摘　要：综合考虑高参数机组安全运行要求、环境保护可持续发展规划和目前电厂化学水处理技术的基础，从水处理技术的突破和水汽质量监督自动化程度的提高方面探讨了高参数机组电厂化学水处理技术适应21世纪发展的趋势，并强调了水处理治理工作的重要性。　
要害词：高参数机组　水处理技术　水汽质量监督　


1　高参数机组电厂化学水处理技术基础

机组参数的提高使设备材料对水汽运行工况的敏感度提高，相应地对安全、可靠的化学水处理的要求也更严格了；高参数机组用水量的增大对水资源和水环境污染压力加重，使得高参数机组电厂化学水处理无论是处理工艺、处理精度，还是监督维护都与低参数机组有很大的不同。主要表现在更注重提高安全、可靠性，走水资源持续发展的道路，避免高参数机组水汽故障、事故的发生，制订严格的水处理运行、监督和维护规范、导则。　　

大机组的水处理技术既包含与中小机组相似的安全运行必须的补给水处理、给水处理(及汽包炉的炉水处理)，又有大机组本身特定的、严格的凝聚水处理、水内冷式发电机冷却水处理，以及与环境保护规划相协调的节水型循环冷却水处理、废水处理。非凡是超临界参数机组的发展，凝聚水处理成为必然，凝聚水处理设备不仅成为电厂水处理设备必设的主要组成部分，而且更重视设备运行的安全性、性能的先进性和运行的经济性。随着水资源可持续发展战略的深化，节水和环境保护的要求使得循环水处理日渐引人注目，寻求经济、可靠和少污染以至于无污染的循环冷却水处理方法及水质稳定药剂就成为必然。此外，高参数机组设备材料、运行条件的改变，对给水处理和炉水处理提出了更高的要求；为了更进一步稳定高参数机组发电机的运行效率，减少电流泄漏损失和腐蚀、沉积堵塞使水断路、超温等事故的发生，发电机内冷却水的水质调整也就成为高参数机组电厂化学水处理的常规内容。

2　高参数机组电厂化学水处理技术的突破

蒸汽参数越高，水汽品质的不良影响越明显，水处理技术不做突破就无法使机组参数提高。

2.1　水源的选择

水源是电厂维持生产的基本保障条件。在选择水源上应兼顾政策性、经济性和环保要求，更应具有超前意识。在地表水污染日趋严重的今天，选择水源不仅要考虑经济因素，更要重视持续发展及水资源短缺的限制。无论是什么样的水源，只要净化水深度处理的成本低于或相当于从厂外水源购买的新鲜水，就可以选其作为电厂的水源。因此，从这一点来说，开发污水处理厂的中水作电厂的综合水源是我们目前有待探索的新思路。

2.2水处理技术

（1）锅炉补充水处理　

高参数机组地表水的预处理通常采用混凝—澄—清—过滤处理。过滤一般采用传统的重力式滤池，为提高出力，可以在传统方式的基础上改造成双层、三层滤料式或双流、变孔隙式的高速过滤。活性炭过滤器可以保证有效去除有机物、游离氯，减轻对离子交换树脂的污染和氧化影响，提高整体出水水质。非凡是反渗透技术成为主导的21世纪，活性炭过滤器在电厂的应用将更广泛。但目前活性炭吸附效率偏低、再生方法不理想的问题较突出。这就需要水处理工作者进行深入研究和开发。目前，我国600MW机组澄清处理设备多为机械加速搅拌澄清池，其优点是：反应速度快、操作控制方便、出力大。21世纪澄清池的发展思路是：要求设备处理容量大，非凡是要对原水浊度变化的适应性强，处理后水质稳定。

锅炉补给水的预脱盐技术在水处理工艺设置中的分量日益增加，传统的一级复床除盐技术已受到冲击。自60年代初膜技术实现工业应用后，非凡是反渗透膜的不断开发和国产化技术水平的提高，除盐有了突破性进展，使与离子交换除盐经济性相当的原水含盐量的指标日趋降低，原水含盐量的限制越来越放宽(低碱度水含盐量经济指标由1000mg/L以上降至150～300mg/L左右)。膜法脱盐大量减少酸、碱用量和废液排放量，减轻中和处理酸、碱废液的负担，降低了排放废水的含盐量，提高了电厂经济效益和环境效益。使用膜处理与离子交换配合进行联合脱盐处理过程是近代锅炉补充水处理的新趋向。　

另外，反渗透用于处理锅炉补给水的一个明显特点是不受原水水质变化影响，非凡是因季节变化、污染情况而有较大、经常性变化的河水水源，反渗透的适应性很强。由于目前水体污染程度的增大，以及大机组对有机物和硅含量要求严格性的增强，使反渗透在除有机物和除硅方面的优越性体现得更全面。　

高参数机组对除盐精度的要求是很严格的，用混床做出水保证在今后相当长的时间内是不可替代的。混床的发展方向主要在两个方面：致力于开发性能优越的树脂和设计性能优越的床型，目的都是为了提高再生效率、降低比耗，保证高出水品质。填充床电渗析器CDI(或EDI)是将电渗析和混床除盐技术组合在一起的精脱盐工艺，属环保型精脱盐产品。树脂的再生是由H2O电离的H 和OH-完成，再生时不消耗酸、碱，自动化程度高、出水品质高。在CDI出水满足用水水质要求时，完全可以省略混床。CDI在水处理工艺中的应用在国外已有很好的市场和前景，设备引进、消化吸收及国产化开发是我国水处理工作者面临的任务。

（2）凝聚水处理　

凝聚水占给水组成的90以上，大机组对凝汽器渗漏造成的稍微污染是不能容忍的，必须进行凝聚水除盐处理。国外从70年代起在大容量电厂采用压力为2～3.5MPa的中压深层混床，为提高再生度和符合运行安全要求，基本都为体外式再生，不同的水处理设备制造公司都有自己的专利技术，主要区别表现在再生方式上，如氯化法、中间抽出法、浓碱法、钙化法、锥体分离法和综合法等。树脂分离技术要求将约占5～10的混层树脂完全分离，这是提高水质的主要保证。目前国内发电机组，凝聚水采用中压处理方式的还不多，而且多为国外引进的设备。凝聚水处理前置过滤装置有多种形式，其中以高梯度磁力过滤器对除去凝聚水中以腐蚀产物为主的浊度效果最好。假如在混合树脂上部覆盖一层阳树脂，可以充当前置过滤器，用于截留铁腐蚀产物，对提高出水水质意义显著。球形结构的中压凝聚水精处理系统运行可靠性高，不用前置过滤器，使系统结构简单化。另外，高速混床的树脂采用均粒树脂，可使运行流速提高到120m/h，并可以解决分层不轻易的问题。　

凝聚水处理可以考虑在除盐系统中设置一台阳床(H型或NH4型)和一台混床(NH4型)，正常运行时凝聚水只通过混床，不通过阳床；而当凝汽器严重泄漏、水中硬度较长时间增大或机组启动初期时，才投运混床前的阳床，根据硬度不合格时间的长短来决定是否将NH4型阳床转变成H型。

（3）循环水处理　

600MW机组的冷却水量达70000m3/h，补给水近20m3/h。以水管电的局面成为我国高参数机组发展的一个主要制约因素。冷却水的循环回用和水质稳定技术的开发是当前节水节能的必由之路，应努力把循环水的浓缩倍率提高到3.0以上，争取达到5.0，提高重复利用效率。循环水处理技术总的发展原则是：集节水、降成本于一体，有效协调各处理方法、设置配合处理系统。　

国外大容量电厂多采用石灰处理，石灰软化处理在技术上是稳妥可靠的，在经济上是比较便宜的，废渣可作沉淀剂利用。其缺点是设备庞大，占地面积大，处理工艺中环节复杂，自动化治理困难。采用此法浓缩倍率只能达到2.0，若与加酸或加水质稳定剂配合，才有节水作用。弱酸树脂脱碱软化处理可使浓缩倍数≥5，在各种循环水处理方法中，此法节水效益最高，而且轻易治理和便于自动控制，但设备投资大、树脂耗用量大、再生用酸量大、环境排废量大。这几"大"限制了它的广泛应用。国内电厂采用此法已有一定的运行经验，但不宜推广发展。　

水质稳定剂处理是循环冷却水处理最普遍使用的方法，设备费用和运行费用都较低，防垢效果好。为避免磷系水处理药剂对环境水体的二次污染，今后应致力于开发和使用低磷或非磷系配方的高效阻垢分散剂，改变品种单一的状况，发展多元共聚物水处理药剂。使用高效水质稳定剂可使浓缩倍率≥2.5，若配合加酸处理使浓缩倍率≥3.0，防垢和节水效果会更好。　

国外有些冷却水系统采用反渗透处理，可使排污水量降低90左右，从节约用水的角度来讲意义较大，实际可行与否还需综合考虑冷却水补给水供给情况和反渗透处理的经济性。　　炉烟处理目前的应用效果不十分可靠，而且不适合大容量电厂，但此方法以废治废的社会效益显著，并具有一定的经济效益。由于目前和今后我国对环保工作的重视，排废净化和节水任务加重，炉烟处理也是有待进一步摸索的技术。

（4）给水处理　

给水加氧处理在国外高参数机组和直流机组上应用较广，其优越性也已被世界水处理界认可。高参数机组目前用氨和联氨的挥发性处理较成熟，但它比较适于新建的机组，待水质稳定后可转为中性处理和联合处理。加氧处理改变了传统的除氧器、除氧剂处理，创造氧化还原气氛，在低温状态下即可生成保护膜，抑制腐蚀，此法还可以降低给水系统的排污量，还能抑制炉内压差上升、减少药品用量、延长化学清洗间隔、降低运行成本、抑制垢的生成、减少给水和炉水腐蚀产物的排放量。

2.3　水汽质量监测、治理和自动化

化学监督贯穿于电力生产的整个过程，目前高参数机组化学治理强调的是：一机二器三抓。一机即微机监测诊断；二器是指凝汽器和除氧器；三抓是抓防止锅炉酸腐蚀脆爆、抓防止油进水乳化锈蚀、抓防止发电机内氢气水分结露。　

在化学监督方面，防止高参数机组炉管的氢脆爆管是目前强调监督炉水pH的一个主要因素。高参数机组用水水质极纯，缓冲性差，凝汽器泄漏的影响大。所以高参数机组应强化凝聚水系统的监督和处理，重点应在总结、摸索胶球清洗、造膜、选择管材、检修技术等方面。

　　高参数机组均配备采样架实现主要化学参量在线监测，使用微机巡测治理检测的数据，并赋予越线报警、故障分析、诊断功能。水质治理工作中，水质变化趋势的分析、监督、猜测，为诊断处理提供了可靠的依据，为进行氧化条件下电化学测量法、自动化水监督的发展创造了必要条件。　

水处理工艺系统的技术特点主要表现在运行操作的高度自动化上，包括对出水质量的自动监测、药量的自动调节、阀门和各类泵、风机的自动操作。目前火电厂补给水处理系统和凝聚水精处理系统的自动化技术比较完善，而由于高温、高压下电化学测量仪器及在评价、分析腐蚀、结垢的影响方面存在的一些问题，使汽水系统的水质监测、调节、控制的综合自动化过程进展较慢。开发能适应运行过程中水温、压力、水质等多种变化的专家系统是汽水监测、治理自动化进展的方向。　

完善的化学仪表是全自动操作的首要条件。加强在线仪表及微机自动化治理系统的维护和治理是至关重要的。另外，在线仪表和分析仪表的开发，除要求稳定性、可靠性外，更应本着适应高参数机组水汽质量指标要求的原则，逐步向微量、痕量检测限发展，提高精确度和灵敏度。在线铁表、铜表有待实现国产化。　

专家诊断系统有待深化和完善，而其中很重要的一个工作就是系统、全面收集、总结经验性、典型的水质运行状态资料，为专家诊断系统提供基础。这也是完成电厂整体自动化连锁的前提。

3　高参数机组电厂化学水处理技术发展方向

从世界性电力工业水处理技术综合发展趋势看，我国电力工业水处理技术应努力发展的目标是：实现水处理技术思路的根本改变，完善现有工艺、国外先进工艺的国产化及开发新工艺，适应高参数机组用水要求和环保要求。　　

（1）注重环境保护需要：尽量不用或少用化学药剂，争取采用化学药剂处理，实现无废物排放的清洁化处理，使排水中杂质为零(指不增加新的物质种类。　

（2）提倡资源的可持续发展方针：向节水型技术过渡，充分实现水的再循环和再利用。　

（3）强调水处理治理工作：200MW机组一次爆管事故的损失电量在500万kW·h，折合经济损失2000万元，高参数机组的损害更严重。非计划停机事故是促成腐蚀、结垢和积盐再次发生的诱导条件，是影响设备安全、可靠运行的潜在因素。为提高电力生产经济效益和满足安全生产要求，水处理治理工作的原则是消除水汽品质不良对设备材料的危害，延长设备使用寿命，降低成本，减轻维修的负担，在使用寿命期内，避免和减少机器、配管的修补、更换。　

（4）做好猜测工作，提高运行可靠性：化学诊断技术的应用，使监督观念更新，改变了以往传统的待事故发生后的被动处置，实现在线的分析和诊断，预防事故的发展，为清除缺陷、延缓和根除事故发生，提供了前期预见导向。

（5）实现水处理技术的高度发展：探索最佳水质调整途径，寻求实现更严格水汽质量标准的零化学清洗是今后发展的目标。