火电厂化学水处理系统节能降耗优化策略探究

方君

摘 要：本文围绕火电厂化学水处理系统节能降耗的议题进行了探讨，对化学水处理系统设备和化学药剂优化、水资源重复利用优化技术以及水处理系统管理模式的优化升级进行了论述。

关键词：火力发电厂；化学水处理；节能降耗

1 引言

火力发电厂中，化学水处理环节对企业的安全生产经营有着非常重要的影响。为适应节能降耗，经济运行的大形势，火电厂化学水处理（非特指补给水处理，下同）系统也加快了节能降耗技术探索和研究的步伐。本文结合自身经验，就火电厂化学水和化学水处理系统的节能降耗问题浅谈，旨在推动火电企业绿色、节能、可持续发展。

2 化学水和化学水处理系统

化学水指的是在火电厂生产过程中通过对自然水进行一系列净化处理和水质调整，去除其中对于火电厂生产过程有害的物质而得到的加工处理或净化后的水[1]。火电厂化学水处理系统主要包括原水预处理、锅炉补给水处理、凝结水处理、循环水处理以及废水处理等系统。火电厂中，化学水处理系统良好的经济运行工况，能更好地助力企业安全、环保、稳定、高效地实现生产经营目标。

3 系统设备的优化

水处理系统设备的优化主要通过两方面来实现。一是将水处理负担进行均衡度的调节和分配，避免某一水处理环节负荷过重。比如在补给水处理工艺环节前进行化学水预处理，绝大部分地去除悬浮物等，可以大大降低悬浮物等对补给水处理设备的污染、减轻设备的负荷、提高设备制水能力，整个补给水处理系统的运行工况就很大程度地改善[2]。二是对于系统设备中泵的节能优化[3]。化学处理系统中，泵的数量多，连续运行时间长，因此，针对该类设备进行优化对于实现节能降耗有较大的潜力。比如增加变频设备，使泵的运行能够与实际的工艺系统运行情况协调性更高，灵活性更强，既节能降耗，也有利于系统运行的安全性和稳定性。我厂为热电厂，用水量大，原有设计中，原水预处理系统升压泵、水处理系统的中间泵和除盐水泵，单台设备出力较大，冬季供热期，各水泵都尚能平稳运行满足要求，但是，到了夏季，用水量减少很多，出现大马拉小车的情况，增加电耗。在2008年的技改工程中，分别对升压泵、中间泵、除盐水泵实施了部分设备增容，并改为变频泵，供热期工频泵和变频泵组合运行，夏季改用变频泵运行。目前，我厂预处理系统的升压泵、水处理系统的中间泵和除盐水泵全年均能平稳运行，化学设备耗电率明显下降。

4 化学药剂的优化

火力发电厂水处理系统中化学药剂的使用主要有三方面：一、净化水质用的药剂，如原水预处理使用的混凝剂等；二、帮助制水设备恢复制水能力的药剂，如离子交换处理使用的再生剂，常用盐酸和氢氧化钠等；三、调整水质的药剂，如循环水处理系统用的稳定剂、炉水中加入的磷酸盐等。

对于原水预处理用的混凝剂、循环水处理使用的稳定剂等，主要从药剂的品种及加入量方面优化。由于水质波动，需定期根据水质全分析数據、小型试验（委托有资质的机构进行）的结果调整药剂的品种及确定加入量的控制标准。实际使用中，确定药剂品种后，要获得好的药剂使用效果和经济性，还须对水处理系统的相关指标进行监测，并根据测量数据及时调整加药量，防止药剂过量或投加不足而降低效果追加造成浪费[4]。

对于离子交换树脂再生用的盐酸、氢氧化钠等，主要从药剂的使用量优化。本文主要从三方面论述，（一）离子交换器（简称交换器，下同）的失效控制，避免过早或过度失效。交换器过早失效，树脂的工作交换容量得不到充分利用。交换器过度失效，树脂失效深，正常再生效果差；（二）交换器的轮换使用。非供热期，热电厂的交换器备用多，如设备长期不投运，交换器内的树脂滋生大量微生物，甚至被污染，此种情况下，要恢复树脂的交换容量，需要几倍于平常的再生剂；我厂的阳树脂交换器有7台，夏季只需运行2台，曾经就出现过个别交换器长期不运行，树脂发臭，多次擦洗后，反复用酸液浸泡才恢复树脂的交换能力；（三）树脂的更新补充。运行中，树脂因老化、摩擦、挤压等原因，出现破碎流失，交换器运行周期缩短，增加再生频次，增加再生剂消耗。因此，实际生产中，要严格按规程要求控制交换器失效时间、非供热期设备的轮换使用、及时更新补充树脂，降低再生比耗，促进节能降耗。

对于主机热力系统中使用的磷酸盐等，用量少，节能降耗空间小，本文不作论述。

5 系统过程中工艺水资源重复利用优化

火电厂化学水处理系统中，水资源的高效利用是实现节能降耗目标的主要途径，具体涉及多个技术点，本文主要论述两点。

一是反渗透装置浓水的利用。反渗透装置运行中，会产生高浓度盐水，这部分盐水含盐浓度高（称为浓水），但其他指标与冲洗用水的指标不相上下，因此，可以将反渗透浓水用作冲洗用水，如此一来，不会对反渗透装置的运行产生大的不利影响，还可以节省大量过滤系统中的循环用水，减少水资源的消耗。同时，反渗透浓水的循环利用，减少废水排放，对节能减排也有积极的作用。需要注意的是，反渗透浓水循环利用，要严格过程控制，避免因监控不当对设备和出水造成不利影响。

二是酸碱废液的再利用。化学水处理过程中，阴阳离子树脂再生会产生酸碱废液，如这部分废液不加以处理直排到废水处理系统中，将会直接增加废水处理设备负担和处理费用，影响废水处理效率。为减轻废水处理设备负担、降低废水处理成本，同时也提高水资源利用率，在酸碱废液处理过程中，首先利用阳树脂再生废液的酸性和阴树脂再生废液的碱性，酸性废液和碱性废液交叉进入中和池，彼此进行中和，再微量调整酸碱废液的PH值，使其转变为中性废水，然后再进行废水处理，提高了废水处理效率，降低了设备能耗，将处理后的废水重新作为循环水补充水、绿化用水等，减少废水排放。另，我厂老机组的灰渣水系统结垢严重，影响系统正常运行，为改善灰渣水系统的运行工况，我厂将酸性废液引入灰渣水系统，定期对系统进行冲洗，通过一段时间的运行，灰渣水系统的结垢情况明显改善。

6 升级化学水处理系统管理系统

化学水处理系统管理系统的优化和升级过程中主要有两点：一，是化学水处理系统的设备要纳入到统一的管理平台，对设备的运行和维护工况进行监测记录，及时发现劣化趋势，分析并作出应对策略，确保化学水处理设备保持最佳运行工况。二，是对化学水处理系统各个过程节点或端口的水质指标监测进行严格控制。专业技术人员监测化学水处理系统中的各项水质指标，并将信息及时更新到管理信息平台，使各相关部门及工作人员能够同步掌握相关信息，继而制定出各种调整对策和方案并高效实施。另外，通过管理系统数据信息的积累，为管理部门及人员制定更加科学的设备运行方案和策略提供支持，在火电厂日后的化学水处理中发挥出更多的重要作用[3]。

7 结语

综上所述，在火电厂化学水处理系统中，实现节能降耗目标主要通过工艺及设备方面以及水资源的节约、复用等进行优化，同时管理升级来实现，各个环节协同配合，最大限度地发挥节能降耗的潜力，才能更好地助力火电厂节能降耗工作，实现企业可持续发展。

参考文献

[1]火电厂化学节能探讨，荀华，韩建春，治卿，《能源与环境》，2013（1）

[2]黔西电厂化学水处理技术发展与应用，王亮，《山东工业技术》，2017（09）

[3]论电厂化学水处理系统的特点与发展趋势，张丽红，《企业导报》，2016（15）

[4]河源电厂电除盐设备运行经验与优化，沈健，曹韵，李媛媛，等，《中国电力》，2013（9）