浅析火力发电厂水处理及水质控制

河北石油职业技术大学热能工程系 张 康

1 火力发电厂主要水处理方式特点

水处理工作在火力发电厂的运行中占据重要地位。发电厂在进行发电作业时需消耗大量水资源，如火力发电过程所应用的水资源没有经过水处理程序，则水资源在被使用过程中会因热力作用而产生水中杂质的堆积，并进而造成发电设备的水垢产生。在水垢及其他有害物质的长期影响下，发电厂相关设备的热传递效果开始减弱，设备本身更可能因此遭受腐蚀，对火力发电厂的长久运行造成不利影响，埋下长久经营的安全隐患。

所以对发电厂来说，其在水资源使用的过程中做好水处理工作，具有非常重要的运行安全上的意义[1]。不论是发电过程中的有关设备所需经历的锅炉给水过程，还是其他设备的补水、水循环过程等，其内流通的水资源都需经过妥善的水处理程序予以排除杂质，保证用水安全。锅炉内部的水处理更需加以高度重视，在水处理过程中推动其技术上的创新，实现水处理效果的不断进步[2]。

目前的火力发电厂水处理呈现出以下特点：首先，水处理的主要方式开始朝向集中形态的趋势发展。该特征的出现主要是由于电子计算机技术的进步及其在水处理领域的深入应用而导致的。电子科技的进步已可使水处理的中央化控制成为可能，通过统一的集中处理平台，各个发电设备的水处理程序都被统一监督与控制。工作人员可借助数字技术在内部网络平台中将化学水处理的全部过程进行精细化控制，并对处理过程中的信息搜集、处理、反馈等做到即时性，保证对水处理结果的精确掌控[3]。

其次，火力发电厂的化学水处理方式呈现出向绿色发展方向进行转变的趋势与特点。随着能源双控政策的提出与落实，在电力应用领域，电力行业的资源消耗水平也应该朝向绿色发展方向进行转型。水处理技术的绿色特性的实现正是火力发电厂的重要改革内容之一。随着绿色技术资源的投入增多，很多火力发电单位都开始以能源消耗降低为目标开展电力领域的科研项目，希望能在自身业务水平精进的基础上减少对水资源的消耗，实现对电力用水的循环，进而维护良好的资源环境生态，保证电力事业发展和环境保护事业进步的和谐。

再次，火力发电厂的水处理方式开始朝向多元化的趋势进步。伴随电力领域材料科学的进步，化学水处理技术不断实现更新换代。传统的交换法、单纯的水资源杂质过滤的方法开始逐步让位于树脂技术的方式和全膜水处理技术等。相较于传统的水处理模式，新时期的水处理方式不但实现了处理效果与效率的大幅度提升，同时也实现了水处理工艺难度的降低，能减少水处理设施本身对资源的消耗，从而双向实现水处理技术向绿色环保的方向转变[4]。

2 火力发电厂水质控制的重要意义

火力发电厂在运行过程中需大量水资源，且需尽量少含有杂质或其他有害物质的水资源以实现良好的发电效果。就具体的水资源消耗而言，火力发电站的锅炉系统是消耗水资源最多的体系，锅炉补给的水处理也是其整个体系中最重要组成部分之一。在锅炉补给水的水处理过程中，对水处理技术的选择要根据具体的预处理效果来确定。当预处理效果经过一段时间的空置而得到体现时，水处理工艺的选择也被确定下来。如果工艺选择的不正确、或被选择的工艺在技术上不稳定，造成水资源处理过后的杂质产生，则电力系统的运行安全就会受到威胁，电力设备也可能因为在长期运行过程中受到杂质的侵袭而导致出现故障，损害设备的运行寿命。

根据我国目前的水资源状况，人均水资源保有量不容乐观。截止目前为止，部分地区的水资源依旧在遭受破坏，水污染的情况在局部地区得到了加强。从整体而言，水资源的稀缺程度在逐步提高，民众在生产生活中应高度重视对水资源的保护与节约。所以，火力发电厂在进行水资源处理时应以维护水质安全为角度，采取科学的水处理工艺。但在现实的电力事业经营中，很多电力有关企业为能实现较高的经济收益，不愿投入资源用于水处理工作，导致电力用水中所含有的富营养物质超标，对水体健康造成危害。

电力企业应以保护水资源的角度进行水处理工作，在生产电力资源的过程中充分考虑到水资源的消耗水平与利用效率，尽可能从提高其循环利用比率的方式出发降低水资源污染，避免水资源的过度消耗。当水资源的处理不当时，锅炉中的水体活性盐类物质开始大幅度降低并导致水质出现污染，进而对整个发电设备系统的运行安全造成消极影响，不但降低了电力资源的生产能力，同时也对电力资源的供应质量产生不利效果。在长期的水质污染的情况下使用电力设备，即便其正常的电力供应得到保证，但电力设备的使用寿命也因此遭到缩短。一旦电力设备因为污染物而导致突然停机的现象发生，则会对工作人员的生命财产安全造成极大负面效应[5]。

如果水处理的效果不到位或缺失水处理环节，则在热力效应下水资源中所含有的有害物质会被挥发到水汽与空气之中，其会在化学分解作用下转化为人类更容易吸收的有毒物质，并进而产生有机酸危害人类的生命健康，同时对发电厂的机组设备造成腐蚀，火力发电事业的运行安全和稳定性受到严重挑战。所以，伴随环境意识的提高和国家对环境保护问题的日益重视，火力发电厂的环境质量监控工作开始被高度关注。如水处理的工艺达不到国家标准，则该火力发电厂就要受到相应负面评价，其经营资格被剥夺并承担相应的环境恢复责任。

3 火力发电厂主要水处理方式分析

3.1 火力发电厂膜技术水处理方式

火力发电厂应用膜处理技术可实现水处理效果的提升，并保证对水资源的一定处理效率，避免对电力资源的生产造成不利影响。膜处理技术的使用更可使水资源的利用和环境保护的要求相一致。传统的化学水处理方式需经过多个步骤，水处理的全部工序涉及到多个化学反应过程，采用多种不同的化学处理精微工艺。

传统的化学水处理程序所需要耗费的资源要更多，其程序上也比较复杂，不利于促进电力企业的业务发展，对电力企业的规模扩张和利润水平提升等造成一定的阻碍。同时利用传统的化学处理技术，电力企业的酸排放也达不到相应的环保标准。而伴随膜处理技术的进步，电力企业高效利用膜处理技术进行水资源处理，在降低工艺难度、节省电力企业资源消耗的同时大大减少了酸性物质的排放，使得电力企业的经营符合国家的环保标准，对电力企业的平稳运行和发展进步提供充分支持。

3.2 火力发电厂FCS 技术的水处理

水质控制对于发电企业的设备使用具有重要意义，优良的水质能够维护电力设备的良好应用环境，保护电力设备安全，延长电力器械的使用寿命。而传统的水处理方式对水资源的处理呈现分散的状态，水处理过程被分离到各个不相关的区域。因为水资源的整个处理程序没有得到集中，因此很多水资源处理结果的质量难以被保证，资源的消耗也因为过程的分离而增加。

为提高化学水处理的集中性程度，将整个水处理过程都放置到严密的组织体系之中，火力发电厂应积极采用FCS 的水处理技术。在FCS 技术的充分利用中，发电厂的化学水处理过程实现高度集中，其技术应用的特点为高度数字化，能在技术平台层面将分散的过程予以系统化，能实现交互性操作等。因为其独特的技术特点，FCS 技术能与火力发电厂的水处理现实高度契合，从而实现火力发电厂对水质的有效控制。同时利用FCS 技术更可以减少水处理程序中的人员投入，降低管理难度的同时提高水处理管理效率，避免出现人工因素对水处理程序的不当干预。基于FCS 技术应用结果，火力发电厂能切实提高水处理的效率与质量，推动业务的发展。

综上，火力发电厂的化学水处理过程与结果对其业务经营的安全和利润水平的维持等具有重要作用。相比较于传统的水处理技术，新形态的化学处理方式使得水处理过程得到有效集中与控制，能减少对企业资源的浪费并精准控制水质，维护用水安全，实现人与自然的和谐相处，电力事业发展与自然环境保护的和谐统一。