电厂化学水处理中存在的问题及应对措施

陈加龙(中国能源建设集团华中电力试验研究院有限公司，湖南 长沙 410000)

0 引言

科技社会的进步促进了人们生活水平的进步，目前社会上电力资源已经成为人们生产生活中不可或缺的关键因素之一。这个过程中我国的电力行业也获得了飞速发展。但是随之而来的很多弊端也显露出来[1]。其中电厂化学水处理是电厂发展中出现的一个关键问题项目，引起了相关管理人员的重视。作为管理人员必须认识到做好电厂化学水处理的重要性，只有做好电厂用水的处理，才能保证电厂各类设备的正常使用。加大力度进行管理，才能避免违规行为的出现，提升电厂运行效率。

1 电厂化学水处理流程概述

电厂化学水处理过程就是指电厂锅炉补给水的处理。因为电厂锅炉中使用的水绝大部分都来自于大自然中。而这些水经过长距离的流动，不可避免地会融入很多杂质，甚至存在很多的污染物。因此水源使用前必须经过除杂等预处理过程才能进入电厂被电厂内部设备系统使用。电厂化学水处理流程是依照电厂水质及电厂特点的不同来具体设计的。但是一般都以锅炉补给水处理系统为主，处理流程大概也都由水的预处理、一级除盐和二级除盐三大步骤衍生而来。其中第一步就是利用一些技术和措施来实现水中杂质的沉降和过滤，第二步和第三步分别为除盐过程。

对电厂化学水处理流程进行简单介绍：首先，预过滤处理。预过滤处理除去的主要是水中的悬浮体、胶体及一些微生物和有机物等。一般而言，常见的预处理工艺是超滤、多介质过滤、活性炭过滤等。其中超滤环节对原水进行处理效果很好，尤其是在胶体处理方面得到广泛应用。其次，预除盐。经过预处理以后的水质中还含有很多的溶解性盐，这些盐也会影响后期水的使用，造成设备腐蚀等问题出现，因此需要进一步进行除盐处理。而除盐过程又可以分为一级除盐和二级除盐过程，其中一级除盐中常用的基础设备和技术是阴阳离子交换和反渗透，而二级脱盐处理则使用混床、EDI、电渗析等。

这些技术的基础是离子交换，且是电厂化学水处理的难点和重点[2]。具体处理过程就是将预处理以后的经过弱酸阳离子、强酸阳离子交换来除去水中钙、镁等阳离子，再分别经过弱碱和强碱阴离子交换器除去水中的阴离子，最终得到能够满足锅炉补给水使用标准的除盐水。这个过程看似简单，但是过程操作要求较高，必须根据实际情况进行离子交换的顺序选择。同时要注意交换中可能造成树脂失效的问题，必须要对失效的树脂进行再生处理，分别使阴、阳树脂再生。虽然电厂化学水处理已应用了一段时间，但是目前电厂化学水处理工艺中还存在技术不成熟、管理问题多等诸多问题，这些问题对电厂化学水处理的效果形成一定的阻碍，所以必须深入研究、加强管理，积极采取有效措施来提升电厂化学水处理工作效率。

2 电厂化学水处理运行中存在的问题

2.1 设备易腐蚀问题

电厂是实现电能产生的场所，电厂热力设备性能和运行状况会直接影响整个电厂的发电及电能传输效果，且与整个化学水处理存在着直接联系。因此要想保证热力设备的性能，就必须做好电厂化学水处理过程，提升处理效果[3]。但是实际电厂化学水处理运行中发电设备腐蚀的问题经常出现。腐蚀严重时甚至还可能引发爆管等问题。造成设备腐蚀问题的主要原因主要有以下几点：首先，发电厂内部设备的材料多为铜质或铁质，且电厂内潮环境很多，与空气接触很容易发生氧化反应，使得设备出现腐蚀现象。其次，除盐水中含有溶解氧，一旦系统内溶解氧含量未被控制在合理范围内，不仅会引发水中有害物质的富集现象，还会对设备管道等造成腐蚀[4]。因此，一般电厂化学水处理运行中，为了避免发电设备腐蚀氧化问题产生的不良影响，会使用除氧器及化学药剂来控制溶解氧含量，同时控制水资源循环处理利用次数，避免有害物质富集引发的设备管道侵蚀现象发生。

2.2 膜处理装置易出现问题

电厂化学水处理过程中会用到超滤、多介质过滤、活性炭过滤、反渗透等工艺，其中过滤过程会用到过滤膜、反渗透过程中也会用到反渗透膜。因此“膜”是整个电厂化学水处理过程中的关键部分。而本文将实际操作运行中装有各类膜结构的装置统称为膜处理装置。在水处理过程中必须重视各类膜装置的安装和检查工作，保证各类膜装置的完好性。但是目前膜处理装置中存在的问题很多，包括膜装置安装不符合标准要求、膜装置安装程序杂乱无序、安装人员不能根据实际情况进行安装顺序灵活调整及膜处理装置局部渗透问题等。其中膜装置安装过程中出现的问题可以预防和管控，通常采取的管理措施包括进行培训教育提升安装人员素质、提升安装人员责任心及操作技能等。而局部渗透问题虽跟安装过程有关，但是也有可能跟使用过程有关，所以在实际工作中，相关工作人员还需要深入地进行研究、创新，在现有技术措施上进行创新、调整，减少膜装置渗透问题的出现。此外重视各个过程中各类膜装置的安装过程，对于整个电厂化学水处理质量具有重要意义[5]。

3 电厂化学水处理运行中问题优化策略

3.1 加强防腐处理

为了提升热力系统设备防腐的效果，必须引起对化学水处理运行的重视，积极采取措施对设备及内部水质进行处理，减少腐蚀及结垢等现象发生，提升防腐效果，实现企业效益最大化。

首先，对热力系统进行除氧防腐，防止水中的氧腐蚀热力系统设备及零部件。电厂常见的除氧方式包括三种：热力除氧、化学除氧、真空除氧。热力除氧就是给水加热，降低氧溶解度，排除氧气，而化学除氧则是加入还原剂与水中的溶解氧发生反应，消耗水中的氧气。真空除氧的原理则是通过降低水面上气相的压力，降低水中氧气的溶解度，从而使氧气由水中逸出达到除氧的目的。其中热力除氧是目前应用最为广泛的除氧技术，然而虽然该技术应用广泛，但是这种处理方法也存在不足之处，最常见的缺陷包括水很容易汽化且升温至沸点容易产生水耗损[6]。

其次，加氧除铁防腐。发生设备腐蚀氧化的一个重要原因就是具备氧化腐蚀的条件，因此在实际防腐工作开展时必须考虑消除氧化腐蚀的条件。上述防腐方法是除氧，降低氧含量。另一个方法则是除铁，降低铁含量。研究表明降低铁含量不仅可以降低腐蚀机会，还能够减少锅炉热力系统结垢及污堵等情况的发生。实际操作中常见的除铁技术就是加氧除铁法。这种技术的应用原理是向给水中加入氧，使金属表面形成以三氧化二铁为主的致密保护膜，达到降低热力系统腐蚀的效果。这个过程中要注意保证金属表面供氧的均衡性，提升金属表面钝化膜的稳定性，从而提升金属表面的抗氧化性。这种技术应用时对水质的要求较高，同时在实际应用操作时必须做好对含氧量及含铁量等参数的严格控制。

第三，进行水质处理。这个过程中要通过投放药物等形式来除去水中的钙、镁等离子，降低水中结垢及酸碱性腐蚀因素的存在，减少汽水系统中金属物质腐蚀现象的发生。同时还需要定期进行锅炉排污处理，减少汽、水共腾的情况发生。还要做好除氧与加药处理。做好运行水质中对应的电导率、pH值、内冷水水质等因素的管控，避免钢导线腐蚀问题、绝缘引水管老化现象及铜设备腐蚀现象的发生。同时还要对水质进行除菌、杀藻处理，将相关药品加入到循环水泵入口，对可能引发腐蚀、污垢问题的菌类、藻类进行杀菌灭藻处理，提升电厂化学水处理的稳定性和安全性。

3.2 引入先进膜处理技术

鉴于膜处理装置对电厂化学水处理运行的重要性，必须引起相关人员的重视，积极开展创新和研究，引进和创新先进的膜处理技术，来解决和改善现有运行中存在的问题。这里常用的先进膜处理技术是反渗透技术。下面就这项技术进行简要介绍。

反渗透技术是目前应用较为广泛的一种膜技术，这种技术的特点是节能性强且运行过程中无酸碱耗。与其他形式的分离过滤膜技术相比存在很大的差异性。因为大部分的过滤膜技术使用的是垂直过滤技术，而反渗透膜技术是利用过滤液体通过横向流入反渗透膜的方式来实现过滤目的，也就是说反渗透技术属于一种横流过滤技术。因为反渗透膜技术使用的反渗透膜的孔径非常小，一般只有1μm。因为其足够小，所以水中杂质祛除效果非常好。可以实现在不浪费资源的情况下高效除杂质，具有很强的经济环保性。且这一技术应用操作简便，产水水质更佳。但是，反渗透技术应用也有不足之处，其中常见的有两个方面：

(1)反渗透装置产水水质并不能满足亚临界、超临界等锅炉用水的水质标准要求；

(2)反渗透装置在长时间的运行后会出现反渗透产水品质变差的问题。

对于前者而言，可以通过选择合适的二级除盐设备继续进行除盐处理以满足锅炉用水的要求。而对于后者，目前还无有效的解决措施，只能通过对反渗透膜的及时检查、维护、更换来解决这一问题。因为造成反渗透装置产水品质变差的关键因素是反渗透膜的磨损，而这种磨损目前没有成熟可行的方法可以规避。因此反渗透技术的应用不仅仅应该停留在应用阶段，作为技术和管理人员必须自主学习，拓展自己的视野和专业技能，不断地研究、发现和引进新的技术和工艺，并将这些技术和工艺进行改造和融合，来弥补全膜技术中存在的问题和缺陷，优化反渗透技术，提升电厂化学水的分离、浓缩和净化处理效率。

4 结语

总而言之，电厂化学水处理质量的好坏不仅关系到周围环境的质量，还关系到电厂的生产效率和质量，对电厂的安全稳定运行及进一步发展具有重要意义。因此，作为相关管理和技术人员必须引起足够重视，积极对现有化学水处理问题进行深入研究，发现和引进新的工艺、技术来改进当前的工艺，提升电厂化学水处理效果。