电厂化学水处理的和应用

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【摘 要】

从水处理的工艺、水处理的监控技术等等方面对电厂化学水处理技术的发展进行了阐述.针对当今大容量机组的运行,介绍了大机组电厂化学水处理的锅炉补给水、锅炉给水、锅炉炉水、循环水和废水的处理方法.

【关 键 词】

电厂化学水处理发展锅炉给水循环水

随着国内火电机组的不断扩建,机组的参数与容量不断提高,电厂化学水处理发生了深刻的变化.电厂化学水处理在技术选用方式、设备布置、工艺流程、控制监测、运行维护、生产管理等环节均发生了深刻的变化.

1.锅炉补给水处理

工艺流程按照功能一般分为：预处理部分、一级除盐部分、精除盐部分.处理工艺上从传统的离子交换、混凝、澄清过滤向膜分离技术发展.因离子交换法操作复杂、运行费用高、有酸碱废液排放,同时自动化程度低,已逐渐被膜法所代替.上世纪70年代反渗透的开创应用和近几年EDI技术的发展.这些技术的发展使水处理工艺越来越符合环保要求,符合现代工业技术的发展潮流.

锅炉补给水水处理工艺预处理的主要目的是去除小的颗粒悬浮物、胶体、微生物、有机污染物和活性氯.预处理的一般工艺是对水进行混凝澄清、过滤,出水浊度降到1～ZNTU以下.根据需要,决定是否需要加氯杀菌；当余氯含量高时,决定是否需用还原剂或吸附脱氯.

一级除盐过程一般是用很多化学方法来完成,现在普遍采用的几种脱盐技术有：离子交换技术、反渗透技术、电渗析技术等.

目前,常用的精除盐系统有混合离子交换器、二级反渗透、电渗析和连续电再生除盐技术（EDI）.混合离子交换器是成熟的精除盐技术,出水水质比较高,可以达到出水二氧化硅小于20μg/l,出水电导率小于0.2μs/cm.但存在以下缺点：再生操作复杂,有酸碱废水排放,树脂交换容量的利用率低、树脂损耗大.反渗透脱盐率高,可以达到95%以上,但是,反渗透对对二氧化硅的脱除率较差.EDI装置是近十年发展起来的新工艺,是将电渗析和离子交换除盐技术组合在一起的精脱盐,

2.锅炉给水处理

锅炉给水目前用氨和联氨的挥发性处理较成熟,但它比较适用于新建的机组,待水质稳定后可转为中性处理和联合处理.加氧处理改变了传统的除氧器、除氧剂处理,创造氧化还原气氛,在低温状态下即可生成保护膜,抑制腐蚀.此法还可以降低给水系统的腐蚀产量,减少药品用量、延长化学清洗间隔、降低运行成本.氧化性水化学运行方式在欧洲的应用较为普及,国内基本处于研试阶段.必须强调的是,氧化性水化学运行方式仅适用于高纯度的给水,并应注意系统材质与之的相容性.

3.锅炉炉水处理

炉内磷酸盐处理技术已有70余年的历史,现在全世界范围内有65%的汽包锅炉使用过炉水磷酸盐处理.由于以前的锅炉参数较低,水处理工艺落后,炉水中常常出现大量的钙镁离子,为防止锅炉结垢,不得不向锅炉中加入大量的磷酸盐以去除炉水中的硬度,这样,炉水的pH值就非常高,碱性腐蚀问题显得特别的突出.在这样的情况下,协调磷酸盐处理应运而生,并取得了一定的防腐效果.但随着锅炉参数不断的提高,磷酸盐的“隐蔽”现象越来越严重,由此引起的酸性腐蚀也越来越多.而在另一方面,高参数机组的锅炉补给水系统已全部采用二级除盐,凝结水系统设有精处理装置.这样,炉水中基本没有硬度成分,磷酸盐处理的主要作用也从除硬度转为调整pH值防腐.因此,近10年来,人们又提出低磷酸盐处理与平衡磷酸盐处理.低磷酸盐处理的下限控制在0.3～0.5mg/L,上限一般不超过2～3mg/L.平衡磷酸盐处理的基本原理是使炉水磷酸盐的含量减少到只够与硬度成分反应所需的最低浓度,同时允许炉水中有小于1mg/L的游离NaOH,以保证炉水的pH值在9.0～9.6的范围内.

4.凝结水处理

目前绝大部分300MW及以上的高参数机组均设有凝结水精处理装置,并以进口为主,其再生系统的主流产品是高塔分离装置与锥底分离装置.但真正能实现长周期氨化运行的精处理装置并不多,仅有厦门嵩屿电厂等少数几家,嵩屿电厂混床的运行周期在100天以上,周期制水量达50万t以上.从环保与经济的角度出发,实现氨化运行将是今后精处理系统的发展方向.另外,在设备投资、设备布置与工艺优化方面,应考虑尽可能多地利用电厂原有的公用系统,如减少树脂再生用的风机及混床的再循环泵等,尽可能把系统的程控装置和再生装置安装在锅炉补给水侧,以利实现集中化管理.另一方面,具有过滤与除盐双重功能的粉末树脂（POWDEX）精处理系统也逐步得到应用,如福州华能二期、南通华能二期等电厂.但由于粉末树脂的价格较高,主要依赖于进口,使得粉末树脂精处理装置的推广应用受到了一定的限制.

随着发展目前绝大多说高参数机组设有凝结水精处理装置,这些装置多以进口为主,其中再生系统是高塔分离装置、锥底分离装置.但真的实现长周期氨化运行的目的的精处理装置屈指可数,实现氨化运行从环保、经济角度出发将成为今后精处理系统发展方向.现在的运用考虑需注意设备投资、设备布置、工艺优化方面,应注重原有的公用系统的利用率,例如减少树脂再生用风机、混床再循环泵等.

5.循环水处埋

采用闭式循环冷却的火电厂,冷却水的循环回用和水质稳定技术的开发是水处理工作的重点.发达国家循环水浓缩倍率已达6～8倍,国内大多数电厂的循环水浓缩倍率在2～3倍左右,国内火电厂应在提高循环水重复利用效率上下功夫.为避免磷系水处理药剂对环境水体的二次污染,低磷和非磷系配方的高效阻垢分散剂、多元共聚物水处理药剂逐渐得到应用.采用开式排放冷却的火电厂,特别是以海水作为冷却水的滨海电厂,冷却水一般采用加氯处理,其常见的装置是美国CaptialControl公司的产品.但是,也有部分电厂采用电解海水产生次氯酸钠作为杀生剂.如漳州后石电厂、北仑港电厂等.

6.废水处理

目前,国内大型的电厂工业废水处理的布置基本套用宝钢电厂的废水处理模式,即采用废水集中汇集,分步处理的方式.一般采用以鼓风曝气氧化、pH调整、混凝澄清、污泥浓缩处理等为主的工艺.但这种处理方式的缺点是对水质复杂且变化范围大的来水的处理难度较大,并影响到废水的综合回收利用.近年来,两相流固液分离技术逐步得到应用,该技术采用一次加药混凝、在一个组合设施内完成絮凝、沉淀、澄清、浮渣刮除和污泥浓缩等工艺过程,使水中的泥沙、悬浮固体物、藻类悬浮物和油在同一设施内分离出来.该处理技术提高了出水水质,降低了处理成本,扩大了回用范围.

作者简介：

张英康,大唐长春第三热电厂,化验技术员.