用混凝、过滤等方法。

2.1.1 混凝

混凝处理过程就是在水中投加混凝剂后，经过混合、凝聚等作用，最后是胶体颗粒和其他微小颗粒聚合成较大的絮状物的综合过程。在水中投放混凝剂后水中产生电离和水解，从而形成胶体，胶体同时与水中的其他类型胶体颗粒产生吸附作用，是其絮状成为大的胶体颗粒，在水中沉淀。与此同时，水中较小的胶体可能会脱稳、产生吸附架桥作用，以絮状物的方式迅速下沉。可见，混凝处理通常有两种不同的凝聚過程组成，即通过双电层作用使胶体聚集的凝集过程和通过高分子物质的吸附架桥作用时胶体颗粒聚集絮凝过程。

2.1.2 过滤

过滤是利用过滤设备----过滤器来截留水中所含的悬浮固体，以获得低浊度的水。用于截留悬浮固体的材料也称为过滤介质。根据固体粒的大小，水处理中采用结构不同的过滤介质。过滤过程主要取决于悬浮物和过滤介质的物理化学特性，过滤速度及水的化学特性等因素，它是自上而下逐步扩展的。起初，当含有悬浮物的水从上部进入滤层时，水中部分悬浮物由于吸附和机械阻留作用，被滤层表面拦截下来。此时悬浮物之间会发生彼此重叠和架桥作用，过了一段时间后，在滤层表面好像形成了一种附加的滤膜，在以后的过滤中这层滤膜起主要的过滤作用，又称表面过滤，以后随着过滤时间的增加，去除悬浮物的任务逐渐转移到滤层中下层去，把截留的悬浮物与绿城中下层为主的过滤作用成为渗透过滤。

2.2 反渗透水处理

反渗透（简称RO）是一种精密的膜法液体分离技术，它能阻碍几乎所有溶解盐及分子量大于100的有机物，但允许水分子通过。其工作原理是利用膜两侧的压力差为动力，使溶液中的溶剂透过反渗透膜而分离出来，即在有盐分的水中（如原水）加以比自然渗透压力更大的压力，使渗透向相反方向进行，把原水中的水分子压到膜的另一边，变成洁净的水，从而达到去除水中盐份的目的，它的构造主要有平板式卷、卷式、空中纤维式。反渗透膜片在结构上一般是由表面滴多孔致密层和下面滴多孔支撑层组成的。

2.3 离子交换水处理

通过离子交换剂将水中呈离子态杂质去除或减少到一定程度的水处理法叫做离子交换水处理法，水中各种无机盐类电离生成阴、阳离子，通过H型离子交换剂层，水中的阳离子被氢型离子取代通过OH型离子交换剂层，水中的阴离子被氢氧离子取代，进入水中的氢离子和氢氧离子相结合生成水（H2O），通过在经过混合离子交换剂层时，阴、阳离子几乎同时被氢离子和氢氧离子所取代而生成水。

结束语

锅炉补给水的水处理方法，选择应根据水源的水质技术，对水质的要求综合考虑水和锅炉水的质量标准蒸汽品质要求水处理设备及药品的供应情况等因素经济比较来确定。

参考文献

[1] 周本省.工业水处理技术[M].北京：化学工业出版社，1997.

[2] 李颖.锅炉补给水处理系统的比较及相关问题探讨[J].江西电力，2005，29（3）.