摘要：优化发电厂水处理方式，提高水汽循环系统的水工况控制水平，保证生产效益是当前水电厂的重要工作内容。本文阐述了电厂水处理进行优化设计的重要性，针对原水预处理系统，补给水处理系统，热力水汽系统设备的改进方案进行了详细介绍，希望电厂运行经济性达到最优。
关键词：电厂水处理；水工况经济性；优化设计
引言：随着用电需求的不断增加，发电厂电能生产用水量也在逐年增多，在可持续发展思想指导下，如何做好水处理工作，减少污染物排放的同时进行水工况经济性优化设计，提高电厂投资效益，降低运营成本，是我国发电厂当前必须面对的重要课题。
1.电厂水处理优化设计的重要性
在当前市场环境中，电厂若想摆脱尴尬的竞争位置，需要进行一系列的改革，其中最关键的环节在于逐步落实竞价上市，提高自身竞争力，为用户输送更多性价比较高的电能，从而保证自身的生存空间。根据数据统计来看，电厂正常运转中，由热力循环系统故障导致的停机、停产以及其他严重的生产事故占到总数的50%以上，美国公共事业电厂年平均运行维护成本统计数据显示为30亿美元，超过总成本的一半。基于此，我国电厂应该及时审查自身企业热力循环系统设计的科学性是否满足国际国内标准，对不合适的水工况进行优化调整或升级，能够使电力系统强迫停机的现象得到有效解决，将大量的维护成本转化为经济利益，从而大幅度提高电能生产水平，在一些特定的系统中，通过优化设计，甚至能够获得超过1000倍的投资回报，可见其具备广阔的优化空间。
不仅如此，电厂进行水处理优化设计，提高水工况经济性，有效降低维护费用具备很强的系统性，设计人员应该参照运转系统运行的参数、不同设备的工作原理和热力水汽系统采用的原水性质进行全方面的选择、组合及优化工作。如果能够实现，可以最大化提升电厂设备的性能。具体方式如下：第一，对原水预处理系统进行升级。水中含有盐的离子会对电能生产造成影响，因此可以从去除盐分的工艺角度出发，使冷却水通过循环系统得到充分利用，；第二，热力系统中的温度监控非常重要，热量的产生代表能源的消耗，因此引进更加精确的设备，如精确度更高的仪表、采用的样本等，尽可能做到对能源的充分利用；第三，根据电厂发展的实际需求和经济能力，对每一种优化、提升方案反复对照、参考，并对合适的水汽系统进行跟踪记录，详细掌控性价比，做出最优选择。
2.电厂水处理及水工况经济性优化设计方案
2.1对原水预处理系统的改进方案
原水预处理系统也成为给水预处理，目的在于将工业生产用水中无用的离子及其他杂志去除，达到延长系统使用周期、防止系统损坏的目的。为了保证反渗透和纳滤系统可以稳定运行，对水源的严格处理不可或缺。对于电能生产而言，预处理的目的在于去除水中能够对反渗透和纳滤膜产生污染或导致系统劣化的物质。一旦原水预处理系统不能发挥作用，导致污染物进入反渗透和纳滤系统，会在纳滤膜表面堆积，严重影响电能生产系统正常工作，如果原水中含有微生物，在工业生产环境下会导致其大量繁殖，进而产生更严重的后果。现行的原水预处理系统普遍采用澄清系统和过滤装置，目的在于去除水中的悬浮物和有机物。但此种机制只适合较低温度且浑浊程度较低的原水，一旦加入大于正常范围的杂志絮凝剂和助凝剂后，澄清池的工作效率会大打折扣，无法在六成负荷下产出合格的用水。基于此，可以将澄清池改造成原水处理系统中的加药容器，与挂泥机和提升机分开作用，在常规的药量范围内运转。通常情况下，当PAC数值为20mg/L,PAM数值为5mg/L，出力为七成左右时，处理过的水浑浊程度会降低到3-5NTU以下。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆经过后续的无阀滤池及其他过滤装置处理后，水浑浊程度会继续降低至0.5-3NTU之间。可见，对于浑浊程度较低的原水，将澄清池和其他过滤装置分开运行，得到的水质浑浊程度会大幅度降低。
一般来说，原水浑浊程度大于100NTU即为高浊度原水，此时需要重点处理其中含有的各类盐分。传统的处理方式是在澄清池内添加石灰，能够与大量盐分发生化学反应，但随着工艺的改进，已经有大孔弱酸树脂处理系统代替，此举有效解决了石灰系统运行和维护需要耗费大量时间的问题，并且弱酸与高浊度原水中盐分的化学反应相比石灰更加彻底，出产的水浑浊程度极低，并且水质能够长时间保持稳定，其他有机物含有量显著降低。一般应用于锅炉加热产生水蒸气推动发电机运转时，不必再经过过滤装置，在补充水分使之循环利用时，只需要根据指标添加少量调节性试剂，无需其他处理性药剂，从长远来看，能够获取更高的经济效益[1]。
2.2对补给水处理系统的改进方案
补给水是指热力系统中，因为各种原因导致系统无法循环回水，因而经由外部补充而来的水。近年来，补给水处理设备、技术以及添加的材料工艺均取得了突破性进展，上文提到的大孔树脂以及弱性树脂、均粒树脂等材料的出现，以及满室床、双室床的技术的不断成熟，为补给水系统的改进提供了可靠依据。
满室床的结构如下：在灌状设备上下顶端设置开口，上部为出水孔及水分再生剂入口，下部为清水进口及再生剂出口；在相近处设置大孔均粒树脂等材料的入孔；添加一定数量的树脂材料之后，启动上下两端内部的多孔板布水装置，在设备侧面设置树脂材料装卸孔，具体工作原理为用含盐量为500mg/L左右的清水作为锅炉系统的补给水源，利用逆流再生强阳床、逆流再生强阴床以及二级混床结合而成的离子交换工艺，起到补给水分的作用，此种方式对设备性能要求较高但出水的品质不能满足需求。此种方式的一级除盐导电度经常维持在2.5μS/cm，硅含量在10μg/L左右。目前国内的补给水系统改进方案在于将RO系统上并列设置一级除盐系统，将之用做RO系统的预备方案，但是直接将RO系统与混床系统连接使用的设计暂时没有投入实际运营。通常来说，电厂锅炉补给水系统采用弱酸树脂床等设计，虽然能够保证补给水的质量，但是初期成本投入过大，切设备在日常运行维护的成本较高[2]。
2.3对热力水汽系统设备的改进方案
热力水汽系统是电厂发电不可或缺的重要组成部分。目前，随着超临界及亚临界机械设备的投入使用，热力系统锅炉内部对低磷酸盐的处理以及对一氨、联氨的全挥发水工况的使用产生了积极的影响。在一些大型发电厂，全套引进的超临界设备能够使锅炉酸洗周期维持在10年以上，相比传统锅炉酸洗5年的周期大幅度增加。在国内市场上，功率为300MW的锅炉进行一次化学维护清洗的总费用接近1000万元，给不少发电厂带来了巨大的维护成本，而清洗周期的延长不仅直接减少了相同周期内的清洗次数，还意味着锅炉以及管道表面的抗污染洁净能力得到了极大增强，使热能转换效率提高。对于火力发电厂来说，化石资源燃烧产生的热量得到了更加充分的利用，符合可持续发展的理念。因此，我国发电厂应该重新评估生产成本，在热力水汽系统改进时算大账，根据需求引进超临界或亚临界机械设备，全面提高生产效率。
结语：综上所述，电厂水处理系统随着社会需求的不断增加，会逐渐暴露出一系列的问题，因此需要管理者根据实际需要，及时引进新工艺、新材料、新设备，选择更加合适的优化系统，不仅能够使电厂的发展符合时代发展旋律，还能够切实提升水工况控制水平，为电厂带来更大的经济效益。
参考文献：
[1]金婧.电厂化学水处理系统的特点与发展趋势[J].中国新技术新产品,2019(23):56-57.
[2]杨凯,刘铮,孙伟.电厂化学水处理设备腐蚀问题处理措施探讨[J].科技风,2019(33):131.
论文作者:王烨
论文发表刊物:《中国电业》2019年21期
论文发表时间:2020/3/10
标签：系统论文; 电厂论文; 水处理论文; 水工论文; 热力论文; 原水论文; 水汽论文; 《中国电业》2019年21期论文;