浅谈火电厂化学水处理系统的节能降耗优化措施

路洋 闫洪江

摘要：最近几年，伴随着经济的快速发展，社会对于电能的需求持续增长，风电、水电、核电等发电技术的普及为社会提供了充足的电能，其化学水处理问题也受到了广泛关注。从电厂化学水处理系统的特点着眼，对其发展趋势进行了分析和研究，希望能为电厂化学水的处理工作提供一些参考和借鉴，减少水污染问题。

关键词：电厂;化学水处理系统;特点;发展趋势

1 引言

在我国城市发展及经济建设过程中，电能始终是一种最主要的清洁能源，人们对它的重视度日益提升。现阶段，我国的电力主要由化石燃料的燃烧所产生，仅有少部分产生于其他新型能源。因此，大型发电设备的正常运作是确保电力生产正常运行的根本。随着大型发电设备生产效率及相关功能的日益提升，其对水质提出了越来越高的要求。对燃煤发电厂而言，它们只有通过运用科学的措施来确保水质，才能使大型发电设备长久稳定的运行。现阶段，电厂对水质进行净化的主要措施是对化学水进行处理，其是否可以正常运作与设备的生命周期有着密切关系。电力企业应当做好相关工作，以保证化学水处理技术科学有效。

2 电厂化学水处理系统的特点

2.1 处理设备集中化

传统电厂化学水处理中，采用的设备体积和质量巨大，功能单一且相对烦琐，结构较为复杂，对于运行环境也有着较为严格的要求，很多时候都需要将其与生产设备隔离开来，操作、管理、运行维护都存在较大的难度。而新时期，电厂从自身的实际情况着眼，引入先进技术，实现了生产设备与水处理系统设备的集中化，通过分层布设分层管理的方式，一方面提升了设备的利用率，减少了对于厂房空间的占用，另一方面也能为操作和管理提供方便。

2.2 生产控制集中化

生产控制集中化简单来讲，就是将电厂化学水处理中繁多的子系统进行整合，形成一个全新的统一化系统，将原本的模拟盘取消掉，代之以PLC（可编程逻辑控制器）配合上位机的两级控制结构，PLC能完成对化学水处理系统中所有子系统设备运行数据的监控和采集，通过相应的数据通讯接口，将采集到的数据传输给上位机。子系统之间可以经局域网总线连接到位于主控制室的上位机，方便技术人员进行水处理系统的集中化操作、自动化控制和远程在线监视。

2.3 检测方法科学化

科学技术的发展不仅带动了水处理设备和工艺技术的更新，更使得检测方法出现了很大的变化，以事故诊断为例，以往采用的是事后分析，只能在事故发生后进行补救，而现在则可以依靠相应的数据分析开展事故预测，提前做好预防工作，确保设备的稳定运行。

3 火电厂化学水处理的节能措施

3.1 双膜工艺的应用

一直以来，环保问题都备受重视，其中，对电厂化学水处理工作的研究和实施力度非常大。双膜工艺技术正是在这一背景下研究发展而来的。以往，电厂化学水处理以反渗透膜滤技术为支撑，虽然能够提高化学水排放质量，减少环境污染，但在实际操作及应用过程中，它的产水率不达标，还会排出大量浓度在30%以上的盐水。由此可见，该技术存在明显的缺陷，需要适当更新或者灵活运用各类新技术。经研究论证，使用反渗透膜滤技术的同时，适当运用膜蒸馏技术，依托双膜工艺，使产水率得到明显提高，浓盐水排放量能够得到有效控制。经实验操作可知，双膜工艺背景下产水率通常为1～0.25。倘若选用反渗膜滤技术产水率为75%。开展具体实验操作时，受膜蒸馏工艺影响，产水率处于不断升高状态，由以往的75%上升了5个百分点，那么双膜工艺背景下产水率也随之上升，超过95%。实验结果如下：当膜蒸馏浓缩倍数处于增高状态时，选用双膜工艺处理后，产水量会明显增加。倘若产水量增加时间并不是很短，而是需要经历特别长的周期，那么产水量的增加也没有以往那么快，而是逐渐减缓。因此，选用双膜工艺处理化学水，具备可行性，双膜工艺产水率与膜蒸馏系统浓缩倍数成反比，如果浓缩倍数低，那么产水率非常高，实施效果非常好，满足双膜工艺背景下电厂化学水处理要求。

3.2 高频电化学水处理系统

高频电化学水处理系统是高频电化学水处理系统是基于电吸附法开发，旨在利用离子带电特性，通过放大电极放电强度，提高阴阳离子吸附性，降低离子浓度、结垢率、菌类存活率。高频发生器产生低压高频信号，通过电场力作用，水分子在电极间有规则向征集高速运动，电极高频变换，原系统中大分子团水分子剧烈碰撞后，氢键受到破坏，逐步裂解成小分子水体，水体还原电位下降，系统饱和指数上升，对原始硬垢具有很强的溶解能力和渗透能力，最后以Fe3+，Ca2+，Mg2+等形式存在于循环水体，原始硬垢逐步去除。利用带电电极表面吸附水中离子/带电粒子的现象，使水中溶解盐类及其他带电物质在电极表面富集浓缩而实现水体的净化/淡化，水在阴阳电极之间流动时受到电场作用，水中离子/带电粒子分别向带相反电荷的电极迁移，被该电极吸附。储存在电极表面所形成的双电层中。随着离子/带电粒子在电极表面富集浓缩，使水中的溶解盐类、胶体颗粒及其他带电物质的浓度大大降低，从而实现了水体的除盐、去硬、淡化及净化。电极入水后直接与水体接触，在水体中形成一定辐射范围的电场，利用电场作用及电生成氧化剂的协同作用，电场作用能够破坏细胞膜使其形成暂时或永久性的孔洞，生成的氧化剂则可以自由的进入细胞内部破坏细胞结构。通过以上原理分析、同行业应用调研、生产厂家实地考察，我们认为高频电化学水处理系统可适用于我公司冷却水系统的改造方案，并能有效提高循环水利用率。

3.3 采用通讯网络

当前，在电厂化学水处理系统中，应用比较广泛的PLC设备包括GE、AB、SIEMENS等，其不仅具备完善的功能，在实践中也有着较为稳定的表现。而工控机的品牌同样有很多，如研华、ICS等，相关技术指标都是依照最新的配置要求设置，尤其是IFIX、TOUCH等监控软件，更是绝佳的上位机软件，运行效果优秀。事实上，不仅软件功能越发完善，配合高素质的技术人员及承包商，可构建出良好的综合操作系统，为自动化控制及稳定性运行提供可靠支撑。为了能适应网络时代的发展要求，很多PLC厂商都开始了对先进网络模式的研发，强调依照电厂化学水处理系统的不同控制要求解决各种突发问题，实现综合性控制的针对性和有效性。子系统可以采用不同厂商生产的PLC及对应的通信协议，配合相应的网关技术或专用以太网，实现联网操作，完成對化学水处理系统的集中化控制。

4 结束语

现阶段，国家对环境问题的重视度日益提升，电厂应当积极采取有效措施实现废水零排放。通过分析化学处理过程中添加物质的性质，运用有效的办法对其进行中和，达到废水零排放。另外，对于锅炉用水及处理水过程，企业应当积极采取先进手段进行完善，将水污染的问题由源头进行处理。

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