火力发电厂锅炉化学水处理技术研究

张家虎

（广州粤能电力科技开发有限公司,广州 510080）

0 引言

蒸汽是火力发电厂正常发电的重要能源，一般是靠锅炉烧水产生热能，继而带动汽轮机运转，发电机则将机械能转化为电能。锅炉用水可分为原水、补给水、凝结水、排污水多种，其水质非常关键。如果水质不达标，极易引起锅炉结垢，对锅炉等设备造成腐蚀，不但浪费燃料，增加成本，还会降低锅炉性能，甚至影响到正常发电[1]。所以，如何科学地处理锅炉水成了考虑的重点，应加强此方面的技术研究。

1 除氧防腐技术

锅炉给水是产生热能的基础，水中往往含有氧和二氧化碳，对金属部件有着一定的腐蚀性。氧腐蚀作为一种电化学腐蚀，在锅炉系统中颇为常见，出现腐蚀后，通常会形成黑色、黄褐色等产物。随着腐蚀面积扩大，一旦给水系统、省煤器等被波及，破坏非常严重，即便进行清除，也会留下不同程度的陷坑。火电厂锅炉多采用钢结构，很容易被给水中的溶解氧腐蚀。二氧化碳亦是如此，存在游离的二氧化碳时，水呈酸性，此类酸性物质会引起氢去极化腐蚀。所以，为提高防腐蚀性，除氧是应用较多的方法，具体又可分为物理除氧、化学除氧、电化学保护法等，物理法较为简单，一般可选择热力除氧法，将水不断加热，随着蒸汽的增加，水中的气体会被排出，直到水面上各种气体的分压力接近零值。但该方法会消耗大量蒸汽，并不利于节能。

化学除氧是指利用某些物质与锅炉材质之间的化学反应来达到预期目的，比如钢屑除氧法、化学药剂除氧法。常用的药剂有亚硫酸钠、氢氧化亚铁、联氨等，刚屑除氧是指使用钢屑过滤器，在钢屑被氧化的同时，水中的溶解氧也被除掉。但如果水中含氧量较多，流速就会变慢，在小型锅炉房中使用较多。整体来说，除氧效果一般，适合作为辅助措施[2]。亚硫酸钠除氧具有成本低、操作简单、安全性高等优点，亚硫酸钠与氧气发生反应，会生成硫酸钠。不足之处在于亚硫酸钠的投放量不易控制，且排污量很大。

随着科学技术的进步，解析除氧、树脂除氧等方法逐步兴起。以解析除氧为例，令给水与不含氧的气体充分结合，将水中的溶解氧解析到气体中，直至脱氧。该方法作为一种新技术，优势更为明显，无需对给水进行预热，可以避免锅炉房的消耗；设备所占空间不大，节约基础建设方面的投入。另外，其除氧效果也非常好，对环境污染较小，比如当前的新型解析除氧器，应用不断增多，不足之处在于只能除氧，对水中其他的气体无用，而且对除氧水箱的密封性要求很高，否则会影响到除氧效果。

2 加氧防腐技术

如果锅炉给水的水纯度很高，常会选择加氧措施，以实现防腐目的。随着水质纯度提升，金属会变得有些钝化，加氧后会引起金属表面出现极化，并获得钝化电位，进而形成一层保护膜，可有效防止金属被腐蚀。加氧时需注意，确保金属表面供养均匀。加氧防腐技术的优势在于，能够有效解决因水流加速引起的腐蚀，水冷壁管内形成氧化膜后，还能使得锅炉压差增高。

另外，排污也是锅炉化学水处理考虑的重点。污垢在锅炉中颇为常见，因为锅炉给水中含有部分杂质，在长期加热下，水不断蒸发，会带走一些杂质，但还有一大部分留在锅炉内，逐渐形成污垢，直接损害到导热性能。若不及时发现，必然会导致能源消耗增加，火电厂

经济损失严重，而且随着污垢的堆积，设备导热性能迅速下降，严重时可能会引起安全事故。为更好地排污，除了加大检查力度，还要采取科学的处理方法。磷酸盐是处理锅炉污垢的常用药品，具有良好的防钙垢功能，有时还能防止碱性腐蚀。不论是形成的水渣，还是含盐量、含硅量超标，都会对蒸汽品质造成很大影响，进而关系到电力质量。这些污垢大量堆积，极易堵塞炉管，致使锅炉不能正常运行。除了加药物处理，还经常会先放掉一部分锅炉水，然后补给同量的水，以达到排污效果。

3 膜分离技术

膜分离技术21世纪的新技术，在饮用水、工业用水、海水淡化等领域的应用越来越多。膜指的是一种具有分离过滤功能的介质，在电场、压力等作用下，水中的部分物质会被拦截，另外一部分物质则能穿透膜，最终使得不同组分被分离。该技术具体可分为反渗透、超过滤、电渗析、微孔膜过滤等种类，由于膜分离多为物理变化，所以不会造成太多能量的消耗，且所用设备简单，操作难度较小，以至应用范围越来越广。

此技术的核心是膜的性能和选择，水中含有不同的物质，其物理性质和化学性质都不同，膜正是利用这一特点，才能完成分离工作。在对锅炉水进行处理时，可尝试该方法，能有效地将水中杂质进行分离，减少各类物质对锅炉的损害。不仅如此，膜分离技术还适用于工业废水处理、污水处理。

膜分离技术的作用日益突出，应用不断增多，使用范围也更广，其优势固然值得称赞，但存在的问题也不容忽视，比如价格昂贵、膜污染等，都应纳入今后的考虑范围。为促进该新兴技术更好地发展，需解决选择性、产值、通量稳定性等问题。其中，选择性问题是指生产过程中要进一步加强对高分子膜材料和无机膜材料的开发、对于高效电解质膜、仿生膜以及分子识别型膜的研究，使其朝着专一化、智能化方向发展。膜通量的稳定性和产值比则集中在渗透过程中的防污染和膜过程强化方面。

4 结束语

锅炉系统作为火力发电厂不可或缺的部分，对发电质量和效率有着很大影响，一旦锅炉水含有太多杂质，极易对锅炉形成腐蚀，或堆积大量污垢，危害很大，因此要做好锅炉化学水处理工作。除氧防腐、加氧防腐、膜分离等都是目前常用的处理技术，各有优劣，处理效果和适用场合也有不同，需根据具体情况选择。此外，还要加强此方面技术的研究。

[1]徐维,杨美玲.火力发电厂锅炉化学水处理技术研究[J].建筑工程技术与设计,2015,35(21):46.

[2]张强,张劲锐.浅谈火力发电厂锅炉化学水处理技术[J].科技创新导报,2015,24(04):94.