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摘要:锅炉作为火力发电厂中最为重要的设备,一旦出现了水质不达标的现象,不仅会导致锅炉出现结垢现象,还会导致锅炉等设备出现腐蚀、增加燃料费用等想象,并对整个火电厂的发电情况产生严重的影响。因此,为了保证火力发电厂的发电质量,必须要重视锅炉的化学水处理工作,并采取有效的处理技术对其进行科学的处理。
关键词:锅炉;火力发电厂;化学水;处理技术
在我国的电能体系中,绝大多数电能来源于火力发电厂。在火力发电的过程中,主要是依靠锅炉烧水而产生大量的热能,进而利用热能带动汽轮机进行转动,发电机则将这种机械能进行转化,使其成为电能。在具体的发电过程中,锅炉的作用非常重要,其水质也相对比较关键,一旦锅炉在发电的过程中,出现了水质不达标的现象,就会产生一系列的问题,增加了发电的成本,甚至影响到火电厂的正常发电。因此,火电厂在发电的过程中,必须要将锅炉水的控制作为工作的重点。
一、水质和结垢对锅炉运行的影响
在火力发电中,锅炉位于核心和关键地位,锅炉的性能直接决定了其运行的状态,而其运行状态直接影响了发电的质量。锅炉在运行的过程中,其中的水质尤为重要,一旦出现了水质较差、结垢等现象,均会对锅炉的运行产生严重的影响。具体来说,集中体现在两个方面:(1)对锅炉运行热效率的影响。锅炉在运行中,一旦出现水垢的现象,鉴于水垢导热系数较小,就会导致锅炉受热面传热性能较低,进而致使在烧锅炉的过程中,燃烧料所释放的热量无法进行有效的传递,使得大量的热量伴随着烟气所带走。在这种情况下,不仅增加了排烟的热损量,而且在很大程度上增加了锅炉加热的燃料,增加了发电的成本。结合以往的检测结果显示,锅炉受热面达到1mm的时候,其燃烧料的使用量就会增加8%-10%。(2)对锅炉安全运行的影响。锅炉在运行的过程中,一旦出现了结垢的现象,其热效应也就随之降低。在这种情况下,为了保证发电顺利进行,常常会采用增加燃料用量等方式,以达到提升锅炉内部温度的目的。但是伴随着燃料用量的增加,炉膛内温度压力也随之增加。结合相关的资料显示,1MPa运行压力的锅炉结垢3min之后,其壁温就会从原来的280℃增加到500℃,但是锅炉管的应用温度是在350℃之下,一旦其超过了45℃,其材料的抗拉强度进行产生变化,进而使其出现蠕动的现象,并诱发其出现爆管[1]。
基于此,在火力发电中,必须要将锅炉水的处理工作作为重点,进而保证锅炉的稳定运行。
二、火力发电厂锅炉化学水处理技术分析
1、给水处理
针对新建的锅炉在进行水质处理的过程中,通常是利用氨、联氨的挥发性对其进行处理,一旦待到水质稳定之后,即可换成中性的处理方式。在对锅炉水进行处理的过程中,加氧是处理的重点。并且结合以往的研究结果显示,在进行加氧处理的过程中,无需采用传统的除氧器、除氧剂,而是只需要采用氧化还原反应的方式,即可满足相应的处理要求。并且通过该处理方式,在低温的状态下还可以形成一定的保护膜,进而可对锅炉的腐蚀情况进行有效的预防;另外,该处理方式在应用的过程中,也在很大程度上减少了药品的使用剂量,并延长了化学清洗的间隔时间,有效降低了火力发电的发电成本。
2、除氧防腐技术
在火力发电中,锅炉给水是产生热能的基础。但是水中往往含有一定的氧、二氧化碳等,不可避免地会对锅炉中的金属部位产生一定的腐蚀性。锅炉经过腐蚀之后,就会形成黑色、黄褐色的产物,并且伴随着腐蚀面积不断增加,就会逐渐波及锅炉的给水系统、省煤器等,并造成严重的破坏。就目前而言,火力发电中的锅炉基本上都是采用钢结构的,其材料非常容易被给水中的氧、二氧化碳进行腐蚀。因此,必须要对其进行除氧处理[2]。
目前,在对锅炉进行除氧处理的过程中,所使用的方式相对比较多,如:物理除氧法、化学除氧法、化学保护法等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在众多的方法中,物理除氧法相对比较简单,一般通过热力的方式即可完成,但是在这种方式下,会消耗大量的蒸汽,与当前的节能不相符合;化学除氧则是充分利用锅炉材质与某些物质之间的化学反应所进行的,比如:化学药剂(亚硫酸钠、氢氧化亚铁、联氨)、钢屑除氧等。但是在化学除氧法中,亚硫酸钠除氧虽然具有成本低、操作简单、安全性高等优势,但是其投放量不易控制,并且会产生较大的排污量;钢屑除氧在小型的锅炉中应用较多,且除氧效果一般。
伴随着科技的进一步发展,解析除氧、树脂除氧等方式逐渐兴起,并得到了广泛的应用。以解析除氧为例,在对锅炉给水的过程中,使其与不含氧的气体进行结合,进而将给水中的氧进行溶解、直至其出现脱氧等现象。在具体应用中,该方式无需对给水进行预热处理,降低了消耗,并且处理设备所占用的空间较小,除氧效果较高,对周围的环境污染较小等。
3、加氧防腐技术
在对锅炉给水的过程中,如果给水的纯度相对比较高,常常需要采取加氧的措施,以实现防腐的目的。但是在对其进行加氧的过程中,伴随着水质纯度的不断提升,金属表面也会随之变得更加钝化,只有采用加氧处理,就会导致锅炉的表面出现极化的现象,进而使其形成一层保护膜,进而达到防止被腐蚀的现象。但是需要的注意的是,在对其进行加氧处理的过程中,应保持金属表面供氧具有一定的均匀性[3-4]。
除此之外,在对其进行锅炉水进行化学处理的过程中,还要对锅炉中的污垢加以重点考虑。在锅炉中,污垢较为常见,这主要是因为锅炉给水的水质中,含有部分的杂质,其在长期加热的状态下,水分不断被蒸发,在锅炉中会留下一定的杂质,并逐渐形成污垢,进而降低了锅炉的导热性能。如果不及时对其进行处理,势必会对导致燃料能源消耗出现增加的现象,增加发电的成本。同时伴随着锅炉内部污垢的堆积,锅炉中相应设备的导热性能也会出现下降的现象,进而引发安全事故。具体来说,在进行排污处理的过程中,不仅要加大检查的力度,还要在此基础上充分利用磷酸盐对其进行排污处理,进而达到良好的排污效果。
4、膜分离技术
膜分离技术是21世纪所兴起的一种新型技术,并且已经广泛应用到引用水、工业用水、海水淡化等领域中得到了广泛的应用。膜是指一种具有分离过滤功能的介质,在电场、压力等作用下,水中的部分物质会被拦截掉,而另外一部分物质则可以穿透莫,并最终被分离。并且该技术在应用的过程中,具有反渗透、超过滤、电渗析、微孔膜滤过等。此外,该法处理技术在应用的过程中,不会消耗太多的能量,并且使用的设备相对比较简单,操作难度比较小。
需要注意的是,膜分离技术在应用的过程中,其核心是膜的性能和选择上。这主要是因为锅炉给水中含有不同的物质,其物理性质、化学性质均存在一定的差异性。而膜工作的性质恰恰是利用这一特性,完成给水的分离工作。因此,在对锅炉水进行化学处理的过程中,可尝试将水中的杂质进行分离,以有效减少杂质对锅炉的损害[5-6]。
结束语
综上所述,锅炉系统是火力发电厂中最为重要的部分,锅炉的运行性能直接影响了整个发电厂的发电质量和效率。锅炉在发电的过程中,一旦其中含有太多的杂质,就会降低锅炉的性能。因此,必须要采取有效的化学处理方式,做好锅炉给水的处理工作,进而不断提高整个火力发电厂的发电质量和发电效率。
参考文献:
[1]张家虎.火力发电厂锅炉化学水处理技术研究[J].山东工业技术,2018(03):195.
[2]刘勋超.火力发电厂化学水处理的重要性探讨[J].赤峰学院学报(自然科学版),2017,33(24):35-37.
[3]张芸秋.研究火力发电厂锅炉化学水处理技术[J].建材与装饰,2017(40):190-191.
[4]胡蓉.火力发电厂化学水处理的重要性探讨[J].科技经济导刊,2017(18):141+137.
[5]闫宇.火力发电厂锅炉化学水处理技术[J].江西建材,2017(05):205.
论文作者:丛柏竹
论文发表刊物:《中国电业》2019年第08期
论文发表时间:2019/9/5
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