郎華偉
摘 要:隨著我國工業化的發展,各行業對于電力的要求大大增加,要滿足社會發展進程中不斷上升的電能需要,除了增建大型發電廠之外,還要進行發電機組的擴容,而這就同時對電廠用水的處理技術有了更高的要求。化學水處理指的是將水中的雜質通過添加化學藥劑之后,使用相應的機械將其進行轉換的操作。在電廠安全運營的過程中,水處理是十分重要的前提步驟,未經處理的水應用到熱力裝置中,有可能會導致熱力設備被腐蝕,進而發生爆管和停機的問題。本文分析了電廠化學水處理技術的意義,同時闡述了其發展的特點和相關的具體應用。
關鍵詞:電廠;化學水;處理技術;發展;應用
工業鍋爐作為電廠運行中必不可少的設備,其對于水的要求是十分嚴格的,水的質量與電能生產有著密不可分的關系。我國正在使用的工業鍋爐數量較大,但通常容量都比較小,工作效率并不高,這就要求我們加大對工業水處理的重視程度,需要有更高、更好的水處理技術。
1 電廠化學水處理技術的重要意義
電廠運行過程中,水是否進行了相關的化學處理,直接影響著發電設備的安全和電廠的經濟效益。如果將沒有經過嚴格處理的水應用到生產過程當中去,那么就有可能使生產設備發生損毀,埋下安全隱患。不合格的水進入到鍋爐中之后,會導致水里所存在的雜質與鍋爐壁發生一系列的化學反應,逐漸在爐壁表面形成結垢。而在溫度比較高的爐管中,會越來越多地附著上一層水垢,水垢的導熱性能十分熱,久而久之,爐管壁越來越脆弱,不能承受管內的高溫和高壓,進行導致管道形狀發生扭曲,嚴重時還會造成管道爆裂。另外,如果水垢附著在汽輪機凝汽器里面,由于雜質量過多,發熱效率降低,會導致汽輪機不能正常工作,從而使發電量也大幅度降低。汽輪機需要定期進行清洗,但結垢產生后,就需要增加清洗的頻率和時間,在一定程度上造成了人員和時間上的浪費,加大了運行成本。除此之外,不合格的水會對某些金屬部件有一定的腐蝕作用,未經嚴格處理的水在進入到電廠生產的過程中后,帶有腐蝕性的氣體和一些雜質也隨之進入到了設備當中去,這樣會間接造成生產中的設備使用壽命被縮短。水中的雜技與金屬部件發生化學反應,所生成的一些物質與水相融,就更增加了水里面雜質的含量,久而久之,形成了一種惡性的循環,雜質增加——結垢加速——雜質越來越多……在這樣的過程中所累積的破壞力是非常之大的,也很容易造成管道發生爆炸的情況。所以,電廠在生產運行的過程中,對于水質的處理工作十分重要,能夠在很大程度上使電廠的安全運行有所保障,使經濟效益能夠穩步增長。
2 電廠化學水處理技術發展的特點
2.1 針對化學水處理設備的設計集中化
當前我國具有很大規模的電廠,通常應用的設置方式為分布式。分布式設置的缺點是會加大化學水處理技術以及操作管理過程中的難度,難以達到電廠運行中對于集約化的要求。在一些經濟較為發達的國家,在電廠水進行化學處理的方式上已經逐步采取集中的方式,應用最多的結構是立體化和系統化,這樣能夠很大程度上減少在水處理過程中對于空間的占用。除了能夠提高工作的效率,還能夠降低對于水處理資金的需求和管理方面的難度。
2.2 針對化學水處理生產的集中化
通常情況下,我國的電廠所采用的水處理方式多為模擬控制,這種方式一般是將各種類型的設備和儀器應用到電廠化學水處理中,對其過程中的每一項工作進行分析和檢測,然而這樣的檢測方式會存在速度較慢的情況,不能及時提供有效的信息。在這樣的情況之下,我國的電廠逐漸轉變了對于化學水處理的方式,開始向集約化發展。在集約化模式下,電廠化學水處理階段的監測采用數字技術和自動化控制系統進行操作,增強了其實時性,有助于相關人員及時判斷工作步驟的正確性。
2.3 選擇化學水處理技術更加環保化
我國幅員遼闊,人口和各種自然資源的數量都非常龐大,但正是由于人口眾多,所以資源的平均占有份額就非常小,所以,相關的人員已經越來越重視可持續發展的重要性。在電廠的日常運行及生產中,環保問題日漸突顯,是當前急需解決的問題之一。在這樣的背景之下,排放污染的降低,或者說排放零污染,已經是我國目前許多電廠生產目標的重中之重。重視環保生產,在進行化學水處理時,盡可能地不使用或者少使用一些有毒或者有害的化學藥劑,在減少電廠用水量的同時,也能夠將電廠生產運行過程中對水資源的污染程度降到最低。
2.4 使用的化學水處理技術呈現多元化
當前社會,新的科學技術發展日新月異,我國的電廠在化學水處理的方式上,也隨之更新,改變了以往較為簡單的處理流程,不僅僅局限于過濾和交換等處理方法。類似樹脂技術等這樣更為科學的、先進的、多樣的方法被應用到水處理工作當中去。在很大程度上提高了化學水處理的工作效果,并且使處理的效果更為顯著。
3 電廠水處理技術的應用
3.1 FCS技術的運用
隨著我國電廠水處理技術的進步,設備的分散化和自動化程度得到了一定程度的提高,但是與歐美先進國家技術相比較而言,我國電廠的化學水處理技術仍然體現出了分散性及監控點過多等問題。而FCS技術的出現,使技術操作的可靠性有了一定的提高。這種技術主要通過將現代傳感器技術、數字通信技術、微處理器技術相結合,保證了技術監控的有效實施。由于其具有數字化特征明顯,成本較低等較多優勢,所以較適用于我國當前電廠的化學水處理技術。在化學水處理過程中運用FCS 及其輔助技術,構建一個即時監控、遠程操作、信息集中的化學水綜合自動化處理平臺。運用操作系統分解重建理論,以現場總線作為化學水處理技術的控制樞紐,以分散的設備測 量監控單元為網絡節點,充分運用智能儀表等高科技測量設備,對化學水處理過程進行自動化控制,進而實現處理過程的自動化、數字化管理。
3.2 膜分離技術在水處理中的應用
化學水處理技術包含著很多的項目,而其實最主要的就是對鍋爐補給用水的處理。電廠的鍋爐自身有一部分內水,在運行過程中還要另外進行添加。用于補給進鍋爐中的水,一定要進行相應的處理,不能直接使用自來水或者地下水。未經處理的水里面存在著一些微量元素和各種各樣的雜質,如果直接進行添加,會與鍋爐內水產生一定的化學反應,形成一些會腐蝕鍋爐的物質,從而對鍋爐有一定的損害,所以我國的電廠在對鍋爐進行補水之前,都要進行相應的化學處理。鍋爐補給水處理技術通常分為化學水處理和鹽分處理,以應對不同的功能需求。以往所使用的技術難度大,步驟較多,需要占用大量的人力物力,且會產生大量的酸堿廢液,對環境所造成的污染較大。物生膜技術的出現大大的改善了這一現象,此項技術為鍋爐補給水的處理提供了更為簡便的方法,同時還能夠減少對于設備的消耗,很大程度上提高了工作中的自動化程度,廢水污染問題也得到了解決,實現了高效節能減排的發展思路。
3.3 酸堿平衡的控制
控制鍋爐中內水的酸堿平衡度是鍋爐水處理的主要工作內容。通過加入一些化學藥劑,如氫氧化鈉等,將鍋爐內水的酸堿值控制在規定的范圍之內,使水里所含的鈣離子能夠得到相當程度的消耗,以降低結垢的程度,減少腐蝕情況的發生。
3.4 PLC操作系統的運用
PLC系統在電廠化學水處理中的應用,除了加快了化學水處理科學發展的步伐,還在很大程度上使水處理和操作能夠實現全過程的監控。將矢量星型網絡結構作為主要操作方式應用到PLC系統中,能夠使系統的管理能夠更為及時和迅速。ICS Internet連接共享與輔助流水線相結合應用,能夠更為有效地控制各種相關的信息,增強數據庫也各分系統之間的聯系。
4 結語
綜上所述,隨著我國科學技術的發展,我國也逐漸提高了電廠化學水處理的技術,以往的處理方式已經慢慢被取代。目前為止,我國在這項技術的研發創新上,與發達國家還有一定的距離,需要相關人員做出更多的努力。電廠運行過程中的所有環節都離不開化學水的處理,所以一定要有精準的操作。同時還要強化對于機器設備的更新換代、布置的合理性以及管理工作的科學有效。使既有的設備能夠高效地應用,提高利用率,將能源消耗降到最低,更要注重對環境的保護,堅持可持續發展的原則,強化水處理技術系統的自動化監管,從而更好的保障化學水處理技術的安全性和環保性應用,使處理后的水品質更加良好,使電廠的運行更加安全穩定。
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