摘要：我国的现代化建设处于高速发展阶段，对各种形式的能源需求量与日俱增。其中电能更是推动工业、经济、社会发展的重要能源形式。发电的方式有火力发电、水利发电、太阳能发电、地热等，2017年我国发电的主要形式仍是火力发电，占比达71.79%。水利发点紧随其后，但是占比仅有17.8%。火力发电厂对于工业水的需求量较大，而自然界中的水不可能直接供给电厂使用，必须进行处理防止对设备造成腐蚀和破坏。本文将讨论进行化学水处理对于火力发电厂的重要性。
关键词：火力发电厂；化学水处理；设备保护
引言：
尽管我国已经倡导新能源多年，但是受限于技术和发电质量等原因，我国目前仍将火力发电作为主要的发电形式。火力发电具有其他发电方式不具有的优点，比如布局灵活、一次性投资较少、建设较为方便。但是火力发电对环境的影响不容忽视，而且对煤炭的需求量非常大，目前我国煤炭产量的二分之一被火力发电厂消耗，且需要大量水，电力生产成本要比水利发电高3~4倍。这些缺点很大程度上制约了火力发电厂的发展，本文将讨论在用水方面优化的重要性。
一、火力发电厂的用水标准
火力发电厂的用水需要进行一系列的处理，才能进入系统用来发电。未经处理的水一般称为原水，是具有一定量可溶杂质和不可溶杂质的水。原水如果直接进入系统进行加热生成蒸汽，会对电厂设备造成很大的破坏。因此在进入锅炉之前，原水要经过处理，这个步骤成为预处理。
原水中的杂质可以分为不溶物和可溶物。其中不溶性杂质的处理可以使用沉淀法和过滤法等传统方法，可溶性盐的处理通常使用离子交换法。以上两种杂质在处理时需要使用大量的专业设备，因此需要建立专门的化学水处理厂。考虑到火力发电厂的耗水量巨大，这样的化学水处理厂从设备和占地规模上来讲，都会是一个庞大的工程项目。另外过滤法需要经常更换设备的滤芯，这样会大大增加水处理厂的运营成本，进而可能增加发电成本。这些传统处理方式在当前看来已经无法适应目前火力发电厂的规模，过去的小容量机组发电厂需水量远不及当今的火力发电厂[2]。为了配合我公司2*600MW汽轮机组和DG-1962/25.4-Ⅱ8型锅炉，可以引入URE全膜处理技术。URE全膜处理技术在国外大部分和国内小部分发电厂已经开始使用[1]，可以考虑用新技术代替现有超滤法和反渗透水处理技术。从原水处理效果和运营成本上看，这样的技术十分适合目前规模较大的火力发电厂。
二、补给水的化学水处理
补给水是火力发电厂的锅炉用水。如果补给水的金属离子没有完全清除，则会对锅炉管壁造成腐蚀。例如补给水中含有铁离子，在后续调节pH或者任何加氧加热的过程中，水中的铁就会被氧化转化为氧化铁沉淀[3]。这种物质会在锅炉内产生炉垢并吸附在内壁上，清理较为困难而且影响锅炉的热转换效率。一旦产生氧化物沉淀则需要对锅炉进行化学清洗，以保证过滤的热交换效率和水流速度。因此对锅炉补给水进行化学处理的必要性显而易见。
目前针对这种问题采用的主要方法为加氧法。在加氧的同时注意控制管道内水流的速度，即可对沉淀物进行控制。此外，在火力发电厂用水中加入氧气还可以保护设备防止腐蚀。其原理是氧在高纯度水中产生的钝化作用。钝化会在设备的金属内壁产生一层抗腐蚀的保护膜，防止生锈。这样的方法一般用来保护碳钢材质的锅炉内壁，需要注意的是必须保证水的纯度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这就要求前期化学水处理不能出现问题，否则可能会适得其反，造成设备故障。
火力发电厂的工业水并不能一直保持富氧状态，当水在使用过程中离子浓度提高的阶段中，就需要对水进行脱氧处理。目前的脱氧方法主要有加热法和化学沉淀法。加热法的原理是通过提高水温来降低氧气在水中的溶解度，从而降低水中的氧含量。化学沉淀法的原理是在水中添加一些可以和氧气产生沉淀物的药品，进而将水中的氧去除。这一方法需要准确测量水中的溶氧度，并且计算所需药品精确的量，才能保证除去氧的过程中不会对水造成二次污染。
三、水、汽质量监测
水汽质量检测的主要目的为防止设备腐蚀和积垢，影响工厂生产进度。火力发电厂在使用工业水的过程中，会造成水中的离子浓度不断升高。当加热的水不断蒸发，水中杂质会不断集聚，如果不加控制会影响发电厂生产工作，造成设备管路腐蚀，汽轮机叶片积盐积垢，进而引发事故。因此有必要对发电厂用水的水质进行全程监测，防止工业水的杂质影响到整个工厂的设备安全。根据我国安全生产国家规定，对发电厂的水质进行监测，及时发现问题，解决问题，都在国家规定的要求下。火力发电厂需要及时发现水质的恶化，将一部分高浓度水排除出发电系统，并补充经过化学处理的工业水来保证锅炉用水杂志浓度不超过安全标准。经过稀释后，确保锅炉中水杂质浓度不会造成设备腐蚀，也是监测的工作之一。保证水质的稳定，才能最大程度上保护设备。
另外，在火力发电厂中的一部分管路中，工业水处于一种十分适合细菌等微生物生长的温度，大量细菌形成的菌丝会产生一些酸性的生物质造成设备腐蚀。因此还需要对发电厂中的水进行杀菌处理。可以采用杀菌剂对工业水进行杀菌处理，但需要注意其浓度不宜过高，防止对管路内壁造成氧化腐蚀，或者采用非氧化性杀菌剂。另外，当杀菌后工业水的水质较差时，可以在水中加入水质稳定剂，例如TRL-004B就是一种常用于发电厂水中的水质稳定剂。但需要注意某些水质稳定剂可能会对管路产生腐蚀作用。1994年，河北邢台发电厂曾经出现过机组铜管腐蚀现象，所用稳定剂使水质呈酸性，pH约为3。这一事故需要当今的火力发电厂特别注意。另外，我国的环境污染情况已不容忽视。火力发电厂对水体、空气和土地的污染较为严重。而化学水处理不合格不仅会污染当地水体，更会对空气和土地造成严重影响，因此不论是从保护设备角度还是从环境保护角度，化学水处理都有着重要意义。
四、结束语
火力发电厂对水的依赖性很大，是能量交换的媒介。在整个发电系统中，水几乎无处不在，从设备的冷却到热量的交换再到推动汽轮机，可以说水质直接影响着整个电厂的生产安全。我国目前经济高速发展，火力发电厂在能源供给中起主要作用，因此化学水处理的重要性显而易见。合格的化学水处理后的工业水保护着电厂的生产设备，而且也不会对生态环境造成恶劣影响。我国的空气污染、水污染和土地污染情况严峻，因此化学水处理必须要紧跟工厂建设，从过去的生产事故和环境污染中吸取教训。
参考文献：
[1]苏囿廷，孙琴英.火力发电厂化学水处理设备防腐蚀工艺分析[J].当代化工研究，2017（2）：71-72.
[2]何军.关于火力发电厂化学水处理的探讨及节能研究[J].低碳世界，2017（2）：94-95.
[3]李晓婕.火力发电厂化学水处理系统节水改造的探讨[J].科学技术创新，2017（10）：22-22.
[4]陈文瑞.电厂化学水处理设备腐蚀问题处理措施分析[J].读书文摘，2016（16）：135-136.
论文作者:刘军
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/21
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