化学水处理系统

化学水处理系统（精选十篇）

化学水处理系统 篇1

化学水处理系统是电厂辅机程控系统的其中一部分, 对于锅炉的使用安全有着重要的影响, 关系到电厂的正常运转。膜处理装置是电厂化学水处理系统中的重要装置, 不仅对电厂的水处理效果有着巨大影响, 同时, 对电厂的供水稳定也有着重要意义。但是, 由于安装工艺比较复杂, 因此, 具体的安装实践中还有很多的不足。在这种情况下, 积极探讨膜处理装置安装问题的应对策略, 对于提升电厂经济效益有着重要意义。本文以重庆某电厂为例, 对化学水处理系统膜处理装置的安装问题进行了简要探讨。

2概述

此工程项目是新建工程, 由某著名环保水处理公司负责工程设计和调试。其UF装置 (超滤装置) 为4套, 采用的膜元件为科氏膜, 一、二级RO装置 (反渗透膜装置) 均为4套, 采用的为陶氏反渗透膜。另外, EDI (连续电除盐技术) 装置也是4套。此工程化学水处理系统的水源为嘉陵江水, 采用的过滤工艺为:厂内水工净水站混凝澄清过滤水→生水加热器→自动反洗过滤器→超滤装置→一级反渗透保安过滤器→一级反渗透装置→二级反渗透保安过滤器→二级反渗透装置→电除盐保安过滤器→电除盐装置。 此工程利用上述工艺处理后的工业纯水, 主要用于锅炉等, 电厂的水处理系统纯水产量每小时可达4×130t。

3膜处理装置安装中经常出现的问题及产生原因

3.1常见问题

膜处理装置负责的是水处理的核心工作, 发挥着非常重要的作用。但是, 由于其安装工艺比较复杂, 在具体实践中很容易出现问题, 其中, 比较常见的问题是局部渗水、反渗透膜过滤失效等。 反渗透膜装置和超滤装置、EDI装置等共同组成了一套复杂的流水线系统, 反渗透是其中的关键环节之一, 如果发生反渗透膜过滤失效的问题, 就会影响到水的回收率。依照设计的回收率要求, 一、二级回收率应分别达到75%、90%, 但是, 反渗透膜过滤失效后, 水回收率仅能达到60%左右。反渗透膜过滤失效会对EDI装置的运行造成不小的影响, 另外, 对于冲洗、调试的开展也较为不利。在这种情况下, 为了保障电厂化学水处理系统功能的正常发挥, 就需要进行重新施工, 不仅浪费时间, 拆除和重装、更换膜元件等还会造成工程成本的增加。

3.2产生原因

为了消除安装问题造成的不利影响, 电厂对问题部位采取了拆修措施, 在拆修过程中发现:部分渗透膜出现了变形, 甚至还有个别存在污堵问题。经过分析发现, 变形和污堵问题是由渗透膜两侧压力差过大导致的。膜元件在变形之后周围出现缝隙, 超滤水经缝隙流出, 是导致反渗透膜过滤失效的主要原因 (也是造成局部渗水问题的直接原因) , 但要注意不是唯一原因。在现实中, 除了上述因素之外, 安装方法不科学也是导致反渗透膜过滤失效、局部渗水的原因。如果压力容器没有达到与膜元件的过盈配合或轴向间隙有问题的话, 那么, 一旦遭受冲击载荷, 膜元件就会很容易发生变形, 导致密封结构被破坏, 这种情况下, 在系统反洗的时候, 水就会从变形部位流出, 导致反洗效果差, 而反渗透膜的污堵也会加剧。所以, 膜元件安装必须选择科学的安装方法, 才能保障效果。

4电厂化学水处理系统膜处理装置安装问题的对策建议

4.1尽量减少水中杂质

首先, 应明确反渗透装置以前管道、设备的冲洗情况, 满足设计要求, 也就是TSS (污水中悬浮物的浓度) 值小于等于1mg/L, 浊度值小于等于0.15NTU, SDI (污染密度指数) 值≤3, 且在其性能达到基本稳定之后, 才能进行膜元件安装等。此外, 在安装阀门的过程中, 应注意:若未合理解决卡涩问题, 就有可能会导致阀门开合异常, 同时, 被卡住的污染物或者耐腐层碎片等, 将会经过水流进入膜内, 导致污染问题。另外, 由于管道安装后往往有很多污染物, 因此, 必须先将反渗透装置前的管道内存留的污染物冲洗干净, 确保管内杂质能够被排除掉, 避免过大的固态颗粒进到反渗透装置内。

4.2重视膜元件安装

在进行安装前, 应先设计好位置图, 以便区分压力容器与元件安装位置, 同时记录二者的相对位置。位置示意图除了具有上述两项作用之外, 还可以帮助了解元件运行状态, 确保及时发现失效问题, 以便立即采取处理措施。此外, 安装前还应做好如下准备工作: (1) 对压力容器内部进行清洁处理。 (2) 冲洗反渗透系统管路, 避免管路中的碎片、溶剂或余氯等与膜元件接触。安装过程中应查看管路是否存在泄漏问题。最后需要注意的是, 膜元件在正式安装之前, 应保持密封状态 (否则保护液易挥发掉) 。

通常来讲, 压力容器是有过盈尺寸的。过盈尺寸能够满足元件长度的细微变化要求, 具有一定的益处。但是, 它的存在却会使元件在开机和停机时前后滑动, 会导致密封件磨损, 再加上压力容器会在升压的时候伸长, 因此, 在极个别情况下, 会出现邻近进水或者浓水的元件脱离端板的情况, 造成严重渗漏。所以, 在装配过程中, 应重视对膜元件在压力容器内的间隙进行科学调整, 减少其在开机或停机时的窜动。调整间隙片最好使用厚度为5mm、 内孔直径比端板内接头外径略大的垫片状塑料环, 在其安装过程中, 应重视依照科学顺序进行: (1) 取走密封圈, 避免密封件对安装造成干扰, 同时, 尽量降低预推入端板的压力。 (2) 将数个5mm厚的垫片装在连接膜元件产水口的接头上, 之后进行进水端板的安装, 垫片安装应安装至端板卡环无法安装为止。 (3) 在第二步完成的条件下, 将垫片去掉一个, 以便装上卡环。 (4) 重装密封圈。 (5) 依据相关设备说明书, 将压力容器安装好。

4.3主意要点

由于压力容器长度接近7m, 膜元件却比较短, 因此, 间隙调整时应对进水端、浓水端都进行调整。其中, 需格外注意的是, 在浓水端部分进行调整垫片安装的过程中, 还应同时在止推环上安装同样厚度、相同数量的垫片, 以免因此导致膜元件损坏。

5结语

电厂化学水处理系统关系到电厂的正常水供应, 对于电厂功能的发挥有着重要的影响意义。膜处理装置, 对于化学水处理系统的正常使用有着关键作用, 因此, 安装必须规范。但是在现实中, 膜处理装置安装却经常存在反渗透膜过滤失效以及局部渗水等问题, 对于水处理系统功能的发挥产生了不利影响。为了防止这些问题的发生, 在电厂化学水处理系统膜处理装置安装过程中, 应首先明确问题产生的原因, 采取有效的预防措施。其次, 还应重视依照科学顺序进行安装。对于容易发生的问题, 在安装中应给予充分重视, 确保安装的合理性, 防止因安装不规范导致的反渗透膜过滤失效以及渗漏等问题的发生。

摘要：化学水处理是电厂正常运转的基本保障。经过科学的化学水处理, 不仅能够减少电厂设备的腐蚀发生率, 对于防止结垢等问题的出现也有着重要作用。因此, 为了确保电厂的正常运转, 就必须重视做好化学水处理, 防止其对设备造成过大危害。膜处理装置在电厂化学水处理系统中发挥着重要作用, 但是, 由于其安装中需要考虑的因素比较多, 因此, 很多时候安装中均存在很大不足, 对其作用的发挥产生了不利影响。本文结合工程实例, 对电厂化学水处理系统膜处理装置的安装进行了简要分析, 并针对其中存在的主要问题, 提出了应对建议。

关键词：电厂化学水处理系统,膜处理装置,反渗透膜过滤失效,渗水,对策建议

参考文献

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[3]高树青.探讨PLC程控系统在电厂化学水处理的应用[J].投资与合作:学术版, 2014, (03) :224-225.

[4]刘玉新.电厂化学水处理技术发展和应用控析[J].河南科技:上半月, 2014, (12) :36-37.

[5]王翔.分析电厂化学水处理系统的特点及发展[J].中国新技术新产品.2014, (23) :130.

化学水处理系统方案的比较研究 篇2

1 引言

电厂化学水处理系统在电厂的正常运行中，发挥着至关重要的作用。除盐水水质的优劣直接决定了发电机组运行的经济性和安全性。废水的处理及回收利用，则是对环境保护和降低运行成本的有利保障。根据机组的不同型式，主要包括以下几个系统：锅炉补给水处理系统、凝结水精处理系统、工业废水处理系统、循环水处理系统、热力系统加药及取样监测系统、脱硫废水处理系统、生活污水处理系统、含煤废水处理系统等，另外根据水源及水质的不同，有些电厂还包括海水淡化系统、再生水处理系统等。根据水源及水质的不同，锅炉补给水处理系统工艺方案众多，主要包括以下三种水处理工艺：过滤器+一级除盐+混床、过滤器+反渗透+一级除盐+混床、过滤器+超滤+反渗透+EDI 等系统。目前应用较多的是后续两种水处理工艺系统，本篇文章重点对这两种工艺进行技术及经济比较。

化学水处理系统 篇3

关键词：环保型 化学品 水处理技术 分析

中图分类号：X7文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）04（c）-0130-01

当前随着工业的不断发展，我国的水污染形势日益严峻。在淡水资源日益紧张的背景下，加强对于水污染的治理是缓解水资源紧张形势的重要措施，同时这也是可持续发展的必然要求。

我国早就开始对水污染进行治理，随着科学技术的进步，我国水污染治理形势有了明显好转。传统意义上对于污水的处理一般都是通过加入化学品，通过化学品与水产生化学反应，从而使污染的水能够持续利用，最终满足需求。

1 我国环保型水处理化学品

当前，我国常用的也是应用最广泛的水处理化学品，主要有高铁酸钾，高锰酸解，聚合氯化铝以及天然产物等化学品。下面就分别来予以详述。

1.1 高铁酸钾

高铁酸钾极具氧化性，它与水结合能产生大量的原子氧。原子氧的作用，我们都知道它可以高效地消除水中污染物和病菌。在高铁酸钾自身化学反应产生原子氧的同时，它自身都可以被还原成Fe（OH）3。Fe（OH）3是一种高品质的凝絮剂，凝絮剂主要是用来消除水中的悬浮颗粒的，对于Fe（OH）3这样的高品质凝聚剂而言，它更能有效地消除水中悬浮颗粒。通过以上分析，我们可以发现高铁酸钾同时具有消毒与排污两种功能。在这两种功能的共同作用下，水污染可以得到有效治理。它最大的优点还在于它对水没有任何副作用，不会对人体产生任何影响。

高铁酸钾的应用极为广泛，在一般饮用水中，在废水中，生物污泥中都能见到它的身影，在一般饮用水中，高铁酸解只需要5 mL就杀菌效果就可以达到90%多。饮用水的浓度也会有效降低。在二级废水处理中，仅每升八毫克就可以把废水中的各种细菌完全消灭。生物污泥会产生恶臭，人们在消除恶臭的时候，运用了各种手段，近些年来，高铁酸钾在生物污泥中的应用取得了非常好的效果。在生物污泥中，高铁酸钾可以有效驱除CH，SH和NH等物质，同时还可以将它们转化为Nor。生物污泥在处理后，不仅没有害处，而且会有更多的化学元素，可以当做化学肥料来使用。这样做有利于资源的高效利用。

1.2 高锰酸钾

高锰酸钾的运用，高锰酸钾遇水会产生二氧化锰。二氧化锰能够有效地去除水中的污染，一方面二氧化锰可以在水中与污染物质发生化学反应最终产生催化作用。另一方面它对水中有机污染物具有非常高效地处理结果。在二氧化锰的这两种反应共同努力下，会使得高锰酸钾对于水污染有效地处理效果。

近些年来，关于高锰酸钾的一系列化学复合物出现，这些复合物对于水污染的治理显得更有成效。其中最为典型的化学复合物就是我们常提到的高锰酸钾复合药剂。这种药剂是用高锰酸钾和各种无机盐有机联系在一起，生成的一种新型、高效地氧化剂。这种氧化剂具有非常强的混凝效果。当高锰酸钾复合药剂在硫酸亚铁混凝剂投下之后，在放入水中，会给水污染治理带来意想不到的结果。它会使得混凝曲线向下推移并且向两极张开，最终有效地拓宽混凝剂的使用范围。这种复合药物，可以有效提高系统的抗干扰能力。

高锰酸钾具有非常高效地去除臭味的功能。高锰酸钾能在水中氧化具有臭味的化合物，它可以有效地通过与水中的微臭物质发生氧化反应，从而最终消除臭味。高锰酸钾由于在水中可以对带臭物质进行氧化，因而它可以在加氯消毒后，有效地消除此前产生的臭味。此外高锰酸钾还具有另外一个非常显著的特点，它可以養护除藻。高锰酸钾是一种非常有效地除藻剂，仅需要一毫升就可以消除90%的藻类，它在带藻类水中应用广泛。

1.3 聚合氯化铝铁

聚合氯化铝铁的主要组成部分是铝盐和铁盐，铁盐的主要作用是在于使得矾花的沉淀速度加快并且适度参与混凝土。经过长期的观察研究发现，铁含量较低的聚合氯化铝铁要比含铁量较高的聚合氯化铝铁使得矾花的速度沉淀更快，而且在沉淀过程中含铁量过多还会腐蚀管线设备，缩短管线设备的使用寿命，因而对于聚合氯化铝铁中含铁量的规定一般都是限定在2/100。

冬季低温低浊水的防治是水污染防治的重要组成部分，在对其进行治理的过程中，人们首选复合铝铁来进行净化。之所以要选择复合铝铁进行净化主要是因为复合铝铁是有铝盐和铁盐构成的，在混凝过程中，铁盐可以使得矾花变重从而加剧它的沉淀速度，同时铝盐可以使矾花变大。两种物质共同作用，会使得混凝效果更好。

研究表明混凝土的沉底速度和反应速度与水温有很大联系，水温与这两个速度呈正比关系。也就是说，水温越高，反应速度和沉淀速度越快。在气温极低的情况下，水中混凝土的反应速度和沉淀速度将很慢。在这种前提下，就必然需要进行强烈且均匀的搅拌才能最终提高沉淀速度。复合铝铁剂这是冬季低温条件下的首选要选择。同时，我们还要注意到铝铁复合剂可以降低用药量，可以有效降低水中残余铝的比率。铝铁复合剂是一种最佳的净水药剂。

1.4 天然产物

天然产物是一种有效地治水药剂，它是一种非常环保的水处理化学品。天然产物利用方便，不需要人工开发，使用效果更好，因而被广泛应用在各个领域的水污染治理中。

早在古代，人们就懂得了利用天然高分子通过与金属表面的结合，可以产生大量的活性基因，这种基因可以在金属物中起到高效地缓蚀作用。人们开始从天然植物中提取缓蚀剂。天然植物中所包含的丰富的活性基因，可以在金属的轨道提供大量电子，另一方面又可以真正地减少金属表面的化学腐蚀，最终缓解缓蚀作用。

天然产物一般都是在天然植物中提取的混合物，它之所以具有如此高效地缓蚀作用，正是由于它结合了多种具有缓蚀效果的有效成分。目前人们提取缓蚀剂的渠道也越来越多样化，已经不仅仅限于海带等海生作物，现在已经扩展到各种天然植物上，包括像茶叶、蒲公英等。提取方法也日益多样化，主要方法是索氏提取法和浸取法。

2 我国的水处理技术

当前我国的水处理技术有了明显进步，随着经济发展和科学技术的进步，我国水资源处理技术发生了深刻变化。针对水源污染的生物预处理技术和臭氧活性炭深度处理技术都处于实用化过程中。在工业水处理上混凝沉淀和过滤方式应用的较多，因而进步不小。同时用离子交换、除铁等新技术也在不断发展中。

我国水污染处理技术，是在社会经济的不断发展得的，同时也是在技术进步的大力推动下进步的。在水污染形势日益严峻的情况下，加强对于水处理技术的研究显得非常重要。这将我们今后研究的重点内容。

参考文献

[1]梁好，韦朝海.高铁酸钾预氧化絮凝除藻的实验研究[J].工业水处理，2003（3）.

论锅炉化学水处理及控制系统 篇4

1.1 超滤系统

超滤是一种将溶液进行净化、分离和浓缩的膜分离技术。超滤能截留0.002-0.1μm之间的大分子物质和杂质。超滤过程可理解成与膜孔大小相关的筛分过程。以膜两侧的压力差为驱动力, 以超滤膜为过滤介质。在一定的压力下, 当水流过膜表面时, 只允许水、无机盐及小分子物质透过膜, 阻止水中的悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等大分子物质通过, 达到溶液的净化、分离与浓缩的目的。

1.2 反渗透系统

反渗透 (RO) 主机是一级除盐的心脏部分, 由渗透膜、膜壳和辅助阀门和仪器组成。反渗透也是采用膜分离的水处理技术, 其原理是:在压力作用下, 透过反渗透膜的水为纯水, 水中的杂质被反渗透膜截留并被带出。原水经原水泵送到石英砂过滤器降低浊度, 在活性炭过滤器中降低COD、胶体及有机大分子的含量。活性炭出水再送至保安过滤器进行最后的预处理, 使原水SDI<5mg/l, 满足反渗透 (RO) 主机的进水要求。经保安过滤器后的合格水由高压泵送至RO主机反渗透进行除盐处理。

1.3 离子交换系统

首先, 原水进入无阀滤池进行预处理流入过滤水槽, 再通过过滤水泵送水至阳床上部, 在床中与强酸阳树脂接触, 树脂将Ca2+、Mg2+、Na+等阳离子从水中置换到树脂上, 除去阳离子后的水从塔下流出并送入脱CO2塔上部, 在塔内与塑料多面空心球接触形成水膜很快分离, 通过风机将CO2从塔顶吹除。脱除CO2的水进入中间水池, 中间水泵将水送入阴床, 在床中与强碱阴树脂接触, 树脂将水中SO42-、Cl-、NO3-等阴离子置换到树脂上, 水中的阴离子被除去。经一级除盐后的水再进入混床除去少量残存阳、阴离子和SiO3, 经混床处理制得合格的除盐水, 交换过程中, 阳床、阴床和混床因交换剂饱合而失效, 这时由再生系统对阳床、阴床和混床进行再生。

2 方案确定

2.1 产水规模及水质要求

2.1.1 产水规模

超滤部分产水量:38 m3/hr (25±2℃) ;

一级反渗透部分产水量:28.5 m3/hr (25±2℃) ;

二级反渗透部分产水量:25.7 m3/hr (25±2℃) ;

EDI部分产水量:24 m3/hr (25±2℃)

2.1.2 满足要求

超滤产水水质应满足反渗透系统进水要求。

一级RO产水水质应满足二级RO进水要求。

二级反渗透产水水质应满足EDI进水要求。EDI产水水质能满足所需补给水水质要求。

3 系统设计原则

3.1 系统功能

供方提供能满足买方要求的化学水处理系统, 水处理系统出力按照出力24t/h设计。

3.2 系统流程

化学水处理系统采用反渗透+电除盐方案, 即超滤+两级反渗透+EDI电除盐。主流程如下:自来水→清水箱→清水泵→汽水换热器→加氧化剂 (NaClO) →袋式过滤器→超滤装置→超滤产水箱→RO送水泵→加还原剂→加阻垢剂→5μm过滤器→一级高压泵→一级反渗透装置→加氢氧化钠→二级高压泵→二级反渗透装置→RO产水箱→EDI送水泵→1μm过滤器→EDI装置→纯水箱→加氨调节pH值→纯水泵→至用水点。

3.3 控制系统要求

3.3.1 控制水平、控制要求及控制范围

(1) 本超纯水处理控制系统采用辅助车间控制方式, 在辅控室设1台操作员站, 通过以太网与PLC主机连接, 再通过主机与所需的I/O连接, 对整个超纯水处理系统集中监视、管理、自动顺序控制;

(2) 操作员站作为主要的人机接口方式;

(3) 本工程控制范围包括:原水预处理及超纯水处理系统的清水加热系统、超滤系统、一级RO系统、二级RO系统、EDI系统、各类水箱、水泵及相关的网络设备, 就地一次仪表、控制系统、动力设备、配电设备等。

3.3.2 可编程序控制器

(1) 控制系统采用SIEMENS生产的S7-300系列产品, 具有OPC接口。

(2) 在距离PLC机柜1.2米外发出的工作频率400~500MHz, 功率输出5W的电磁干扰和射频干扰, 不影响系统正常工作。

(3) 可编程控制器包括下列功能:继电器与锁存寄存器, 计数、数学运算, 逻辑功能, 比较功能, 移位寄存器, PID运算, 顺序控制和程序中断、转向等。

(4) I/O模块

——控制室机柜安装的I/O模块都是低电压, 现场来的输入接点为无源节点。

——模拟量输入模块能接受来自热电阻或4~20mADC信号, 4~20mADC输入信号的供电电源取自模拟量输入模块自身。

——所有输入输出模块及通道之间相互隔离, 并能在I/O模块对现场接线和模块之间提供1500V以上的有效隔离值。

——开关量输入模块检测一对触点闭合需要的门槛电流为10mA, 这样可以避免使用外接负载电阻。

参考文献

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[3]《火力发电厂化学设计技术规程》DL/T5054-1996.

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[5]马悦, 等.电站锅炉回转式空气预热器漏风率过高的分析与对策[J].电站系统工程, 2007 (3) .

化学水处理系统 篇5

化学水处理反渗透除盐系统一、超临界机组对水质的要求

直流锅炉没有进行水汽分离的气包，给水一次性通过锅炉的预热、蒸发、过热等受热面后全部转化成过热蒸汽，并输送到汽轮机中推动汽轮机做功。直流锅炉没有水的循环，不能进行炉内加药处理。给水带进锅炉的盐量一部分被蒸汽溶解带走，进入汽轮机，其余的沉积在锅炉各蒸发受热面上形成水垢。水垢的导热系数很低，结垢导致管闭温度上升，严重时可能出现超温爆管。另外，锅炉水质还是控制水冷壁腐蚀破坏关键因素。因此，为了确保锅炉受热面安全，给水质量必须满足超临界直流锅炉的水质要求。蒸汽从锅炉带出的盐份进入汽轮机后，由于盐类在蒸汽中的溶解度随着蒸汽压力的降低而下降，所以参数越低，如果蒸汽带盐达到一定限度，超出相应压力、温度下蒸汽的溶盐能力，就会析出并沉积在喷嘴和叶片上，使叶片通流截面减小，导致汽轮机效率降低，轴向推力增大，严重时还会影响转子的平衡而造成更大事故。因此锅炉产生的蒸汽不仅要符合设计规定的压力和温度，而且还要达到规定的蒸汽质量。

二、化学工作的重要性 1、内容

在火力发电厂中，水是传递能量的工质。水进入锅炉后，吸收燃料燃烧放出的热能转变为蒸汽，导入汽轮机。在汽轮机中，蒸汽的热能转变为机械能，发电机将机械能转变为电能，送至电网。为了保证机组的正常运行，对锅炉用水的质量有严格的要求，而且机组的蒸汽参数愈高，其要求也愈严格。蒸汽在汽轮机内做功后进入凝汽器，被冷却为凝结水。凝结水由凝结水泵送到低压加热器，加热后送入除氧器，再由给水泵将已除去氧的水经高压加热器加热后送入锅炉。在上述系统中，水汽虽是循环的，但运行中总不免有些损失。为了保持发电厂热力系统的水汽平衡，保证正常水汽循环运行，就要随时向锅炉补充合格的水来弥补其损失，这部分水称为补给水。凝汽式电厂在正常运行情况下，补给水不超过锅炉额定蒸发量的2 %～4 %。热力系统中的水质是影响火力发电厂热力设备(锅炉、汽机等)安全、经济运行的重要因素之一。没有经过净化处理的原水，其中含有许多杂质，这种水是不允许进入热力设备中的水汽循环系统的，必须经过适当的净化处理，达到标准后，才能保证热力设备的稳定运行。如果品质不良的水进入水汽循环系统，就会造成以下几方面的危害：(1)热力设备的结垢

如果进入锅炉或其他热交换器的水质不良，则经过一段时间的运行后，在和水接触的受热面上，会生成一些固体附着物，这些固体附着物称为水垢，这种现象称为结垢。结垢的速度与锅炉的蒸发量成正比。因此，如果品质不良的水进入高参数、大容量机组的水汽循环系统，就有可能在短时间内造成更大的危害。因为水垢的导热性能比金属的差几百倍，这些水垢又易形成在热负荷很高的锅炉炉管中，这样会使结垢部位的金属管壁温度过热，引起金属强度下降，在管内压力作用下，就会发生管道局部变形，产生鼓包，甚至引起爆管等严重事故。结垢不仅危害到锅炉的安全运行，而且会影响发电厂的经济效益。另外，在汽轮机凝汽器内结垢，会导致凝汽器真空度降低，使汽轮机达不到额定出力，热效率下降;加热器结垢会使水的加热温度达不到设计值，以致整个热力系统的经济性降低。而且热力设备结垢后还必须及时进行清洗，因此增加了机组的停运时间，减少了发电量，增加了清洗、检修的费用，以及增加了环保工作量等。(2)热力设备的腐蚀

热力设备的运行常以水作为介质。如果水质不良，则会引起金属的腐蚀。由于金属材料与环境介质反应而引起金属材料的破坏叫做金属的腐蚀。火力发电厂的给水管道，各种加热器，锅炉的省煤器、水冷壁、过热器和汽轮机凝汽器都会因水中含有溶解性气体和腐蚀介质而引起腐蚀。腐蚀不仅会缩短金属的使用寿命，而且由于金属腐蚀产物转入给水中，使给水杂质增多，从而又缩短了在热负荷高的受热面上的结垢过程，结成的垢又会促进锅炉管壁的垢下腐蚀。这种恶性循环，会迅速导致爆管事故的发生。(3)过热器和汽轮机的积盐 如果锅炉使用的水质不良，就不能产生高纯度的蒸汽，随蒸汽带出的杂质就会沉积在蒸汽流通部分，例如过热器和汽轮机里，这种现象称为积盐。过热器管内积盐会引起金属管壁过热，甚至爆管;汽轮机内积盐会大大降低汽轮机的出力和效率。特别是对于高温、高压的大容量汽轮机，它的高压蒸汽通流部分的截面积很小，所以少量的积盐就会大大增加蒸汽流通的阻力，使汽轮机的出力下降。当汽轮机积盐严重时，还会使推力轴承负荷增大，隔板弯曲，造成事故停机。水中杂质对水处理设备和热力设备影响见下表1-1.表1-1 水中杂质对设备的有害影响 序号杂质名称对设备影响 悬浮物污染树脂，降低其交换性能，尤其对逆流再生设备影响较大。2 有机物1、使阴离子交换树脂污染老化，降低交换容量及使用寿命;2、进入锅炉后能造成汽水共腾，恶化蒸汽品质。3 游离氯是氧化剂，能形成树脂的不可逆膨胀而使树脂损坏。溶解氧可造成水处理系统和给水系统的腐蚀，但在高纯给水中进行中性水加氧处理，可形成一层保护膜，减缓对给水系统的腐蚀。硅酸化合物易在热力系统结垢，在汽轮机叶片上结垢析出，影响机组出力。6 碳酸盐化合物在加热后能分解出二氧化碳，在给水系统造成二氧化碳腐蚀。7 钙镁盐类能在强受热面上结出坚硬的水垢。8 钾钠盐类能在过热器、汽轮机叶片上结盐。铜铁垢进入离子交换树脂内不易再被交换出来;在锅炉水冷壁管上结垢又能造成溃疡性垢下腐蚀，严重影响锅炉安全运行。

10氨和铵盐适量的氨对抑制系统中的二氧化碳腐蚀有好处，但量大后能促使对铜的腐蚀。

11硝酸、亚硝酸盐能形成水冷壁及过热器的腐蚀。因此，火力发电厂化学水处理工作主要担负着以下任务：(1)净化原水：制备热力系统所需要的补给水工艺，包括除去原水中的悬浮物和胶体颗粒的澄清、过滤等预处理，除去水中全部溶解性盐类的除盐处理。制备补给水的处理通常称为炉外水处理。

(2)给水处理：对于给水，进行除去水中溶解氧或加氧、提高PH值等加药处理，以保证给水的质量。(3)凝结水处理：对直流炉机组及高参数机组，要进行汽轮机凝结水的除铁、除盐等净化处理。(4)冷却水处理：对于直流冷却的循环水，要采用加药的方式进行防止微生物滋生等的处理，也叫循环水处理。

(5)水汽监督：对热力系统各部分、各阶段的水汽质量进行监督，并在水汽质量劣化时进行的处理，也是水处理工作的内容之一。

(6)机组停运保养：随着机组容量的增加和参与调峰，机组停运保养工作愈显重要，而且它与水处理工作也密切相关。它包括机组停运前对热力系统进行加药处理等工作。

(7)化学清洗：当锅炉水冷壁结垢量超过部颁标准时，必须对锅炉本体进行化学清洗。在化学清洗过程中，要求在不同阶段提供不同质量的水，因此水处理工作是保证化学清洗效果的重要因素之一。除此之外，火力发电厂水处理工作还包括发电机冷却水处理、发电机转子氢冷系统供氢和来自各种渠道的废水处理等。2、化学的主要分工及作用

净化站：主要对原水中的悬浮物和胶体颗粒等进行澄清、过滤，以除去原水中的悬浮物和部分胶体的预处理系统。

补给水处理：主要完成水中溶解性盐类的除盐处理系统。

给水、凝结水加药系统：主要进行给水、凝结水加氧、提高PH值、机组启动或异常时的除氧及停炉保养等的各种加药处理，以保证给水的质量。

凝结水精处理：进行汽轮机凝结水的除铁、除盐等净化处理系统。机组水汽及凝结水检漏系统监督：对热力系统各部分、各阶段的水汽质量 进行监督，确保水汽质量满足机组正常运行的要求。

废水处理站：将全厂各种排至废水站的废水分别处理合格后排放，符合环保要求。加氯站：分别向循环冷却水及净化站来原水中投加氯，防止水中微生物滋生。

供氢站：向发电机氢冷系统提供纯度、湿度合格和一定压力的氢气，以满足发电机正常运行的需要。另外，化学实验班组主要负责日常的汽、水、煤、油、气等监督和查定及化学清洗工艺配合等工作。反渗透预脱盐系统 1、原理

水从稀溶液一侧通过半透膜自然向浓溶液一侧流动的过程叫水渗透。人们制造了一种膜，它只允许水分子通过，溶液中的盐类则不能通过，这种膜叫半透膜。反渗透是利用半透膜透水不透盐的特性，去除水中的盐份。在反渗透膜的原水侧加压，使原水中的一部分纯水沿与膜垂直方向透过膜，水中的盐类和胶体物质在膜表面浓缩，剩余部分原水沿与膜平行的方向将浓缩的物质带走。透过膜的水中仅残余少量盐份，收集利用透过水，即达到了脱盐的目的。反渗透可除去水中98% 的无机盐，对有机物的去除为相对分子质量大于200的有机物以及胶体，相对分子质量小于200 的有机物会透过反渗透膜，它是当代公认的最先进的脱盐技术。

反渗透脱盐必须满足两个基本条件：①半透膜具有透水而不透盐的选择透过特性。②盐水与淡水两室间的外加压差大于渗透压差。符合条件①的半透膜称之为反渗透膜。2、渗透膜(1)反渗透膜材料

膜得分离性能与膜材料的分子结构密切相关。人们根据脱盐的要求，从大量的高分子材料中筛选出醋酸纤维素(CA)和芳香聚酰胺(PA)两大类膜材料。此外，复合膜的表皮层还用到其他一些特殊材。醋酸纤维素又称乙酰纤维素或纤维素醋酸酯。常以含纤维素的棉花、木材等为原料，经过酯化和水解反应制成醋酸纤维素，再加工成反渗透膜。聚酰胺膜材料包括脂肪族聚酰胺和芳香族聚酰胺两类。目前使用最多的是芳香族聚酰胺膜，膜材料为芳香族聚酰胺、芳香族聚酰胺-酰肼以及一些含氮芳香聚合物。

复合膜的特征是由两种以上的材料制成，他是由很薄的致密层与多孔支撑复合而成的。多孔支撑层又称基膜，起增强机械强度作用;致密层也称表皮层，起脱盐作用，故又称脱盐层。由单一材料制成的非对称膜，有下列不足之处：①致密层与支撑层之间存在着易被压密的过滤层;②表皮层厚度的最薄极限约为1000×10-10m，很难通过减少通过膜厚度降低推动压力;③脱盐率与透水速度相互制约，因为同种材料很难兼具脱盐与支撑两者均优。复合膜较好的解决了上述问题，它可以分别对致密层的功能要求选择一种脱盐性能最优的材料，针对支撑层的功能要求选择一种机械强度高的材料。复合脱盐膜可以做的很薄，有利于降低推动力;他消除了过渡区，抗压密能力强。此外，复合膜还有以下特点：膜高脱盐率和高透过性兼备;良好的化学稳定性和耐热性;可干膜存放;推动压力低;抗污染能力强。(2)反渗透膜的结构

膜的结构包括宏观结构和微观结构。前者是指膜几何形状，主要有板式、管式、卷式和中空纤维式四种;后者是指膜的断面结构和结晶状态等。从形貌看，膜大致可分为二类：均相膜和非均相膜。非均相膜又称非对称结构膜。其形貌特征是在垂直与膜表面的截面上孔隙分布不均匀，由表向里孔隙渐增，表层孔隙最小，低层孔隙最大。目前应用最为广泛的是非对称膜。膜的非对称结构，决定了膜的方向性。例如反渗透膜，当致密层面向高压侧时，可获得预期的脱盐率;反之，当多孔层面向高压侧时，膜的脱盐率明显变差。所以，使用膜时应注意方向。膜的致密层表面比多孔层表面比多孔层平滑有光泽。(3)反渗透膜的分类

基于不同考虑，膜的分类有许多方法。

①按膜材料分。主要有芳香聚酰胺膜和醋酸纤维素膜。此外，还有聚酰亚胺膜、磺化聚砜膜、磺化聚砜醚膜等。

②按制膜工艺分。可分为溶液相转化膜、熔融热相转变膜、复合膜和动力膜。目前，普遍应用的是复合膜。③按膜结构特点分。可分为均相膜、非对称膜和复合膜。目前常用非对称膜和复合膜。有人将均相膜、非对称膜和复合膜依次称之为第一代膜、第二代膜和第三代膜。④按传质机理分。有活性膜和被动膜之分。活性膜是在溶液透过膜的过程中，透过组分的化学性质可改变;被动膜是指溶液透过膜的前后化学性质没有发生变化。目前所有反渗透膜都属于被动膜。⑤按膜出厂时的检测压力分为超低压膜、低压膜、和中压膜。⑥按膜的用途分为苦咸水淡化膜、海水淡化膜、抗污染膜等多个品种。

⑦按膜的形状分。主要有板式膜、管式膜、卷式膜和中空纤维膜。本厂反渗透膜采用螺旋卷式结构，材质为聚酰胺复合材料(电中性)，最低脱盐率99.5%，单膜水回收率15%，进水自由氯最高浓度<0.1ppm.(4)反渗透膜的性能要求

为适应水处理应用的需要，反渗透膜必须具有应用上的可靠性和形成规模的经济性，其一般要求是： ①渗透性要大，脱盐率要高。

②有一定的强度和坚实程度，不致因水的压力和拉力影响而变形、破裂。膜的被压实性尽可能最小，水通量衰减小，保证稳定的产水量。③结构要均匀，能制成所需要的结构。④适应较大的压力、温度和水质变化。

⑤有好的耐温、耐酸碱、耐氧化、耐水解和耐生物污染性能。⑥用寿命要长。⑦成本要低。3、反渗透装置

反渗透应用于水处理工程，除膜本身外，还需要2 个配套部件：淡水室和浓水室(兼原水室)。所以，反渗透膜必须与其他器件一起才能组合成具有引进高压盐水和收集淡水功能的设备。这种具有进出水功能的脱盐单元称为膜元件。膜元件通常按水处理工艺需要，将多个膜元件组合起来形成一个较大的脱盐单元，这种单元称膜组件。多个膜组件又可进一步组合成更大的脱盐单元，形成反渗透装置。

广义的讲，反渗透装置应包括所有膜组件、连接管道、阀门、仪表、以及高压泵等相关设备，甚至可以延伸到整个反渗透系统;狭义的讲，反渗透装置仅指膜组件本身。因本厂反渗透膜采用螺旋卷式结构，故在此主要介绍此种装置。

(1)螺旋卷式膜元件(膜组件)的组成

膜元件(膜组件)的基本组成包括：膜、膜的支撑物或连接物、水流通道、密封、外皮、进水口和出水口等。①膜

膜是构成膜元件乃至反渗透系统的核心部分。②支撑物或连接物

反渗透膜在组装成膜元件过程上，为了固定膜使其具有一定形状和强度，需要支撑物。螺旋卷式膜一般将隔网夹在两膜之间，隔网既是支撑物又是水流通道。③水流通道

从盐水进入到浓水和淡水流出器件的全部水流空间称为水流通道。大多数水流通道是通过膜与膜之间的支撑体、导流板或隔网来实现的。隔网普遍用于卷式反渗透膜元件，水流在隔网的间隙中流动，隔网厚度一般为0.76mm和1.1mm.良好的水流通道应该是水流分布均匀、没有死角、流速合适、浓差极化轻、容易清洗和占用空间小。④密封

反渗透需要在一定压力下才能进行，为了防止浓淡水互窜，必须采取密封装置，让这两股水各行其道。密封位置主要在膜与膜之间、膜与支撑物之间、膜与原件之间、以及与外界接口处等。螺旋卷式膜元件主要是将重叠的两张膜的三边密封形成膜袋，以及串联膜元件中心管之间的密封。密封损坏导致脱盐率下降是反渗透装置运行中的常见故障之一。⑤外皮

卷式膜元件的最外层壳体称为外皮，膜袋被卷成像布匹样的圆柱体后再包上外皮。外皮材料一般为玻璃钢(FPR)。⑥进水口与出水口

卷式反渗透膜元件的中心管的一端为淡水出口，膜元件两头的多空端或涡轮板的一头为进水口，另一头为浓水出口。该多孔板具有均匀布水、防止膜卷突出的作用。(2)螺旋卷式膜元件(膜组件)的特点

①水流通道由隔网空隙构成，水在流动过程中被隔网反复切割汇集呈波浪状起伏前进，提高了水流紊动强度，减少了浓差极化。

②水沿膜表面呈薄层流动，这种薄层流动的设计提高了膜的装填密度，也有利于降低膜表面的滞流层厚度，同样有利于减少浓差极化。

③膜的装填密度比较高，一般为650-1600m2/m3，仅次于中空纤维膜组件。④抗污染能力比中空纤维式强。⑤水流阻力介于管式与中空纤维式之间。

(3)螺旋卷式膜元件(膜组件)的结构膜元件核心部分由膜、进水隔网和透过水隔网围中心管卷绕而成。膜的脱盐层面对进水隔网，支撑层面对透过水隔网。透过水隔网构成透过水通道，并起支撑膜的作用。进水隔网构成进水和浓水通道，并起扰动水流防止浓差极化作用。多孔中心管与透过水通道相通，收集透过水。在压力推动下，原液在进水隔网中流动，水量不断减少，浓度不断增加，最后变成浓水从下游排走。透过水在透过水隔网内流动，流量不断增加，最后进入中心集水管。(4)使用条件

化学水处理系统 篇6

【关键词】 电池厂 化学水处理设施 防腐蚀工艺 分析

引言

纵观世界各国电池厂的发展历 程，其实亦是腐蚀防护技术的发展。在电池厂化学水处理设施的设计过程中，设备的工艺性能往往是人们关注的重点，而防腐蝕措施则相对缺乏。只有到设备出现严重腐蚀影响到电池厂正常工作时，才考虑相应的应急措施。这时候的腐蚀防护存在着许多人为的技术困难和障碍，常常只能起到暂时缓解的作用。要想改善现有状 况，合理、有效、经济地对设备腐蚀进行控制，必须积极地应对电池厂化学水处理设施的腐蚀防护工作，防患于未然。

1. 电池厂化学水处理设施防腐蚀工艺常见问题分析

电池厂化学水处理设施防腐蚀工艺的常见问题包括沟道中块材和酸碱中和池的腐蚀防护问题、循环水加酸的系统腐蚀问题、其他腐蚀防护方面的问题。沟道中块材和酸碱中和池的腐蚀防护问题表现为，在当前的许多电池厂中通过使用中和池来对生产过程产生的废碱、废酸液体进行处理。但是，酸碱中和是一种具有非线性特征 的反应，用于中和的酸碱量过量或不足及不均匀搅拌等都会使得中和后的液体pH值达不到规定的范围当中，很多电厂在运行几年之后，沟道和中和池的腐蚀破坏问 题就开始显现，这是由于其腐蚀防护层遭到损坏之后，废液的渗漏往往会造成基地的腐蚀；循环水加酸的系统腐蚀问题表现为一般情况下，电池厂中循环水的浓缩倍 率都在2.5以上，采用硫酸加阻垢剂的方式进行处理时一种普遍的形式，但是由于材质、安装工艺及加药方式等细节上出现的问题常常会造成腐蚀问题的发生；其他腐蚀防护出现的问题表现为水处理车间和酸碱平台的铁制沟盖板受到腐蚀、计量室内的墙壁腐蚀、贮存盐酸和硫酸的衬胶管罐和普通钢制罐的腐蚀。

2. 电池厂化学水处理设施防腐蚀工艺常见问题原因及处理方式

2.1沟道和中和池的腐蚀防护问题原因及处理方式

造成这一问题的原因主要包括，沟道块材的勾缝和合层厚度同防腐施工的要求不相符；修复不到位，对混凝土基层的腐蚀情况没有进行检查；布局方面设计的缺 陷。沟道块板的勾缝和合层厚度同防腐施工的要求不相符表现为树脂胶泥较差的流动性难以填满石材间的缝隙，这就导致在一定年限之后，酸碱废水就会向混凝土层 渗透，进而造成混凝土层被腐蚀，引起地基塌陷。其处理方式是注意施工中树脂胶泥的接层层和厚度和灌缝，严格按照相关规定进行防腐施工的验收，进行有效的施 工管理，从而避免偷工减料，杜绝此类腐蚀问题的发生。修复不到位，对混凝土基层的腐蚀情况没有进行检查表现为未能按照防腐施工的要求对沟道或水池进行施 工，一旦发生渗漏，酸碱液体会对混凝土的基层进行腐蚀，严重时深入到混凝土层周围的基础当中。其处理方式是检查基土层，排干其中的酸碱液体，对混凝土基层 进行彻底修复。布局设计方面的缺陷表现为设计上的腐蚀防护不合理，其处理方式应重施工初期的设计入手，对内部的腐蚀情况及时发现，及早处理。

2.2循环水加酸的系统腐蚀问题原因及处理方式

造成这一问题的原因主要包括材质、安装工艺及加药方式上的问题。材质问题表现为钢结构罐内的胶层，钢结构本身具有耐腐蚀性，但是加上橡胶，其化学性质就遭到破坏，其处理方式是材料设计时注重化学性质的转变。安装工艺问题表现为灌水试验的不到位所引起的硫酸泄漏，其处理方式是尽量设置明管，方便渗漏发生时 的及时处理。加药方式的问题表现为中和反应中的酸液或碱液过量，造成凝汽器管道的腐蚀，其处理方式为运用计量系统进行对循环水加酸的控制。

2.3 其他腐蚀防护方面的问题原因及处理方式

造成这种问题的原因包括水处理车间和酸碱平台的铁制沟盖板易遭到腐蚀、酸碱计量室内的空气含有酸雾、忽略腐蚀过程氢气的产生。其相应的处理方式是采用挤拉玻璃钢型材、酸碱计量室内墙面粉刷防腐层、注重对氢气的排放，避免明火。

结语

目前的热电厂冷却塔根据循环介质主要包括淡水冷却塔、空冷冷却塔、排烟冷却塔、海水冷却塔。以前国内的冷却塔有的没有进行涂层保 护，有的仅在冷却塔混凝土浇筑的同时，利用浇筑塔筒时搭建的脚手架滚涂环氧沥青漆、氯化橡胶漆或氯璜化聚乙烯涂料等进行简单防护。基本不考虑混凝土的养护 期，既不用等塔体完工后进行高空作业，也不对混凝土进行表面处理，直接在混凝土浮浆层上滚涂涂料。

近些年来，电池厂化学水处理设施腐蚀相关事故屡见不鲜，其腐蚀防护工艺常见问题的处理已经逐渐受到了业内的关注。这就要求应对化学水处理设施的常见工艺问题有一个透彻的了解，总结出最为合理的处理方式，并积极地应对，从而保证电池厂的正常运行，促进电池厂建设的长足发展。

参考文献：

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[4] 陈 波.电厂化学若干问题的探讨[J].大众科技，2004（9）：92～93.

[5] 田雅琼.浅析反渗透技术在电厂化学水中的应用[J].中州煤炭，2002（5）：112～113.

[6] 许 琦，杨向东，孙国良，等.电厂化学水处理DCS的应用研究[J].中国电力，2005（7）：56～57.

化学水处理系统 篇7

上海能源热电厂一期化学水处理系统于2012年10月升级改造完成。该系统将污水处理厂制得的中水 (锅炉补水需求大时采用深井水与中水混合补充) 经过盘式过滤器过滤以及超滤、反渗透装置、EDI等设备进行处理, , 将原水变为符合要求的锅炉机组用水。整个水处理系统以程控为主, 人工控制为辅。

2 改造背景

由于一期、二期两套化学水处理系统对接影响及成本控制方面考虑。盘式过滤器 (水处理流程中开始设备) 没有接入到程控系统, 而是设计成就地控制, 控制方式为FILTRON控制器控制。

FILTRON控制器是以色列ARKAL过滤系统有限公司开发的产品, 其功能有电磁阀检测、压差控制启动冲洗、流量控制冲洗。

依照设计要求FILTRON控制器完全可以满足生产需要, 但在实际运行中我们发现:FILTRON控制器为进口产品且无汉化功能, 在设备运行尤其是设备发生故障时不能及时处理, 对工作人员素质的要求比较高。并且由于现场环境潮湿, 水质差 (污水处理厂制得的中水品质远低于设计标准用水以及深井水得不到有效澄清) 控制器中的电子原件和与之配套的压力、流量传感器极易损坏, 造成盘滤投用率及运行周期大幅下降, 加重了水处理系统中下级设备 (超滤、反渗透、EDI) 的负担, 导致整个系统经常性停运、检修, 大大的提高了一期化学水处理系统的运行成本, 同时对机组的安全运行造成了很大的隐患。

3 方案设计

3.1 运行方式设计

在最初的设计盘式过滤器 (以下简称盘滤) 在运行方式采用人工启动和管道水压达到0.5MPa自动启动两种启动方式。在长时间 (>1年) 运行后发现, 由于来水水质达不到设计标准, 盘滤在每隔30-50分钟必须投入运行 (正常的过滤、反洗) 并且由于二期同时投入运行时管路压力 (0.3-0.4Mpa) 达不到设计启动要求。因此我们将盘滤的运行方式改为在一期化学水处理系统启动后的45分钟后投入反洗, 冲洗时间由20s改为25s。

3.2 控制系统选型

从成本控制、运行稳定上考虑经过反复对比PLC选用西门子公司S7-200控制器, 通过合理的控制系统设计及系统选型, 实现对盘滤的控制和动态监视。

3.3 工艺流程设计

盘滤采用就地控制方式运行, 具体流程为:在一期化学水处理系统投运后, 在现场由运行值班人员启动。此时运行指示灯亮, 在45分钟后#1电磁阀通电, #1过滤单元进行反洗, 同时#1过滤单元指示灯亮, 整个反洗过程持续25s。#1过滤单元反洗结束后, #2电磁阀通电, #2过滤单元进行反洗, 同时#2过滤单元指示灯亮, 同样整个反洗过程持续25s。以此类推直到7过滤单元完成反洗后继续下一个循环。化学水处理系统停运后有运行值班员手动停止盘滤运行。

3.4 控制系统软件设计

特别需要注意的是在一期化学水处理系统停运时, 盘滤需停止, 而此时盘滤有可能在某个过滤单元运行的状态, 这是需要考虑的地方。同时为了未来盘滤接入到一期化学水处理程控中, 需要在程序设计及硬件设计中预留连锁启动、停止接、压力报警接口。

4 成果展示

与FILTRON控制器相比, 小型PLC控制系统具有以下优点:

(1) 操作简单, 所有的操作只有启动和停止。在运行前无需任何设定, 若制水系统运行有变化可及时、无需任何条件的停止盘滤。

(2) 运行状态一目了然。运行值班员既可从控制器上观看盘滤运行过程, 也可从中间继电器的指示灯进行判断。

(3) 故障率低, 运行稳定。控制器与盘滤电磁阀之间通过中间继电器对接, 避免了电磁阀出问题时对控制器的损害, 这就大大降低了故障发生的可能性, 并且当其中某一电磁阀出现故障时不会影响其余电磁阀工作, 也方便检修工作。

(4) 预留接口, 方便生产需求。设计时预留压力报警、远控启动、连锁启动接口, 在生产需求时可以及时接入。

5 结束语

通过采用小型PLC系统对盘滤进行控制, 保证了盘滤乃至整个化学水处理系统的正常运行。该系统于2014年5月组装、调试完成。在运行期间工作可靠、运行指示清晰得到了运行值班员的好评。

摘要：本文介绍了小型可编程序控制器 (PLC) 在电厂化学水处理系统中的应用。该系统采用德国西门子公司的S7-300系列可编程序控制器作为主体控制设备对盘式过滤器进行控制操作。详细阐述了设备运行对控制系统的要求、软硬件设计、系统的功能的开发应用以及控制系统所采取的安全性措施。应用表明:该系统可靠性高, 控制效果良好, 大大提高了设备连续运行的周期, 同时也降低了设备维护费用, 达到了优化生产的目的 , 具有广泛的推广价值。

关键词：PLC,盘式过滤器,化学水处理系统

参考文献

[1]张春龙, 李军.PLC自动控制系统调试研究[J].中国新技术新产品, 2010 (01) .

[2]许阳.PLC控制在电厂化学水处理系统中的应用[J].科技情报开发与经济, 2010.

[3]胥力.PLC在化学水处理系统中的应用[J].科技信息, 2011 (03) .

化学水处理系统 篇8

关键词：化学水处理系统,火力发电厂,经济性,影响

0 引言

自然水中含有很多对设备有害的物质成分,经过混凝和沉淀过滤处理,虽然能够将其中大部分悬浮物除掉,但是仍会残留少量微小的悬浮颗粒,而且硬度没变,且碱度较高,直接利用会使得热力设备结垢、腐蚀和结盐,危害设备的安全,另外为了确保可靠生产并尽可能节水和控制环境污染,自然水必须经过一套工序的处理去除杂质后才能被利用。化学水处理系统主要就是负责将自然水经过一个工艺流程处理后生成合格的化学水,再送往电厂锅炉系统,从而保证锅炉给水的数量和品质[1]。

化学水处理是火力发电厂重要的生产过程之一,火电厂中汽水品质的好坏直接影响锅炉、汽轮机设备及系统的安全经济运行,严重时还可能造成不可逆转腐蚀事故发生[2]。近几年,随着机组参数和容量的增大,大容量、高参数的超超临界机组对汽水品质的要求更加严格。

1 化学水处理系统分类

化学水处理系统是电厂生产过程中的重要辅助系统,包括锅炉补给水、凝结水处理和废水处理3个部分,按照系统功能又包括净水预处理、反渗透预脱盐、锅炉补给水处理、凝结水精处理、汽水取样监测分析、化学加药系统、综合水泵房、循环水加氢、废水及污水处理等系统[3]。确保化学水处理系统的安全可靠运行以及锅炉补给水质量对于火电厂的安全运行起着非常重要的作用。

2 火力发电厂技术经济指标

火电厂是由管道将锅炉、汽轮机、发电机3大主机以及其它配套的辅机设备连接起来的统一整体。影响火电厂发电机组的主机、辅机及系统的技术经济指标多达数十项,其中每一个指标都标志着某一设备或系统的性能优劣[4]。a)发电煤耗是指在统计期内,发1 k W·h电所要消耗的标准煤量。发电煤耗是一项综合性的技术经济指标,它反映火电厂发电设备效率和经济效益;b)全厂热效率也称为电厂能源利用率,是电厂产出的总热量和生产投入总热量的比值;c)厂用电率是统计期内(通常是1 a),厂用电率和发电量的比值;d)供电煤耗是统计期内每向电网供1 k W·h电量所需耗用的标准煤量。

影响电厂综合性能指标的有锅炉系统单元的锅炉效率;汽轮机系统单元的汽轮机效率和汽轮机热耗率;电气系统单元的发电量、供电量、厂用电量;水工管道系统的水耗率及管道效率,还有燃煤量及燃油量。水耗率包括发电补水率、循环水补水率、汽水损失率、锅炉设备排污率以及制水合格率。

3 化学水处理系统对火力发电厂经济性的影响

火力发电厂是由锅炉、汽轮机、发电机3大主机及一系列辅助设备构成的统一整体,各部分之间并不是孤立的,而是相辅相成。其中任何一个部位或设备出现问题都会对其它系统或设备造成影响,进而对全厂的经济性产生影响。给水作为电厂能量转换的载体,化学水处理系统产生的给水品质更是紧密关系到锅炉、汽轮机、发电机及各设备的安全经济运行。假如化学水处理系统产生的给水品质不良,会产生以下问题:

a)热力设备结垢,如果进入锅炉或其它换热器中的水含有杂质,经过一段时间的运行后,在与水接触的受热面上,会产生固体附着物,产生结垢现象,由于水垢的导热性能与金属相比,要差几百倍,火力发电厂锅炉的受热面有1 mm的水垢,燃料消耗量比原来多消耗1.5%~2.0%,发电厂的燃料消耗量很大,消耗率微小的增加都会造成巨大的经济损失。另外,汽轮机凝汽器内结垢会导致凝汽器真空度降低,进而造成汽轮机的热效率和处理下降。加热器结垢会使水的加热温度低于设计值,整个热力系统的经济性也会降低。热力设备结垢以后,必须及时清洗,机组停运会减少设备年利用小时数。还会增加检修工作费和费用等;

b)热力设备腐蚀,火电厂热力设备的金属经常和水质不良的水接触,会引起给水管道、各种加热器、锅炉省煤器、水冷壁、过热器和汽轮机凝汽器等金属管道腐蚀。腐蚀不仅要缩短设备本身的使用期限,造成经济损失,而且金属腐蚀产物转入水中,使给水中杂质增多,从而加重在高热受热面上的结垢,结成的垢又会加速锅炉炉管腐蚀。此种恶性循环会迅速导致爆管事故。此外金属的腐蚀产物被蒸汽带到汽轮机中沉积下来后也会严重地影响汽轮机的安全、经济运行;

c)过热器和汽轮机的积盐,水质不良会使锅炉不能产生高纯度的蒸汽,随蒸汽带出的杂质就会沉积在蒸汽通过的各个部位,这种现象称谓积盐。汽轮机内积盐会大大降低汽轮机的出力和效率。特别是高温高压大容量汽轮机,它的高压部分蒸汽流通的截面积很小,所以即使少量的积盐也会大大增加蒸汽流通的阻力,便汽轮机的出力下降。

4 结语

火力发电厂的安全经济运行需要各设备和系统相互配合共同完成。汽水品质的好坏直接影响机组的安全性和经济性。尤其随着水资源的匮乏和节能减排的需要日益迫切,保证火力发电机组安全高效运行是电厂工作的重中之重,确保化学水处理系统产生合格的锅炉给水,处理废水循环利用对电厂的经济性有十分显著的作用。

参考文献

[1]曹鹏飞.电厂化学水处理系统的改造与实现[D].上海:华东理工大学,2011.

[2]于海琴,陶若虹.21世纪高参数机组电厂化学水处理技术发展探讨[J].工业水处理,2000,20(8):11-14.

[3]李培元.火力发电厂水处理及水质控制[M].北京:中国电力出版社,1994.

化学水处理系统 篇9

淮南矿业集团电力公司新庄孜电厂以大代小技改工程2×135MW循环流化床机组的化学水处理系统,将淮河水经过絮凝过滤以及反渗透装置等设备进行处理,再经过一级除盐加混床处理后,将原水变为符合要求的锅炉机组用水。整个水处理系统的控制以程序自动控制为主,人工参与为辅,程序自动控制采用工业控制计算机和可编程控制器相结合的方式,实现对化水处理系统进行分散控制、集中监控。

2 化学水处理系统工艺流程

我厂化水系统采用多介质过滤器、活性炭过滤器、反渗透装置以及一级除盐加混床处理系统,一级除盐装置为2台阳床、2台除二氧化碳器和2台阴床,2台混床,并列运行。化学水处理的流程为:淮河水→絮凝池→提升泵→空气擦洗器→清水池→清水泵→多介质过滤器→活性炭过滤器→加热器→反渗透用保安过滤器→反渗透升压泵→反渗透膜组件→预脱盐水箱→阳离子交换器→除二氧化碳器→中间水箱→中间水泵→阴离子交换器→混床→除盐水箱。

3 程序自动控制系统构成

新庄孜电厂化水程控系统采用“研华工控机+施耐Quantum PLC+现场气动电磁阀”的结构模式,以PLC和计算机为核心组成的对化学水处理系统操作实行程序自动控制,采用研华工业控制计算机作为控制系统的上位机,采用施耐德Quantum PL C作为下位机,由工业控制计算机与PLC共同构成的程控系统,实现对预处理系统、除盐系统、酸碱再生系统及化学仪表信号、流量、压力、电流、液位信号的监视和运行操作。

上位机主要完成系统设备的操作、画面和逻辑的组态、各系统运行参数的显示、计算、报警、打印以及PLC参数的设置、控制逻辑的修改、系统的调试;

下位机(PLC)接收上位机的操作指令,自动执行控制程序,并采集现场设备的状态及就地仪表参数进行处理,PLC是整个系统的核心。

4 系统配置

4.1 硬件配置

在我厂化水程控系统中,我们采用法国施耐德公司高端Quantum PLC系统,实现数据采集(D A S)、模拟量控制(MCS)、顺序控制(SCS)等功能,采用以液晶屏为中心的操作和控制方式。

硬件配置主要有:研华IPC610工控机3台(工程师站、操作员站、反渗透站)、施耐德Quantum PLC三套及其相应模件、现场检测及控制仪表、现场电磁阀、操作台、电源机柜等。

硬件配置关系图如下:

作为下位机的PLC,是整个系统的核心,它负责将现场的仪表检测信号、阀门和泵的状态进行采集,传送到工控机进行显示,同时接收上位机的操作指令经处理后发送到现场的气动执行机构,完成对被控设备的控制、联锁保护。

4.2 软件配置

4.2.1 工业监控软件

上位机软件采用美国Wonderware公司InTouch9.5Wonderware组态软件,InTouch组态软件是FactorySuite软件的一部分。

4.2.2 下位机编程

作为下位机的P L C,编程软件采CONCEPT2.6,其编程语言采用符合国际标准IEC1131的梯形图、功能块FBD图、SFC三种语言。

下位机流程图如下:

PLC上电进入初始状态S1,运行人员根据运行需要切换开关进入程控S2或步操S4,在程控S2下如果检测到异常情况(如阀门未开到位,或水的电导率超标不允许进行下一步),则跳出,如果没有异常情况,则继续进行下一步操作S3,利用SFC编程,系统在运行中每次只有一个状态,所以PLC循环周期内只运行一个指令,大大节省了CPU资源。

4.3 网络通讯

Quantum工业以太网有3种开放的通用网络标准:E t h e r n e t、T C P/I P和Modbus Plus。本系统采用了工业以太网模块和远程I/O模块,分别负责完成上位机通讯和各I/O站之间的通讯。

5 运行方式

5.1 运行方式概述

程序控制分为点操、步操、半自动和自动操作,当设备控制状态切换为点操方式时,可通过鼠标对现场设备实现一对一操作;当设置为步操方式时,运行人员可按工艺要求选择执行的步序、实现单步操作,如小反洗、正反洗等;当设置为半自动操作时,运行人员确定投床台数及投运床体,根据化学监测信号自动再生或由运行人员实时监测相关数据、判断床体是否失效,并作相应操作;当设置为自动方式时,由运行人员确定投运床及台数,PLC实时监测相关仪表数据,判断床体是否失效,若已失效,则停运,并自动转入再生程序,PLC根据监测数据判断床再生完毕后,该床自动转入运行或备用状态。

5.2 就地手操控制

当设备控制状态切换为就地方式时,设备脱离程控状态,直接通过就地控制箱操作即可控制设备开停。

5.3 程控功能

运行人员根据运行要求,在操作员站上操作主程序或分程序按钮,选择运行流程,操作员站的界面上相应位置显示程选状态,当程选有效时,发出允许程序启动信号,按下程序启动按钮,即可实现被控设备的自动运行。

新庄孜电厂化水程序功能主要有:净水处理程序控制;反渗透系统程序控制;多介质过滤器的清洗程序控制;一级除盐程序控制;阴阳床的再生程序控制;混床的再生程序控制;酸碱中和系统的程序控制;除盐设备的反洗流量控制;预脱盐水箱水位控制;中间水箱水位控制;除盐水箱水位控制;工业废水程序控制;生活污水程序控制。

程控及联锁功能有:

(1)当一级除盐系统的出水电导率超过规定值(0.15·s/cm),或周期制水量达到规定值时,自动解列并报警,然后投入再生自动程序;

(2)当混床的出水电导率和SiO2超过规定值,或周期制水量达到规定值时,自动解列并报警,然后投入再生自动程序;

(3)当反渗透过滤器的出口压差超过规定值,或周期制水量达到规定值时,自动解列并报警,然后投入反洗程序;

(4)中间水箱的水位由程控系统通过调节阳床入口调节阀来控制,使得一级除盐系统投运时中间水箱水位稳定在0.4~1.0m,启动时,中间水箱水位小于1.0m时,阳床才会投运,运行中,中间水箱水位小于0.4m时,系统自动停运。

(5)预脱盐水箱水位小于1.0m时,系统自动停运。

(6)除盐水箱水位大于16m时,系统自动停运。

6 应用效果及前景展望

6.1 应用效果

(1)我厂化水程控系统采用上位机代替了传统的模拟控制盘,使控制功能更加完善,人机界面更加友好,运行人员易于掌握。

(2)该程控系统投运后,化水运行及再生过程由程控装置发出指令按已编好的程序进行,每一步动作的阀门水泵或风机都已预先设定,减少了误操作的机会,增加了系统运行的可靠性。

(3)由于控制水平的提高,运行控制精度得到提高,水处理过程中产生的废水量大大减少,起到了环保节能效果。

(4)系统的高度可靠性和操作的简易直观性大大减少了运行人员的劳动量,提高了生产效率。

6.2 前景展望

化学水处理系统 篇10

关键词：电厂,化学水处理,地沟腐蚀,防腐蚀工艺,渗漏

我国目前在电厂的化学水处理中存在着很多的安全问题, 尤其是设备腐蚀问题,它可能造成设施的破损现象,甚至可能引发爆炸。在众多的安全隐患中,地沟腐蚀情况较为常见, 需要相关部门针对此部位进行防腐蚀处理。可降低腐蚀产生的可能性,同时,也可提高防止腐蚀的效果,最终实现电厂的规范、安全生产。

1情况说明

某电厂在水处理系统上采用的是二级除盐水系统,水源主要为低硅水。在水处理系统中包含6# 阳床、6# 阴床、5# 混床、 3# 除碳器和2个中间水箱,具有较完善的水处理技术和操作流程。该电厂的化学水处理地沟是在建厂时期完成的,在废水的不断冲刷中,地沟表面极易发生瓷砖破损的现象。在该电厂投入使用后,一直未对地沟的防腐层做全面检查,因此较易发生地沟腐蚀问题[1]。

2012年冬季,该电厂在处理离子交换器的再生工作中, 发现2# 阳床正排地沟出现瓷砖冲脱的现象,并产生小坑。因此,该电厂对所有的地沟进行了检查,并发现部分地沟的腐蚀现象较为严重,主要表现是防腐层的破损。其中,交换器的正拍地沟和反排地沟腐蚀最为明显,耐酸瓷砖被冲脱,水泥浇筑层也出现破损和开裂,裂缝的宽度已扩大到4.5mm左右。 酸碱废液经由裂缝直接渗漏到地沟的两侧,产生空洞,操作人员用铁丝检查空洞的深度,发现个别深度已达1.6m,多数空洞的深度在0.7m左右。所有空洞中,绝大部分位于交换器的底部范围,这对交换器的承重能力具有很大影响,从而威胁到设备的安全性。

2情况调查

2.1地沟情况调查

该电厂的地沟布置主要为:自北向南的方向有阳床、阴床以及混床地沟;自西向东有阳床、阴床以及混床之间的联络地沟。阳床和阴沟的地沟长度均为62m,混床地沟的长度为55m,自北向南方向到达混床的联系地沟长度为11m,化学水处理的室内地沟长度为220m,最西侧的地沟宽度为55cm,深度为65cm。最东侧的地沟宽度为55cm,深度为95cm。2012年, 为了达到隔开酸性废水与碱性废水的目的,对它们进行分道收集,在各个联络地沟的中间部位都安装了闸阀。该电厂从1990年投产到发现渗漏问题,化学水处理地沟投入使用22a之久。地沟在建设时,将两种防腐蚀的工艺进行有效结合:沟底贴100mm×100mm×10mm的耐酸瓷砖,沟壁贴上6层环氧性质的玻璃钢布[2]。

2.2地沟运行情况

该电厂在对阳床进行再生工作时,进酸浓度严格控制在2% 左右;阴床再生工作时,进碱浓度严格控制在1.8% 左右;混床进行再生工作时,进酸浓度和进碱浓度都严格控制在2.5% 左右。交换器的再生流量控制在18m3/h左右,正洗的流量范围控制在10m3/h,地沟每天对酸性废水的排放量为600m3左右, 碱性废水的排放量500m3左右。

3改造处理技术

3.1多种条件限制

(1)化学水处理地沟是形式较老的地沟模式,环氧玻璃钢布在破损程度上不尽相同,若利用环氧玻璃钢布完成修补工作,新、旧环氧玻璃钢布很可能产生粘结性差的问题[3]。

(2)若地沟的防腐层依然使用100mm*100mm*10mm的耐酸瓷砖,酸性与碱性废水仍然可以冲击并且腐蚀地沟的水泥浇筑层,并不能达到保护的目的。

(3)在建设中,处于沟壁和沟底的环氧玻璃钢布与耐酸瓷砖在接缝处的密封工作没有做好,地沟中一旦出现积水, 就会对接缝处造成腐蚀,从而导致环氧玻璃钢布的脱落,造成地沟的腐蚀现象。

(4)地沟的开裂处可以通过水泥的灌埋进行修补,但修补完成后依然有水从空洞的开裂处流出,使修补完成的环氧玻璃钢布不易干透。

(5)化学水处理地沟在最初建设时就已安装好交换器的正排、反排以及中排的管道,这对施工作业有负面影响,在进行施工时,由于空间狭小,不利于工作的展开[4]。

(6)化学水处理地沟在生产系统中占据重要位置,若地沟同时停运,会导致生产系统的停运。因此,只能对地沟进行分批和分期的改造工作,这种方式容易造成地沟的隔绝不严,从而产生有水渗漏到施工区域的现象。

(7)该电厂的地沟腐蚀问题在冬季被发现,由于冬季生活区要进行暖气供应,需要7套制水系统同时运作,因此这项改造工作需要在供暖系统运行之前完成,具体施工时间只有两个月,施工工期较短。

3.2具体处理方法

在上述条件的限制下,该电厂进行综合分析以后决定, 运用花岗岩砌筑法,对地沟的改造处理工作分3批进行,具体的步骤如下:

(1)对交换器系统采用分期隔离工作,具体为:暂停1到2# 阴床和阳床的运行,同时停运1到2# 混床,用砖头将3# 阴床、阳床,3# 混床的最西侧进行隔断,用水泥砌好。在接缝处主要做好防水工作,并定时进行检查,在出现渗漏现象时, 要用干抹布及时擦干,并刷一层防水胶,要保证施工地沟始终处于干燥状态。

(2)及时拆除已经停运的交换器,避免它们影响到正排、 反排以及中排管道的施工工作。

(3)对地沟两侧的环氧玻璃钢布进行铲除工作,并砸掉贴在沟底处的耐酸瓷砖,将它们及时清理干净。

(4)在地沟已经开裂的部位凿出“V”形沟槽,并运用水泥净浆灌埋该沟槽,需要注意的是:在水泥净浆中加入速凝剂, 保证沟槽快速干透。

(5)将环氧树脂涂于地沟的整个底部,并及时找平,再将花岗岩按照地沟底面的面积进行切割和铺设,在交换器的正排、反排以及中排管道贴上尺寸合适的大块花岗岩。

(6)地沟两侧的花岗岩铺设要使用环氧树脂进行粘贴,在铺设完成以后,对花岗岩之间的缝隙用该树脂进行勾缝处理。

(7)施工结束以后,要等到砂浆完全干透以后将正排、 反排以及中排管道安装完成,再恢复系统工作。

(8)在1至2# 阴床和阳床、1至2# 混床地沟施工完全结束后,重新操作第一至第七步骤,对3至4# 阳床和阴床、3至4# 混床以及5至6# 阴床和阳床、5# 混床和2至3# 过滤器进行地沟改造工作。

在上述步骤的操作中,要及时做好检查、清理的工作, 对已经出现鼓包现象的防腐层要彻底的铲除,周边的防腐层也要做好维护工作。尤其注意对花岗岩的抹平工作,要保证其平整性[6]。

4改造效果

该电厂采用的花岗岩砌筑方法是众多防腐蚀工艺中最符合实际情况的方法,在工期短、难度较大的限制下,取得了较好的改造效果。该电厂选用的花岗岩厚度在20mm左右,在砌筑过程中,以环氧树脂胶泥作为主要的勾缝材料,改造后的地沟在使用中与前期效果相同,具有很明显的优势,例如具有较高的耐腐蚀性、耐冲蚀性,固化的时间较短,使用寿命变长等。

该项处理技术对于地沟修补中的渗漏现象有很大作用, 干燥是地沟尽快完成修补,有效工作的前提,因此,这项技术具有实用价值。在其他电厂进行地沟腐蚀改造处理时,要首先对产生原因做出判断,再根据实际情况选择适用的处理技术,在改造之前应制定出完整的方案,以便工作顺利进行。

5结束语

本文以某电厂为例,对电厂中地沟腐蚀渗漏现象做出分析,对具体的渗漏情况做出明确阐述,并将改造的方法一一列举。经过科学合理的改造措施,地沟腐蚀问题已经得到初步解决,改造效果较为明显。对其他电厂的地沟腐蚀处理技术具有一定的指导作用。

参考文献

[1]赵品华.电厂化学水处理系统的特点与发展思考[J].化工管理,2013,9(24):149-149.

[2]周钦.浅析电厂化学水处理技术发展与应用[J].科技视界,2015,7(22):266-266,323.

[3]程远立,程远新.电厂化学水处理系统的特点与发展思考[J].三角洲,2014,3(5):157-158.