[关键词]：化学水；状态；监测
1化学水处理系统工艺流程
火力发电厂的化学水处理设施主要包括：锅炉补给水系统、汽机凝结水精处理系统、循环水弱酸处理系统等。了解化学水处理工艺流程有助于我们对水处理设备彼此之间密切联系的认识。火力发电厂水处理工艺流程由于机组的大小不同、锅炉对水质的要求不同而有些差异。天然水体中常含有泥沙、粘土、腐殖质等悬浮物和胶体杂质及细菌、真菌、病毒等微生物，它们在水中具有一定的稳定性，是造成水体浊度、颜色和味道的主要原因。当水体中所含的杂质被带到锅炉内时，将会在锅炉设备中产生结垢、腐蚀及在过热器和汽轮机中积盐。结垢将影响锅炉炉管的导热性能，使炉管管壁温度过高，引起金属强度下降，导致锅炉炉管发生局部变形、鼓包，甚至爆管。腐蚀缩短设备的使用寿命，而且由于腐蚀产物转移至水中，使给水的杂质增多。水质不纯引起锅炉产生的蒸汽不纯，在所通过的设备各部分产生沉积现象，影响设备的安全运行。因此，进入锅炉的水必须进行处理，使之符合相应的锅炉用水水质标准。
补给水预处理是锅炉水处理工艺流程的第一步，主要包括混凝、沉淀澄清及过滤处理，除去水中悬浮物及胶体物质，使水中悬浮物的含量低于 5mg/L以下，即得到澄清水。经过预处理后的水，还必须用反渗透及离子交换的方法去除水中的溶解性的盐类；用加热和鼓风的方法去除水中溶解性气体；最后经过除盐处理使补给水最终达到补给水水质标准。
凝结水处理混床虽然采取了体外再生等措施，使阴、阳离子交换树脂的交叉污染降低到最小程度，但由于阴、阳离子交换树脂不可能 100％的分离和 100％的再生等原因，混床中总会存在少量的 RCl、RNa；再生两种树脂的比重差、混合后两种树脂的沉降速度差等原因，导致大部分阴离子交换树脂在上部，尤其是氨水的存在，使得混床的水处理效果大大下降，甚至导致炉水PH 下降。针对这种情况，专家建议采用的措施是在凝结水处理混床前设置 RH 型阳床，正常运行两台高混同时运行，凝结水100％处理，不设备用床。当一台高混失效后，就停止运行，部分凝结水走旁路。
冷却水在循环系统中不断循环使用，由于水的温度升高，水流速度的变化，水的蒸发，各种无机离子和有机物质的浓缩，冷却塔和冷却池在室外受到阳光照射、风吹雨淋、灰尘杂物的进入，以及设备结垢和材料等多种因素的综合作用，会产生比直流系统更为严重的沉积物的附着、设备腐蚀和菌藻微生物的大量滋生，以及由此形成的粘泥污垢堵塞管道等问题，它们会威胁和破坏工厂长周期地安全生产，甚至造成经济损失，因此需要选择合理的循环冷却水处理方案，使上述问题得以解决。另外，循环冷却水系统中，大量的设备是金属制造的换热器。对于碳钢制成的换热器，长期使用循环冷却水，会发生腐蚀穿孔、泄漏、腐蚀等问题，使得整个系统中水质恶化，因此，合理的循环冷却水处理流程非常重要。
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2 化学水处理系统的控制指标
当今锅炉补给水处理多采用反渗透技术为主的水处理方案，反渗透水处理系统又包括：预处理系统、反渗透预除盐系统和除盐系统（两级离子交换系统）。对各个子系统水质控制指标的了解有助于确定化学水处理系统的运行状况，不仅可知设备是否劣化，而且可知其劣化的程度。反渗透水处理技术是当代先进的水处理脱盐技术，但反渗透装置对水的预处理有其特定的要求，对后处理也根据反渗透装置出水的特点进行考虑。合适的预处理，对反渗透装置长期安全运行是十分重要的。有了满足反渗透进水水质要求的预处理，就可以确保：产品水（渗透水）流量维持稳定；脱盐率维持在某一值上的时间较长；产品水回收率可以不变；运行费用降低；膜使用寿命较长等。
不论是哪种构型，反渗透膜元件（组件）的性能都由三个因素决定：产品水流量（渗透量）；脱盐率；运行稳定性（影响膜的寿命）。因此，这三个指标就作为反渗透系统的运行性能评价指标。同时这些因素又受下列条件制约：给水特性，例如PH值、温度和溶解固形物等；膜本身的特性，如膜的材料、结垢等；运行条件，如压力、回收率等。实际运行中，确定产品水流量（渗透量）、脱盐率、运行稳定性参数很难直接反映系统是否发生了问题：（1）膜表面是否发生污染或结垢；（2）膜元件水流通道是否发生污堵；（3）是否发生膜降解（如膜因结垢引起化学成分改变，造成脱盐率下降）；（4）是否发生机械损坏（如膜表面机械损伤或擦伤，“O”形圈损坏或变形，膜袋密封处脱开或泄漏）。
如果反渗透水流量的变化能反映出运行工况（如运行压力、系统压降、给水浓度、水温等）的变化，则可以较好地反映装置发生的问题，这就提出了运行数据的标准化问题。运行数据标准化是把这些数据换算到标准状态下（25℃状态）的数值，此时所得系统压差、渗透水流量和系统脱盐率分别称为标准系统压差、标准渗透水流量和标准系统脱盐率。
3. 化学水处理系统状态评价
化学水处理系统具有设备众多，系统复杂的特点，其运行状态的好坏将影响到机组的经济性、安全性。因此，在状态监测的基础上结合运行人员的经验对化学水处理系统进行状态评价，并根据评价结果进行维修决策，对提高化学水处理可靠性和可用率，降低运行维修费用具有重要意义。
目前，现场工程师一般只单纯根据各种化学试验、监测参数或运行经验来评价化学水处理系统的运行状态，而系统的状态是由多种属性和因素共同决定的。化学水处理系统状态按层次由低向高逐层推理评价，得到整体状态以及各子系统的状态，便于故障定位和查找；系统状态评价采用开放式结构，便于实现系统状态评价因素的调整和状态评价通用平台的开发，为实现化学水处理系统维修决策提供支持。
设备故障诊断不仅要检查出设备是否正常，还要对设备发生故障的部位，产生故障的原因、故障的性质和程度给出深入分析和判断，这就不仅仅要求对状态监测和故障诊断理论有比较系统的了解，更重要的是对设备本身的结构、特性、动态过程、故障机理以及故障发生后的后续事件（包括维修和管理）有比较清楚的了解。对水处理设备状态评价的基础上，针对运行劣化的设备进行深入分析，确定设备的故障原因、部位，并采取措施减轻故障对系统的影响。但实际分析过程中，在利用故障模式及影响分析结果对化学水处理系统进行故障诊断时，将会出现冗余征兆和信息不完备等问题，针对这些问题本文提出一种基于粗糙集理论的故障诊断方法。粗糙集理论具有很强的处理模糊和不确定性知识的能力，并广泛应用于故障诊断领域。
参考文献：
[1] 王有会.火力发电厂化学水处理的自动化控制[J]. 电气传动自动化,2004,26 (1):32-35.
[2] 雷武,夏明珠.火力发电厂循环水系统存在的问题和解决措施[J].工业水处理,2003,23(9):4-7.
论文作者:齐书东
论文发表刊物:《中国电业》2019年15期
论文发表时间:2019/11/20
标签：水处理论文; 系统论文; 状态论文; 化学论文; 反渗透论文; 脱盐论文; 评价论文; 《中国电业》2019年15期论文;