火力发电厂化学水处理系统节水改造
摘要: 新时代的发展中,在社会经济发展结构的不断调整下,各行业都面临着一定的产业升级和模式优化问题。结合火力发电行业而言,针对可持续发展战略和低碳生产战略的不断落实,需要对实际发电中大量水源消耗问题进行处理,基于化学水处理系统在水处理中的重要价值,如何有效做好化学水处理系统的节水改造工作,也成为当前火力发电厂在落实环保、可持续生产等战略中需要关注的问题。为此,本文会先阐述化学水处理的现状,然后分析化学水处理系统的组成,最后进行节水改造讨论,以期望可以提高发电厂的节水能力。

在社会发展中,电能源有着不可替代的价值,不过在电力生产中,结合火力发电在所有电力生产方式中所占的比例较大,在其实际生产所需要的水源较大下,成为限制火力发电行业发展的重要因素。具体而言,在高参数和大容量的机组不断用于发电厂后,带给了化学水处理系统较大的压力,作为火力发电厂中主要的系统,在具有废水处理、凝结水处理和锅炉补给水处理的工作任务下,有必要进行系统的节水改造研究,在降低水源消耗和水处理效果后,满足电力企业的经济效益需要。

1、化学水处理系统的应用现状

对于当前火力发电厂的化学水处理系统而言,在实际的运行中所需要的处理工作较多,一般有锅炉补给水处理、净水预处理、凝结水精处理、定冷水处理、化学加药系统、汽水取样检测分析和污水处理等,在较多的工作方面下,实际的运行便存在较多的问题,下面进行应用先现状分析:

第一,管理难度较高。结合以上对化学水处理的工作内容分析,在实际的处理环节较多下,每个处理系统也有着对应的控制室,且控制室的功能和工艺大多结合自身需求进行设计,缺乏整体的联系性。因此在控制设备多和控制区域分散下,管理难度较高;

第二,化学水的处理效率低。在信息时代的不断发展下,火力发电厂不断引入新的技术和设备,不过在多方面因素的影响下,无法有效发挥新技术和新设备在化学水上的处理效率和质量,因此存在较为严重的水浪费问题,需要借助一定的节水改造,提供化学水处理系统的运行价值。

2、火电厂化学水处理系统组成及升级规划

2.1化学水处理系统组成

以某火电厂的化学水处理系统运行进行分析,最早在2010年投入使用,具体由阳床(7套)、混床(8套)、阴床(10套)、滤镜(10套)和反渗透(8套)组成。需要在系统组成中关注以下几点:

第一,对于超滤装置而言,其中使用的膜为国外进口的中空纤维丝,选择单通错流的方式进行过滤,在该过滤方式中每制水时间到达45分钟,需要对其装置进行冲洗工作,时间要控制在两分钟,实现对上面杂质的有效去除,然后转换到滤膜模式持续工作。一般需要对备用的滤膜进行每天的重复清理;

第二,反渗透的装置共有8套,在其利用的膜为涡卷式反渗透膜下,可以基于反渗透膜所具有的低压、高脱盐率、抗污染等方面价值,有效提高脱盐率至98%、出水量至125T/h、回收率至75%,不过在反渗透系统不间断运行12小时后,要进行清理工作。 

2.2化学水处理系统的升级规划

为了更有效的提高火力发电厂中化学水处理的效率,需要积极对处理系统进行一定的优化和完善工作,下面对化学水处理系统的升级规划进行明确阐述:

第一,需要提前了解好化学水处理系统的运行情况,在了解运行的基本问题后,对系统控制室进行合理布置,一般可以使用集约化的控制形式,实现所有相关子系统的整合,进而使其变为一个系统。同时基于PLC技术将PLC控制器和系统主机相连,可以完成两级控制站的建设,能在所有处理子系统都与主机相连下,实现对火力发电厂化学水的集中管理、监视;

第二,也可以积极结合新的化学水处理技术,完成当前化学水处理工艺的升级,结合传统化学水处理技术在当前火力发电厂中的应用不足,需要合理利用新的处理技术,例如当前常见的钠滤技术、膜处理技术、微滤技术和反渗透技术等方面,既可以提高化学水的处理效率,也能提高化学水的处理质量,能在降低火力发电厂的时间成本后,体现新化学水处理技术的应用价值;

第三,随着可持续发展战略的不断推进,在强调化学水的处理效率和质量下,还需要关注水浪费带来的环保问题,需要基于当前零排放、绿色的生产理念,在提高化学水的处理效率和质量后,进行化学水处理系统的节水改造,更好的落实化学水处理系统的节水改造工作,下面进行具体分析。 

3、火电厂化学水处理系统的节水改造要点

在新时代的发展下,需要关注火电厂中的电能生产,基于电能生产在水量上的需求较高,当化学水处理系统在运行中存在水源浪费问题时,便不能落实火力发电对环境保护的效果,因此需基于水资源的价值和环境保护的必要性,进行化学水处理系统的节水改造工作。主要借助超滤排水节能改造、反渗透膜的停用保护和阳床增加除碳装置等方面进行,下面进行具体讨论。

3.1超滤排水节能改造

结合该火电厂的运行看,所使用的单套超滤装置具有排水水质高的特点,可以充分满足工业用水的需求,因此可以基于对超滤排水系统的改造,实现水源使用节能的效果。具体的改造措施有以下几个方面: 第一,需要将超滤排水井和清水回收池进行连接;第二,将之前的超滤排水井和污水回收池进行隔绝;第三,将超滤排水引进工业水池中,降低工业水池的生水补给量。当完成超滤排水节能改造后,经过应用实践,超滤排水量的水可以有效支持工业水池用水,年供给量为15万吨,既可以实现同等数量生水的节约利用,也可以提高化学水处理系统的效率,在降低企业生产成本和落实水源高效利用的原则下,利于企业发展。

3.2反渗透膜停用的保护 

对于火电厂的运行而言,夏季的处理制水量较小,无需每天同时运行所有的反渗透膜,仅需要一至两套反渗透膜就可以支持火电厂所有机组的运行需要。不过剩余的六套反渗透一直处于备用状态,为了避免在反渗透膜中存在大量有机生物的繁衍生长,进而破坏反渗透膜的渗透效果,需要借助除盐水进行反渗透膜的清洗,以夏季的反渗透膜日除盐水消耗量来看,达到了50t/天,月消耗为9000t,因此决定将反渗透膜进行停用,这样可以避免在备用状态下进行的日除盐水冲洗工作,进而起到节水效果。

3.3阴床增加除碳装置

为了提高化学水处理系统的节水效果,需要在阴床上添加除碳装置。具体在阴床没有除碳装置下,在反渗水系统中,水质的PH值较低同时水游离的二氧化碳浓度较高,容易朝着产水侧偏移,进而提高阴床的碳含量,不利于阴床对周期内的制水量进行控制,同时在阴床的再生次数多、自用产水率高和碱用量过大下,不利于降低水耗。为此,需要在阴床上添加有效的除碳装置,通过有效的试验分析,在进行除碳器的安装后,二氧化碳的浓度从以往的17mg/L,直接降低到了5mg/L,不仅在阴床的制水量上不断增大,且再生水的水量可以达到53000t/年,可剩下碱使用费用200t/年和除盐水23000t/年。

4、结语

综上所述,结合化学水处理系统在火力发电厂中的重要价值,在有效对各水源进行化学处理后,可以满足火电厂各生产系统的需求,促进火力发电的过程更具有稳定性。不过实际的化学水处理系统在水量需求上较大,既不利于满足可持续绿色生产的理念,也不利于满足企业的经济效益,需要对化学水处理系统进行节水改造,具体要落实超滤排水的节能改造、反渗透膜的停用保护和阴床增加除碳装置等方面工作,进而在不断提高水资源的利用率下,使火力发电厂实现可持续的发展。

参考文献:

[1]张凯,刘敏层.火力发电厂化学水处理DCS控制系统的设计与实现[J].计算机与数字工程,2019,47(07):1841-1846.

[2]李晓婕.火力发电厂化学水处理系统节水改造的探讨[J].黑龙江科技信息,2017(10):22.

[3]王斌,刘政修.火力发电厂节水技术[J].全面腐蚀控制,2014,28(10):34-40.DOI:10.13726/j.cnki.11-2706/tq.2014.10.034.07.