摘要：目前我们国家火电厂对化学水的处理依然有很多不足需要改善的地方，比如说:工艺流程过于复杂以及工艺布局不够合理等等，这些问题都有待解决。找出相应的解决方法，以此来降低企业的成本，争取利润的最大化，同时也可以有效的减少火电厂化学水处理系统的占地面积，节约社会资源。
关键词：火电厂；化学水处理；节能降耗；优化措施
水汽品质对热力设备有着非常关键的作用，它是确保整个设备安全经济运行的重要因素之一。热力系统在运行时会出现结垢、积盐、腐蚀等现象，而火电厂化学处理系统重点在于保证热力系统的水汽品质，维持整个热力系统的安全运行。因此对火电厂化学水处理系统的研究是当下的重点问题。本文通过经验的总结，对化学水处理系统的整体运行与局部配件都做了一定的分析，力求系统的运行更加的合理经济，工艺更加的可靠，为电厂的和谐发展提供有力的保障。
一、火电厂化学水处理系统的特点
首先，水处理系统一直都是以环保作为根本的,电厂的水处理也要坚持一定的准则,稍有不慎就有可能会造成严重的环境污染,因此电厂的水处理系统更是要坚持环保,做到绿色生态,尽量不排放各种化学污染物。此外,水处理系统也要以循环发展为目标,不断提高水资源的利用率,这也是电厂水处理系统可持续发展的要求。其次，随着经济的发展,各种高科技技术在水处理系统中的应用越来越广泛,水处理的手段和方式也越来越多样化。传统的水处理工艺已经不适用于当前的水处理系统的发展。水处理系统的另一个特点就是要加强新型处理工艺和技术的应用。比如利用膜处理技术来进行水质的处理、利用化工材料来处理水问题等,新型的工艺和技术可以有效地提高水处理系统的工作效率。最后，水处理系统的各种设施设备比较分散,是影响水处理系统效率的一个重要原因,设施设备的分散布置以及对生产管理的分散控制,不适用于新时代背景下的水处理系统的发展。因此,对水处理设备的布置以及具体的生产过程的控制实现集中化管理对于水处理系统的发展十分重要。
二、当前阶段化学水处理系统的运行状态
2.1类别划分方面
电厂化学水处理是一项非常具有系统性的工作，所以其根据流程和功能分为很多种类，一方面是净水预处理、锅炉补给水处理系统，而随着对化学水处理的方式的不同，又有化学加药系统和循环水加药系统，除此之外还有锅炉补水系统和取样监测分析系统等等。当前很多电厂仍然没有将原水的品质进行区别，这样一来就造成像净水预处理和反渗透处理等系统没有配备。
2.2管理体制方面
旧有的化学水处理系统位于中央控制室内，并且没有专门的人员负责运行，其设备比较多，分布十分分散，这就造成了出现故障时，检查面积大，系统广，工作量大的问题。当前新技术更新换代非常频繁，化学仪表也不断更新，这就给操作人员提出了更高的要求，对他们来说，较差的工作能力和较低的责任心直接限制他们工作能力和工作效果的发挥。另外在仪表选用上，如果选用国外的仪表，往往我们没有足够的配件，这样给准确率也带来了一定的影响。
2.3结构特点方面
①继电控制方式无法适应新的技术。很多电厂修建时间比较早，年代可以追溯到上个世纪七十年代，这部分电厂的化学水处理系统都十分简单，并且难以进行监控，这已经无法适应当前发电厂工作的需求，所以检测分析数据库数据严重短缺。另外，设备老化和陈旧的问题非常严重，给运行维护带来了很大的问题。
②在上个世纪九十年代初期，技术已经逐渐走向成熟，PLC技术已经投入使用，这样一来，电厂监测设备控制方式也由手动转向了自动，但存在的问题是当时受到了技术的限制，计算机运行速度比较慢，监控画面也不利于交互，虽然一定程度上提高了监控的信息量，但仍然无法适应实际需求，没有信号报警功能。很多电厂已经开始采用在线仪表自动加药设备，但由于监控设备仍然不够完善，所以监测信息不足。
③对化学水进行DCS控制。电厂化学各系统的DCS是以运行控制需求和实际情况为依据,其控制主体为化学水处理系统,即预处理装置、锅炉化学水补给装置、工业水装置、凝集水精处理装置、机炉汽水分析装置,使DCS系统处理数据的能力在很大程度上得到发挥,提升了控制精度,实现了复杂的逻辑控制。DCS系统的应用,使化学水处理过程中测量化学量滞后问题和分散工艺设备问题得到解决,同时实现了自动集中控制腐蚀性介质问题,保证了原水、给水以及补给水等水处理的控制,使覆盖过滤、水汽监督以及凝结水精除盐等得到集中监控。通过DCS控制方式对控制范围的拓展以及复杂控制策略的实现比较有利,使系统通讯的标准化、可靠性以及先进性得到保证,保证了电厂一体化管控。
三、火电厂化学水处理技术对火电厂的影响
3.1热力设备被水中的有害物质腐蚀
火力发电厂中相关的热力设备，在运行过程中一旦触碰到水中一些有害物质时，就会使各种加热器、水冷壁、散热器、过热器、汽水管道等一系列金属制管道被有害物质腐蚀。这样一来，就会导致设备的使用年限被缩短，严重来说还会引发金属管道的破裂爆破等情况，出现安全隐患事故，给公司带来不必要的损失。
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3.2热力设备的表面层产生污垢
热力设备的表面之所以会有污垢，是含有有害物质的水由于操作不当等原因进入了热力设备，水中的有害物质在热力设备中持续运行一定时间之后，热力设备中的受热表层在与有害物质接触后，就会在设备表面产生大量的污垢，这些污垢具有极强的吸附性，短时间内很难清理干净。由于污垢长时间吸附在设备表面，会使设备的性能变差，能源消耗会大幅度增加，这些变化都不利于火电厂的经济效益，不利于火力发电厂的快速发展。因此，应该对热力设备定期的进行检查，发现表层污垢后及时的进行清洗，设置专门的管理人员，对其进行有效的维护与监管。
四、系统设备优化
4.1预处理过滤装置优化
火电厂化学水处理工艺常采用多介质过滤器进行前期预处理来降低原水的浊度，以此来保证后续处理水质。过滤器常采用的滤料为粒状滤料，但在实际运行过程中，由于滤料材料的局限性，使得出水水质、截污能力以及过滤速度都受到较大的限制，影响系统的整体出力，从而造成能源浪费。针对多介质过滤器存在的问题，可采用纤维材料代替粒状材料作为滤元，该类材料尺寸小、表面积大、材质柔软，具有较强的吸附、截污以及水流调节功能，可大幅度提升出水水质、减少反洗用水量，可实现节能节水双重功效，目前代表性产品有纤维球过滤器、压力板式纤维过滤器等。
4.2水泵设备优化
化学水处理系统正常运行过程中，部分水泵的设计出力与实际出力相差较大，如热网补给水泵、除盐水泵等，因下游工艺设备需水量随火电厂运行负荷变化较大，而水泵设计通常以高负荷时的需水量为依据，当火电厂处于低负荷运行时，水泵出力过剩，存在较大的能源浪费。针对化学系统中设计出力与实际出力相差较大的水泵，需进行相应的升级改造，增加变频设备，以实现供需平衡，从而减少系统的运行能耗。
五、药剂的节省与资源优化
5.1药剂使用量的控制
在火电厂化学处理系统使用中，会利用相关药剂发挥其作用，有针对污垢进行处理的，有进行资源转化的。药剂的使用量必须做到合理的控制，比如在沉淀设备使用混凝药剂时就要看提高混凝沉淀的效果。聚合氯化铝药剂在整个火电厂絮凝沉淀处理中是普遍存在的，它有着非常强的稳定性，在不同的水质中都能适应，发挥其作用。在系统运行时，能够促进系统的快速絮凝沉淀，既节约了药剂的使用量，又加快了沉淀速度；既保证了后续水质的稳定，又节约了药剂成本，絮凝沉淀处理的时效性就会增强。絮凝沉淀药剂具有的显著优势就是广泛性，选择性强，对水进行处理时，能够与不同水质的水充分结合，选择药剂的使用量，将其控制在最佳药剂用量内，这样既可以让沉淀处理的效果极优又使能源得到优化，是非常节约的体现。
5.2浓缩水力除灰的优化
浓缩水力除灰的措施，需要将火电厂原本排除的原灰水重新形成比例，控制在1:5范围内，让冲灰水中的物质达到平衡。从综合除灰的角度入手，制定合理的浓缩水力除灰措施，在火电厂的实际运营中要注重对用水量的把控，与火电厂产量和指标数据相融合，切忌不得影响整个火电厂的平衡发展。在此基础上，最大限度的降低除灰的水力，直接将其浓缩，那么在整个除灰区域的用水量就会减少，冲灰水的排放量也得到了控制，既经济又环保。在火电厂化学水处理系统运行时，必须充分了解每一个细节，做到最大限度的用水控制，合理将资源优化，循环再使用，这样才能从整体上来完善化学水处理系统的节能降耗优化的可能性。
六、创新废水处理系统管理机制
火电厂生产负荷随着废水处理系统的运行在不断的发生着变化，厂内的废水水质与水量也会产生波动。在长期运行中，设备的老化以及相关管理人员的专业素养严重缺乏，导致火电厂的废水处理系统运行效果并不理想。管理水平低下，药剂的消耗量不断上升，电耗量也不能得到合理的控制，出水的水质也达不到标准，废水的排放要求也变得更加的严格，火电厂废水处理面临更加严峻的形势。针对这一问题，火电厂必须对废水处理系统管理机制进行创新，引进相关专业人才，对火电厂废水处理进行改造，通过先进的管理机制来促进火电厂废水处理系统的稳定发展。
七、工艺系统水资源复用优化
7.1泥浆资源化处理
化学水处理系统的预处理单元产生的泥浆量较大，处置成本较高，如石灰软化系统，目前大部分火电厂直接将浆液进行脱水处理，变成固废后外运，造成了严重的资源浪费，实际运行中可对火电厂预处理工艺中石灰泥渣处理系统进行改造，将统一收集的泥浆经渣浆泵输送至火电厂脱硫系统实现了废物资源化，大大降低了石灰泥渣处理系统以及脱硫系统的电耗和运行管理成本。
7.2反渗透浓水综合利用
目前部分火电厂内的多介质过滤系统反洗用水直接采用原水，而反渗透系统产生的浓水直接排放。由于该部分浓水除含盐量较高外，其余水质指标均较好，可经统一收集后用于多介质过滤系统的反洗用水，此举可降低系统的总水耗以及废水排放量。
7.3酸、碱废液的优化处理
阴、阳离子交换器再生阶段并非同步进行，所产生的酸、碱废液若直接排至工业废水处理系统，由于酸、碱废液未能利用其特性进行充分的中和反应，不仅造成资源的浪费，同时提高工业废水处理系统的运行负荷，增加后续的处理费用。因此可通过设置一定容积的中和水池，将火电厂内产生的所有再生废液进行收集，先经中和处理后再输送到厂内工业废水处理系统，以减少后续处理的加药量，降低运行成本。
结语
总的来说，只有完善火电厂的化学水处理系统设施，并且改善空间布局以及工艺流程，这样可以增强对于水的处理，并且可以降低设备的消耗，进而能够降低对于能源的消耗。在改进火电厂化学水处理系统的设备、空间布局以及工艺流程之后，不仅能够做到水的资源化利用，降低设备的支出，并且可以降低水、电资源消耗以及设备成本的控制。最后就是改进火电厂管理运行制度，增强对于市场优势资源的使用，进而获得更多的经济效益。
参考文献
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[2]李明,杨秀文,陈莉.火电厂机组节能降耗技术措施[J].山东电力高等专科学校学报,2013.
[3]沈健，曹韵，李媛媛，等.河源电厂电除盐设备运行经验与优化[J].中国电力，2013.
论文作者:张辉
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/4/3
标签：火电厂论文; 系统论文; 水处理论文; 化学论文; 设备论文; 电厂论文; 药剂论文; 《防护工程》2018年第35期论文;