电厂化学水处理技术的创新应用 崔海潇

电厂化学水处理技术的创新应用崔海潇
摘要：随着我国科学技术的发展，我国也逐渐提高了电厂化学水处理的技术，
以往的处理方式已经慢慢被取代。

目前为止，我国在这项技术的研发创新上，与
发达国家还有一定的距离，需要相关人员做出更多的努力。

电厂运行过程中的所
有环节都离不开化学水的处理，所以一定要有精准的操作。

同时还要强化对于机
器设备的更新换代、布置的合理性以及管理工作的科学有效。

使既有的设备能够
高效地应用，提高利用率，将能源消耗降到最低，更要注重对环境的保护，坚持
可持续发展的原则，强化水处理技术系统的自动化监管，从而更好的保障化学水
处理技术的安全性和环保性应用，使处理后的水品质更加良好，使电厂的运行更
加安全稳定。

关键词：电厂；化学水处理；技术应用；创新措施
引言
化学水处理技术在电厂中非常重要，我国现阶段化学水处理技术与发达国家
相比还比较落后，需要不断地学习和总结经验。

电厂是我国重要的能源企业，其
生产运营情况与人们的日常生活密切相关，也直接与我国的社会经济发展挂钩。

由于电厂中的各种热力设备在长时间运行时容易遭受腐蚀，造成严重程度的损坏，甚至还会引发安全事故的发生。

因此电厂必须使用经过有效处理后的水体，而这
关键部分就是化学水处理技术。

为了保证电厂的安全、平稳运行，就应当结合电
厂的水体实际情况，采用合适的化学水处理技术，提高电厂机组的运行的安全性能。

1电厂化学水处理技术的重要意义
电厂运行过程中，水是否进行了相关的化学处理，直接影响着发电设备的安
全和电厂的经济效益。

如果将没有经过严格处理的水应用到生产过程当中去，那
么就有可能使生产设备发生损毁，埋下安全隐患。

不合格的水进入到锅炉中之后，会导致水里所存在的杂质与锅炉壁发生一系列的化学反应，逐渐在炉壁表面形成
结垢。

而在温度比较高的炉管中，会越来越多地附着上一层水垢，水垢的导热性
能十分弱，久而久之，炉管壁越来越脆弱，不能承受管内的高温和高压，进行导
致管道形状发生变形，严重时还会造成管道爆裂。

另外，如果水垢附着在汽轮机
凝汽器里面，由于杂质量过多，发热效率降低，会导致汽轮机不能正常工作，从
而使发电量也大幅度降低。

汽轮机需要定期进行清洗，但结垢产生后，就需要增
加清洗的频率和时间，在一定程度上造成了人员和时间上的浪费，加大了运行成本。

除此之外，不合格的水会对某些金属部件有一定的腐蚀作用，未经严格处理
的水在进入到电厂生产的过程中后，带有腐蚀性的气体和一些杂质也随之进入到
了设备当中去，这样会间接造成生产中的设备使用寿命被缩短。

水中的杂质与金
属部件发生化学反应，所生成的一些物质与水相融，就更增加了水里面杂质的含量，久而久之，形成了一种恶性的循环，杂质增加———结垢加速———杂质越来越多。

在这样的过程中所累积的破坏力是非常之大的，也很容易造成管道发生暴
裂的情况。

所以，电厂在生产运行的过程中，对于水质的处理工作十分重要，能
够在很大程度上使电厂的安全运行有所保障，使经济效益能够稳步增长。

2电厂化学水处理技术发展的特点
2.1针对化学水处理设备的设计集中化
当前我国具有很大规模的电厂，通常应用的设置方式为分布式。

分布式设置
的缺点是会加大化学水处理技术以及操作管理过程中的难度，难以达到电厂运行
中对于集约化的要求。

在一些经济较为发达的国家，在电厂水进行化学处理的方
式上已经逐步采取集中的方式，应用最多的结构是立体化和系统化，这样能够很
大程度上减少在水处理过程中对于空间的占用。

除了能够提高工作的效率，还能
够降低对于水处理资金的需求和管理方面的难度。

2.2针对化学水处理生产的集中化
通常情况下，我国的电厂所采用的水处理方式多为模拟控制，这种方式一般
是将各种类型的设备和仪器应用到电厂化学水处理中，对其过程中的每一项工作
进行分析和检测，然而这样的检测方式会存在速度较慢的情况，不能及时提供有
效的信息。

在这样的情况之下，我国的电厂逐渐转变了对于化学水处理的方式，
开始向集约化发展。

在集约化模式下，电厂化学水处理阶段的监测采用数字技术
和自动化控制系统进行操作，增强了其实时性，有助于相关人员及时判断工作步
骤的正确性。

2.3选择化学水处理技术更加环保化
我国幅员辽阔，人口和各种自然资源的数量都非常庞大，但正是由于人口众多，所以资源的平均占有份额就非常小，所以，相关的人员已经越来越重视可持
续发展的重要性。

在电厂的日常运行及生产中，环保问题日渐突显，是当前急需
解决的问题之一。

在这样的背景之下，排放污染的降低，或者说排放零污染，已
经是我国目前许多电厂生产目标的重中之重。

重视环保生产，在进行化学水处理时，尽可能地不使用或者少使用一些有毒或者有害的化学药剂，在减少电厂用水
量的同时，也能够将电厂生产运行过程中对水资源的污染程度降到最低。

2.4使用的化学水处理技术呈现多元化
当前社会，新的科学技术发展日新月异，我国的电厂在化学水处理的方式上，也随之更新，改变了以往较为简单的处理流程，不仅仅局限于过滤和交换等处理
方法。

类似树脂技术等这样更为科学的、先进的、多样的方法被应用到水处理工
作当中去。

在很大程度上提高了化学水处理的工作效果，并且使处理的效果更为
显著。

3电厂化学水处理技术的应用
3.1 锅炉补给水处理
锅炉补给水处理方式采用直流混凝土过滤、一级除盐加混床工艺系统，还包
括配套的再生系统。

锅炉补给水处理系统流程为：地下水-清水箱-管道混合器-罐
式压力混合器-混合离子交换器-除盐水箱（浮顶式）-主厂房凝结水补水箱。

超滤
法是利用一种压力活性膜，在外界压力作用下截留水中胶体、颗粒和分子量相对
比较高的物质，而水和小的溶质颗粒透过膜的分离过程。

通过膜表面的微孔可以
筛选截留分子量为 3*10-1*10 的物质。

当被处理水借助于外界压力的作用以一定
的流速通过膜表面时，分子量和水分子小于五百的溶质透过膜。

而大于膜孔的微
粒和大分子等由于筛选被截留，从而使水质得到净化。

超滤法与传统的预处理工
艺相比，系统简单，操作便捷，占地面积比较少，投入的资金费用也比较少，净
化后的水质极优，可以满足各类反渗透装置的进水要求。

反渗透法是一种新兴的
膜分离技术，它的主要原理是在足够的压力作用下，利用一种特殊材料和方法加
工制成具有半透膜性的薄膜的截留作用，迫使溶液中的溶剂和溶质分离。

反渗透
法对原水水质的变化适应能力较强，在分离溶质时没有相对转换，设备简单，便
于操作和管理，占地面积也比较小，出水水质比较稳定，并且制作成本费用低廉。

浅除盐法是指通过离子交换时把水中所含盐量部分去除。

浅除盐法通常是在原有
水处理系统的基础上，增加弱酸性阳离子交换树脂或者弱碱性阴离子交换树脂。

该工艺流程操作简单便捷，运行费用也比较低，去除率高，不会出现污泥膨胀现象。

3.2 锅炉给水处理技术
氧化性全挥发处理方式是给水只加氨而不加除氧剂的处理方式，使水质呈弱
碱性的还原处理。

对于有铜系统的机组，兼顾了抑制铜和铁腐蚀的作用。

对于无
铜系统的机组，通过提高给水的 PH 值抑制铁腐蚀。

采用氧化性全挥发处理方式
处理之后，给水的含铁量就会降低，省煤器和水冷壁管的结垢速度将会下降。

采
用加氧处理方式可以使给水系统中的 FAC 现象减轻或者消除，给水的含铁量会降低。

省煤器和水冷却壁管的结垢速度也会降低，锅炉化学清洗周期也会适当的延长。

同时由于水质中的 PH 值的相应降低，可以使凝结水精处理混床的运行周期
延长。

但是加氧处理方式对于水质的要求十分严格，对于没有水精处理设备或者
凝结水精处理运行不正常的机组，不适宜采用这种方式。

3.3 锅炉炉内水处理技术
锅炉炉内水处理的方式是通过向锅炉内加入一定数量的软水剂，使锅炉给水
中的污垢转变为泥垢后从锅炉内排出，从而达到防止水垢的产生。

最基本的水处
理方式是在锅炉内加药处理，主要是将水中的杂质变成不溶性泥垢，这种方式不
仅没有环境污染问题，还能排出大量剩余的再生后产物和再生剂。

锅炉内水处理
方式不需要复杂的设备，因此成本比较低，投资比较少，操作起来比较方便。

3.4 凝结水处理方式
凝结水处理的作用就是降低锅炉给水的含盐量和腐蚀产物，从热力系统中排
除盐类，改变凝结水中的杂质组成。

高塔法分离原理是先进行初步空气的擦洗，
去掉腐蚀产物，在将树脂全部送入顶部漏斗部分。

逐步降低水的上升流速，分步
使树脂下降，最后将树脂留在分离塔内。

锥底法也称为锥底分离法，锥底法的特
点在于设计的专门的锥底，能够保障树脂层平稳下落，不产生漏斗形。

八步法是
按照锥底法的再生系统，将混合树脂留在分离塔内，与阴树脂一起再生。

阴树脂
成为钠型，再次反洗分层，从侧面送出阴树脂，将钠型树脂留在分离塔内。

4电厂化学水处理技术的发展创新及具体应用
4.1 FCS 技术在系统化、自动化处理中的应用
在前文电厂化学水处理技术的发展特征分析中提到过，未来的一个重要发展
方向就是处理设备类型多样，日趋集中统一。

尽管发展趋势如此，但在实际操作中，我国的电厂化学水处理设备分散性仍比较强，监控点过多不统一，控制起来
不是很方便。

为实现电厂化学水处理过程的数字化、自动化管理，可以使用FCS
技术。

FCS最深刻的改变是现场设备的数字化、智能化和网络化。

相对于DCS组
态简单，由于结构、性能标准化，便于安装、运行、维护。

通过FCS 技术的运用，构建一个即时监控、远程操作、信息集中的化学水综合自动化处理平台。

运用操
作系统分解重建理论，以现场总线作为化学水处理技术的控制枢纽，以分散的设
备测量监控单元为网络节点，充分运用智能仪表等高科技测量设备，对化学水处
理过程进行自动化控制，实现处理过程的自动化、数字化管理。

4.2膜分离技术在锅炉补给水环保处理中的应用
在锅炉运行过程中，内水在使用中不断消耗，需要不断添加补充水。

但自然
水一般含有一定的化学物质，其与锅炉内水之间存在差异性，混合使用后容易产
生不良的化学反应，从而影响锅炉内部运转并引发安全问题。

这要求技术人员必
须对自然水进行相关的处理之后再添加至锅炉内部。

传统锅炉化学水处理采用的
处理方式一般是混凝、离子交换及澄清过滤。

整体来看，这类方式处理过程繁琐，
工艺较为落后容易造成环境污染，同时自动化程度低导致大量的人力物力的消耗，成本支出较高。

随着生物膜技术的不断发展，膜分离技术在水处理领域可以广泛
应用。

膜分离技术已经发展成为当今分离科学中最重要的手段之一，其过滤方式
简单且易于控制，同时兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能，可以在锅炉补给水
环保处理中充分应用。

通过系统化控制可以实现操作控制监控，大大提升工作效率，降低成本支出。

最为关键的一点是，膜分离技术成功解决了传统处理方式中
容易产生的污染问题，符合可持续发展的方向以及绿色环保的准则。

4.3平衡磷酸盐技术在减少锅炉内水钙垢中的应用
设备长期运转过程中，钙垢的产生是常见现象。

钙垢堆积会影响设备效率，
同时增加清理成本。

通过运用平衡磷酸盐的处理技术的原理，在锅炉内水中加入
氢氧化钠等特定药剂，充分平衡水的酸碱值，使钙离子可以充分消耗，从而减少
水垢的产生。

其主要的上限范围是2~3mg/L，下限范围在0.3~0.5mg/L，属于处理
低磷酸盐的合理控制范围之内。

不断的减少炉内的磷酸盐的含量，使其能够符合
炉内反应需要的浓度的最低值，除此以外，游离在炉内的氢氧化钠的值应该不大
于1mg/L，进而使锅炉内的水中 PH 值能够维持在 9.0~9.6 范围之内。

结束语
综上所述，在现代电厂生产当中，电厂的化学水处理是重要的工序。

通过创
新的设计方式，将信息技术当中的系统控制方法与化学水处理工艺相互结合，能
够保证相关的化学水处理设备始终保持在精准运行和完整控制的范围之内，尽可
能多地提升处理能力，提高处理效率，保证发电生产的良性运行。

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