火力发电厂锅炉补给水处理方法对比分析

葛云峰

摘要：为满足社会发展对电力资源的需求，近年来火力发电厂锅炉装机容量在不断增大，在提高发电效率的同时，也对锅炉补给水工艺提出了更高的要求。面对多种锅炉补给水处理方法，要从企业自身的实际情况出发，综合比较各工艺方法的优缺点，选择技术工艺以经济指标均更占优势的最佳处理方案。本文结合案例对火力发电厂锅炉补给水处理方法进行了简单比较，确定全膜法的应用优势更大。

关键词：火力发电厂；锅炉补给水；全膜法；超渗透

在火力发电厂生产中，锅炉作为核心设备，为保证其安全稳定运行，就需要加强对补给水水质的处理，选择适应性与经济性最强的处理方法，以更少的成本来提高补给水处理效果，同时减少废水排放量，达到节能降耗高效生产的效果。随着火力发电厂的快速发展，锅炉补给水处理方法在不断更新，可以更少的成本来达到更好的处理效果。因此锅炉不积水处理方法选择是否合理，直接关系着最终的生产效益，必须要提高重视。

一、锅炉补给水处理要求

    火力发电厂是通过燃烧燃料产生的热能转换成电能，整个过程中对补给水的要求比较高，可以说起到了十分关键的作用，决定着生产效率以及安全性。锅炉补给水处理系统整个工艺流程包括预处理、预脱盐、脱盐三个步骤，得到处理达标的脱盐水，为火力发电机组的安全稳定运行提供支持。火力发电厂无法直接使用天然水进行生产，需要经过预处理将其中所含的悬浮物以及胶态杂质全部清除干净，常用的方法如自然沉降、沉淀软化、混凝处理以及过滤等，有效降低补给水的硬度与碱度[1]。然后继续做更进一步的深化处理，例如经过离子交换处理来得到纯度更高的水。并且因为火力发电厂均使用高温高压锅炉，还需要在原有基础上做更进一步的除盐，要求补给水内的溶解盐全部被清除干净，保证达到火力发电生产需求。

二、锅炉补给水处理系统结构

    1.补给水处理流程

    原水预处理系统中间水池→超滤给水泵→ 自清洗过滤器→超滤装置→超滤产水箱→一级反渗透给水泵→一级反渗透保安过滤器→一级反渗透高压泵→一级反渗透装置→一级反渗透产水箱→二级反渗透高压泵→二级反渗透保安过滤器→二级反渗透装置→二级反渗透产水箱→混床给水泵→一级混床→二级混床→除盐水箱→除盐水泵→全厂各除盐水用户。

    2.系统结构组成

    2.1预处理

    火力发电厂锅炉补给水处理可选择的方法不一，而无论是采用何种方法工艺，前期的预处理原理基本相同，旨在将水中含有的所有悬浮物、胶体以及有机物等全部清除干净，为后续的反渗透处理做好准备。在利用反渗透工艺进行预脱盐处理的情况下，双介质过滤器与细砂过滤器间需要始终保持低流速状态运行，确保反渗透系统运行稳定安全，而这也就决定了其需要更多设备示值，所占面积会随之增大。随着技术的更新，膜过滤技术的应用越来越广泛，与之配套的超滤装置也逐渐地代替了传统机械完成过滤。超滤可完成0.01μm以上所有的颗粒，水质稳定性更高，更利于后续的反渗透处理，可得到更高回收率和膜设计通量，大大降低了有机物、胶体以及微生物对反渗透膜造成的污染，可保持较高的使用寿命，减少了不必要的成本投入[2]。可以说无论是在处理效率还是运行成本方面，选择超滤作为反渗透装置的前处理设施优势均比较突出。

    2.2脱盐处理

    （1）一级除盐+混床技术

是以往所应用的一种离子交换除盐技术，综合了传统离子交换以及反渗透工艺的优势，可保持较高的回收率，以较低的运行成本为支持达到高质量出水。实际运行自动化水平高，运行维护难度小，但是处理系统复杂度比较大，要配套设置酸碱贮存和再生设备，需要较大的用地面积作为支持。

    （2）两级混床技术

    一级除盐+混床技术中的阴阳离子交换器由一级混床替代，进一步提高除盐水的质量，并且相比反渗透+一级除盐+混床工艺，该系统所需要的设备数量更少，相应的占地面积也就减少。但需要注意的是，混床树脂层高受限，最大只有1000mm/1000mm，会影响阳、阴树脂匹配性，且难以确定反渗透出水中阳阴离子含量高低，一级混床运行周期短，再生剂耗大，会在一定程度上降低反渗透脱盐率[3]。

    （3）连续电除盐技术

    连续电除盐技术又称为电除盐技术，对电渗析、离子交换以及电再生技术进行了融合，除盐率可以达到99%，并且多级EDI产水离子浓度最高可达到10-6级。相比离子交换树脂，连续电除盐技术去除TOC的优势更高，同时兼具了连续运行、无废水排放、高自动化、无需酸碱再生等众多特点，对火力发电厂有着更强的适应性。

三、锅炉补给水处理方法对比

    1.设计方案

    以2×660MW机组为例，锅炉补给水量为75t/h，共设计两种补给水处理方法，其一是反渗透+EDI技术，其二则是反渗透+二级除盐技术。两种方案均应用程序进行操作，化验楼位于水处理范围内，共设置有两个实验室，相关装置回收率设计条件：超滤90%、一级反渗透75%、二级反渗透85%以及电除盐90%。

    2.方案比较

    （1）反渗透+EDI

    应用此方案来处理锅炉补给水，最终确认常温条件下，原水内的SiO2含量在10mg/L以下，且导电度低于0.1μs/cm。超滤、反渗透以及EDI装置利用母管制来进行连接，并以串联方式进行保安过滤器反渗透装置的连接。一级反渗透以浓水的形式对水质做浓缩处理，盐浓度可达到原水的数倍，然后在转入到脱硫系统进行锅炉补给水的制备。与此同时，良好的水质决定了二级反渗透和电除盐技术可进行二次回收，通入到超滤水箱内继续使用。

    （2）反渗透+二级除盐

    应用此方案来处理锅炉补给水，最终确认常温条件下，原水内的SiO2含量在10mg/L以下，且导电度低于0.15μs/cm。该系统是以母管制来完成超滤、逆流再生阴、阳离子交换器以及混合离子交换器的连接，并以单元制完成保安过滤器、高压泵以及反渗透装置的连接。

    3.技术比较

    （1）技术性能

    ①反渗透+EDI。利用二级反渗透进行EDI前处理，出水水质可达到生产标准，且污水排放量少，对环境影响低。整个处理系统复杂性较低，设备工艺要求小，同时EDI装置还能够预防酸碱再生，维护保养难度低。

    ②反渗透+二级除盐。利用反渗透进行除盐装置前处理，集合了反渗透与离子交换的双优势，出水水质可达到生产标准。阳、阴、混床要注意污水排放问题，需要对废水进行酸碱中和处理，达标后回收备用。因为需要有再生系统与中和系统作为支持，存在着较高的复杂性，在参数设定上难度更高，后续运维管理需要花费的时间与精力更多。

    （2）经济成本

    两种方案处理一吨水的成本费用分别为4.51元和3.87元，相同处理量的情况下反渗透+二级除盐方案成本投入更少。并且，在设备装置以及运维管理等各方面的综合投入来讲，反渗透+二级除盐方案的投资也更少。

结束语：

    综上所述，火力发电厂选择反渗透+EDI与反渗透+二级除盐两种方案均可得到符合生产标准的处理水，但是前者系统复杂程度低，操作难度小，后期运维方便。而后者系统复杂程度高，对操作要求严格，且需要对污水进行处理在回收，但是综合成本投入更少。不同方案具有的优缺点不同，需要综合实际条件进行灵活选择，在确保高效生产的同时，降低对环境的影响。

参考文献：

[1] 黄浩天.火力发电厂锅炉补给水处理方法对比分析[J].现代工业经济和信息化,2023,13(02):254-255+258.

[2] 刘国栋,刘进海.火力发电厂锅炉补给水处理方法对比分析研究[J].电工技术,2021(16):148-150.