研究热电厂化学水处理技术

摘要：在热电厂的生产过程中，锅炉是最重要的生产设备之一，锅炉在运行过程中对水质有严格的要求，一旦锅炉补给水的质量存在问题，会造成设备的结垢、腐蚀及损害。因此，为保证锅炉正常运行，必须严格监督锅炉补给水的质量，对锅炉给水进行必要的处理，以确保锅炉机组的安全稳定运行。本文从电站锅炉化学水处理的技术难点出发，分析了热电厂锅炉补给水的处理方法，并进一步阐述了电厂工业废水的处理及再利用。

关键词：热电厂；化学水处理；腐蚀

1.引言

在现实生活中，无论是生活还是工业生产，水都是不可缺少的重要资源。中国目前进入了经济蓬勃发展的时期，在工业发展壮大的同时，伴随而来的一些问题也逐渐进入人们的视野，随着当前环境污染现象日的益严重及水资源的减少，这使我们在对水资源利用的同时有必要考虑对产生的工业废水进行相应处理净化和再利用，而不是直接将废水排放到自然界中。热电厂主要是靠火力发电，使发电设备运作进行电力输出，然而，热电厂所用的水质量很多情况下无法达到设备正常运行的标准，这就会产生许多相关的问题：如难溶盐的大量积累，甚至设备的腐蚀不仅会不同程度地破坏设施，还会影响发电厂的正常发电任务。

现在热电厂对所用水的处理工艺大体上是一样的，大多为化学方法，处理工艺的许多参数，如pH值、温度和磷酸盐含量用于监测电厂使用的循环水是否需要处理，当相关指标超过规定的数值时，电厂的水将被处理。

2.水质不良对热电厂设备的危害

2.1锅炉设备的结垢危害

如果电厂的水中杂质或化学物质超标，当不符合使用标准的水被热电厂的锅炉等设备使用时，锅炉的附属设备换热器等，长时间的加热会使水中的难溶盐析出，附着在相关设备的内壁上，这会严重影响锅炉受热面的安全和传热效率。由于这种水垢的主要成分是难溶的碳酸盐，其导热性很差，会使设备的导热性严重降低，这种尺度在管道中的分布并不均匀，也就是说每个区域的导热系数差别很大，如果热负荷过高，金属会出现膨胀，变形或爆炸等现象。

2.2过热器和蒸汽轮机循环部件中盐的积累

在不同的温度下，不同种类的化合物溶解度是不同的，所以在管道内，因为温度的变化，以及水含量的不同，使得许多化合物的溶解度降低，在某些情况下这些化合物就会析出形成固体，俗称水垢，盐分积累的增加会对金属管道造成压力并引发一系列问题。例如，阀门没有紧密关闭，金属管弯曲和爆裂，导致停机。

3.锅炉给水处理步骤

加热或发电与冷凝水回收之间的差异，锅炉供水量也不同。冷凝式电站锅炉的供水一般低于蒸发量的3%，供热锅炉的供水量可高达100%。补给水处理的主要步骤如下：

3.1预处理

当原水用于地表水时，预处理的目的是去除水中的悬浮物，胶体和有机物。通常，将凝结剂（如硫酸铝）加入到原料中以使上述杂质凝结成大颗粒，然后过滤成淡水。

当地下水或市政用水补充供水时，可以过滤原水的预处理。常用的澄清器包括脉冲，液压加速器和机械搅拌澄清器：过滤设备有虹吸过滤器，无阀过滤器和单流或双过滤机械过滤器。

3.2软化

使用天然或人造离子交换剂，钙和镁硬盐会转变成盐，不会形成坚硬的垢，以防止锅炉管内壁形成钙，镁的难溶氧化物。

3.3除盐

化学除盐所采用的离子交换剂品种很最普遍的是阳离子交换树脂和阴离子交换树称“阳树脂”和“阴树脂”。在离子交换器里面，含有盐分的水流经树脂的过程中，其中的阴阳离子分别与树脂中的阳离子（H+）和阴离子（OH-）发生变换后被除去。

3.4脱氧

常用的脱气方法包括热脱气和真空脱氧，有时还辅以化学脱气。所谓的热脱气是指在脱气器中将水加热至沸腾时，气体的溶解度降低，根据工作压力更多应用的热式除氧器具有0.12MPa和0.6MPa。对于一些蒸汽锅炉和热水锅炉的使用，国家有明确的脱氧规定，以有效保护锅炉的供水系统和部件，减少腐蚀造成的损害。锅炉给水中的氧气可以通过物理方法排出。通过使用试剂或钢屑削减脱氧方法将锅炉补充水转换成稳定的金属物质或化合物进入锅炉之前，也可以去除氧气。另外，通过化学腐蚀容易氧化的金属，也可以消耗水中的氧。

4.水处理设备运行过程中的廢水排放

4.1水处理过程中各处理单元的污水排放

（1）机械过滤单元

机械过滤器的作用主要是去除原水中的悬浮颗粒和胶体物质。运行一段时间后，随着运行阻力的增加，必须对机械过滤器进行回洗以去除保留在过滤材料上层的杂质。反冲洗废水直接排入沟槽，这部分废水主要含有悬浮物。

（2）脱盐第一阶段废水排放

以阴离子交换器为例，电厂大型反冲洗和小反冲洗阶段排放的废水主要为含悬浮固体的中性废水。在碱转化和置换过程中，排放的废水主要是碱性废水，洗涤阶段主要是质量较差的不合格软化水。在阳离子交换器的再生过程中，排入酸，排水和尺寸洗涤阶段的废水是酸性废水。

5水处理专业可用废水的分析

（1）采样废水

除锅炉水为含盐量高的锅炉外，其余采样水为高质量高温去离子水。炉水取样水可以进入连续膨胀容器重复使用，其他采样水可以统一收集，然后直接用于生产回水池二次使用。

（2）过滤装置废水

机械过滤器和活性炭过滤器处理单元排出的废水为反冲洗废水，这部分废水只含有沉淀物等杂质，不含酸或碱性化学物质，经中和槽收集沉淀后，可直接作为锅炉除尘。

（3）初级脱盐阶段的废水

在阴极和阳离子交换器的操作以及反洗和再生过程中，洗涤和反洗的废水与过滤器反洗的废水相同，在简单的沉淀后，它可以用作锅炉除尘和灰化系统的水，酸性和碱性废水在通道和中和槽混合后，理论上应为中性。实际的酸度和碱度与再生过程中过量的酸和碱的量有关。经过多次抽样检测，中和池水中的pH值保持在7.0和9.0之间。水中含有的水的主要成分是氯化钠，作为除尘和灰化系统的补充水是安全可靠的。

6反渗透水处理技术

反渗透是一种压力驱动的膜分离技术，使用选择性膜功能。当系统中的压力大于水溶液的渗透压时，水分子不断穿透膜。在通过产水通道流入中心管后，一端的水中排出的离子，有机物，细菌，病毒等杂质被捕获在膜的入口侧，然后从出口流出结束浓缩水实现分离和净化。反渗透是最复杂的膜液体分离技术。操作压力施加在进水（浓溶液）一侧以克服天然渗透压。当操作压力高于天然渗透压时，水分子从加入浓缩溶液的一侧自然渗入。进水（浓溶液）中的水分子通过反渗透膜在稀溶液侧成为净化水，反渗透设备将阻止分子量大于100的所有可溶性盐和有机物质，但允许水分子渗透，反渗透复合膜的脱盐率一般都在98%以上，它们被广泛应用于工业纯水和电子超纯水的生产，饮用纯净水生产，锅炉给水等工艺，使用反渗透设备在离子交换之前可以大幅降低工作水量和废水排放量。

7.结束语

在火力发电厂运行期间，化学水处理专业人员的主要职能是维持离子交换水处理系统的运行并为过滤提供淡化水。当水处理专业人员在使用时，会产生大量的废水。这些废水经过第二次分次利用后，可以通过设置中和池，在中和池中进行沉淀和中和，然后排入相应的系统实现二次利用，并有效地保证二次利用的安全性，提高水资源利用效率减少火力发电厂废水排放。

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