电厂化学水处理系统综合化控制发展研究.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 21 日 作者简介：王颖（1982），女，满族，本科，高级工程师，现就职于华能吉林发电有限公司九台电厂，研究方向为电厂化学及实验室管理。-200-电厂化学水处理系统综合化控制发展研究 王 颖 李 论 郑 丹 乔丽燃 李婧鑫 华能吉林发电有限公司九台电厂，吉林 长春 130000 摘要：摘要：随着社会经济的不断发展，社会各领域对电力资源的需求量日益增多，对电厂的运行能力也提出了更高的要求，在生产电力资源的过程中，化学水处理始终是重点环节，想要进一步提高电厂化学水的处理质量和效率，就要加大对化学水处理系统的研究力度，通过对系统的综合化控制，促进化学水的有效处理。本文简要分析了电厂化学水处理系统的特点后，针对传统化学水系统在运行过程中存在的问题，提出了一系列解决措施和发展建议，旨在强化电厂化学水处理系统的运行能力，推动电厂的长效健康发展，以期为相关人员提供参考和建议。关键词：关键词：电厂化学水；处理系统；综合化控制；发展趋势 中图分类号：中图分类号：TM621.8 0 引言 电力资源与人们的日常生产生活有着密切的联系，电厂是生产电力资源的主要场所，在运行的过程中，涉及到大量复杂的工艺流程和程序，其中就包括化学水的处理。而化学水的处理水平直接关系到电力资源的生产质量，为保证供电的安全性和稳定性，电厂需要提高对化学水处理系统的重视程度，投入更多的资金资源用于化学水系统的优化和升级中，为化学水的科学有效处理奠定坚实的基础。由此可知，深层次分析并研究化学水处理系统综合化发展路径，对于电厂的可持续发展而言，具有深远的意义。1 电厂化学水处理系统的特点分析 通过对电厂化学水处理系统的综合分析可知，其特点主要体现在以下几方面：系统控制集中化。化学水处理系统在运行过程中，各个功能模块发挥着至关重要的作用，其中包括循环水加氯模块、净水预处理模块以及凝结水模块等，这些功能模块为化学水的有效处理，创造了有利条件。并且各个子系统在运行期间，主要就是通过 PLC 对系统中产生的信息数据展开控制，保证系统的安全稳定运行。这种以 PLC 为核心的运行模式，实现了对化学水处理系统集中控制，有利于降低系统的运行成本，促进化学水处理的整体成效1。净化水平较高。电厂在开展电力资源的生产作业时，化学水的重要性不言而喻，直接关系到电厂生产的安全性和可靠性。根据化学水的性质可知，当化学水内部的相关元素无法满足电厂的实际生产要求时，就会产生一系列问题，影响到电力资源的生产质量。如化学水的氧气含量、有机物含量以及固体含量等。以锅炉补给水处理工艺为例，在机械设备长期运行期间，表面会产生固体污垢，若不及时采取行之有效的措施对污垢加以处理，就会给机械设备的导热性能造成不良影响，降低电厂的作业效率，严重的情况下，还会危及到生产人员的生命健康安全。而电厂化学处理系统本身的净化能力较强，能够将化学水各指标控制在合理范围内，确保化学水符合电厂的实际生产需求，为电厂的安全可靠运行提供坚实的保障。2 传统电厂化学水处理系统运行现状 首先，传统电厂化学水处理系统的宏观架构涵盖废水处理模块、化学药物添加处理模块、水晶凝结处理模块以及污水处理模块等，电厂可结合实际需求，对化学水处理系统进行调整。常规情况下，电厂化学水的水质标准主要由硬度、电导率以及 PH 值等决定，具体内容详见表 1。表 1 电厂化学水水质标准 序号 水质参数 指标 1 电导率 0.2s/cm 2 硬度 0mg/L 3 二氧化硅浓度 20s/cm 4 PH 值 25、加氨后、8.5-9.2 通过对化学水处理系统宏观体系结构的分析可知，由于电厂在生产期间涉及到的工序较多，因此不同的化学水处理系统分布在电厂内部的不同部门中，并且各个部门所应用的化学水处理系统较为独立，各子系统之间的关联较少，这种独立的运行模式，在无形中中国科技期刊数据库 工业 A-201-加大了化学水处理系统的管理控制难度，一旦在生产过程中发生突发事件，各部门难以快速协调有效配合，若处理突发事件的效率较低，会给电厂系统的安全运行带来负面影响，给电厂造成难以挽回的经济损失。其次，电厂在控制传统的化学处理系统时，主要是通过“控制中心”对厂内的各个子系统实行控制。但控制中心在运行过程中，需要对大量的生产部门以及生产工艺进行监督管理，加之电厂内各个部门所处的区域不同，化学水处理系统的分布较为分散，导致系统的控制难度较大。当控制中心在监测过程中发现化学水处理系统出现故障问题后，还需要定位故障的问题，安排维修人员到指定的部门展开维修工作，这一过程需要花费大量的时间和精力，使得故障的处理效率较低，不利于电厂的高效稳定运行2。最后，结合上述内容可知，我国电厂在现代化发展进程中，化学水处理工艺得到了显著的发展和进步，为电力能源的高效生产提供了有力的支持。但就实际情况而言，传统的化学水处理系统在运行过程中，还存在诸多不足和欠缺。为实现对化学水处理系统的综合化控制，应利用高新技术手段，对传统的系统进行创新和升级，助推电厂化学水系统的高质量、高效率运行成为现实。3 电厂化学水处理系统综合化控制发展趋势 3.1 简单化 简单化是我国电厂化学水处理系统发展的主要趋势，传统系统复杂的工序，会加大化学水的处理成本，并且效率得不到良好的保证，在实用性、功能性的基础上，对化学水处理系统进行简化处理，省略不必要的工艺流程，有利于提高化学水系统的可操作性，进一步促进电厂的整体生产效率。在改良化学水处理系统的工艺流程时，要根据工艺特点和形式，有针对性的简化处理流程，以循环水处理系统为例，其优化后的工艺流程，如图 1 所示。图 1 循环水处理系统运行流程 3.2 自动化 在信息化时代，信息技术、大数据技术、人工智能等先进技术手段的发展，为电厂化学水处理系统的综合控制，提供了新的方向和路径。电厂可依托于信息技术、网络技术，将传统以控制中心为主的管理模式，转变成自动化的管理手段。即在互联网与计算机软件支持下，搭建化学水处理系统的控制平台，利用该平台将分散在各个区域中的子系统联系到一起，实现对各种化学水处理系统的全方位管理、动态化监控。同时还要控制平台中设置风险预警模块，对化学水处理系统的运行参数展开监测，一旦发现异常情况及时报警通知相关人员到现场进行检修。这种自动化控制模式，既能够减少对人力资源的应用，还能够提高对化学水处理系统综合化、集中化的控制水平。此外，还需要注意的是，在自动化控制模式下，电厂化学水处理系统的运行效率会显著升高，但对电厂的整体系统而言还存在一定的不利因素。在自动化集中控制的过程中，化学水处理系统中的子系统会被统一集中到相同的处理器中，即通过超频的方式展开资源的综合调配。在这种情况下，电厂系统的运行负担和压力较大，长时间处于高负担的运行状态，容易加大电气系统的瘫痪概率。因此，电厂需要对化学水处理系统的自动化集中控制平台进行持续性优化和创新，尽可能在不影响电气控制系统稳定运行的前提下，充分发挥出自动化集中控制的作用和价值。3.3 生态化 在生态环境可持续发展战略目标深入推进的背景下，节能环保成为各行各业发展的主要趋势，我国电厂也要顺应时代的发展趋势，在更新化学水处理系统控制模式的过程中，将绿色、节能、环保的理念，全面贯彻落实到各个生产环节中。以锅炉水处理系统为例，在优化该系统的过程中，就要遵循“少排污”的原则，通过综合化控制手段，将锅炉水处理系统的排污量以及指标控制在合理范围内，促使“零排污”目标的顺利实现。3.4 安全化 电厂化学水处理控制系统的安全性能与设备的故障频率以及维修效率，有着密切的联系。经实践证明，科学合理的应用 PLC 控制系统，能够控大幅度降低硬件的故障频率。机械设备在运行期间，故障问题可能中国科技期刊数据库 工业 A-202-是线路接触不良或者不当等因素引起的，而 PLC 控制系统在利用逻辑处理功能，对接收输入信号加以处理后，能够实现对设备的自动化控制以及动态化监控，及时排查出机械设备潜在的隐患，再采取有效的措施加以处理，既能够提高设备维修效率，减少维修成本，还能够将硬件设备的故障概率控制在最小范围内3。3.5 常态化 常态化指的是电厂化学水处理设备运维管理的常态化，设备在长期高压运行的过程中，磨损是不可避免的，但可以采取维护措施，降低磨损程度，减少磨损带来的不良影响。但就部分电厂化学水处理设备运维工作现状而言，还存在一定的不足，许多电厂对设备运维管理的重视程度不足，未能对磨损等问题及时进行处理，加大了磨损程度的同时，使得设备的故障频率升高，导致后续维护成本较多。对此，电厂想要保证生产质量和效率，创造更多的经济价值，就要建立健全常态化运维管理机制，对化学水处理设备进行常态化管控，在实际操作中，可从以下几方面入手：其一，更新升级化学水处理工艺设备。电厂要与工艺设备供应商展开长期合作，定期对设备进行维护更新。例如，在化学水处理中机械滤池反冲洗工艺具有重要的作用，这就需要电厂对该工艺的周期控制功能进行优化创新，进一步强化设备各方面的性能。其二，定期清洗水回收系统。化学水回收系统在运作时，反冲洗是重要的工序之一，该工序的运作效率对废水池废水过滤工艺的运行效果，起着决定性作用，因此要做好化学水回收系统的清洗工作。另外，电厂还要对设备的部件以及控制装置等进行全面的检查，及时更换老化、易损部件，对电气的线路以及接触情况进行科学的检验检查。4 电厂化学水处理系统创新应用要点 4.1 凝结水处理 我国电厂在开展凝结水的处理作业时，主要是采用 30MW 的处理装置，该装置在运行期间，会利用再生系统模块、除铁床+混床模块等，对凝结水实施净化处理。在综合控制凝结水处理系统的过程中，就可以利用 PLC 控制系统。在凝结水处理装置运行时，PLC 会对各种床的运行状态进行控制，如启动、暂停以及关闭，同时在混床作业时，PLC 还会自动对凝结水路门展开监管。当化学水处理装置中流进凝结水后，水的各项参数会被 PLC 系统准确检测出来，如水的流量以及流速等，这一过程中，PLC 控制系统能够结合水的参数，对水泵的转速展开合理的控制，确保水在标准压力范围内，进而实现水与固体杂质的有效分离。当凝结水中的固体杂质被滤除后，水会进入到阳床内部，该工序的主要作用就是清除有害离子。阳床自带的检测装置，会对凝结水中有害阳离子的含量进行检测，并将检测数据共享到 PLC 控制系统中，由该系统对有害阳离子清除的整个工序进行控制，确保各种阀门的开度合理，经过净化后的水有害阳离子含量符合规范要求。从阳床中出来的凝结水会直接进入到检测装置中，由真空度检测装置，对水的真空度进行降低处理，为实现理想的除气目标，需要在 PLC 系统的支持下，对除气的时间展开准确的控制4。总体而言，凝结水处理系统整个运作的流程都在PLC 系统的控制下，不仅能够提高处理质量和效率，还能够及时检测出系统的异常情况，从根本上避免安全生产事故等不良现象的发生，为电厂化学水处理作业的顺利推进夯实基础。4.2 给水处理 锅炉给水处理工艺是电厂化学水处理的关键性内容，在具体实施中，主要有两种技术手段，一种是锅炉内处理，另一种是锅炉外处理。以锅炉外给水处理为例，需要通过树脂软化的形式，在热除氧技术的支持下，将锅炉补水的硬度控制在 0.03mm ol/L 以内。在处理 400ppm 给水的过程中，需要利用盐进行软化处理，为降低对生态环境的不良影响，要优先使用化学软化处理法，即先利用石灰等展开预处理，这种处理模式可有效避免对生态环境的污染。4.3 内水处理 锅炉内水处理工艺指的是，利用磷酸盐对炉内水进行处理。在应用内水处理工艺时，需要重点关注两方面内容，一方面是要严格控制磷酸盐的用量，若用量不合理不仅无法达成预期的除垢目标，还可能会造成酸性腐蚀等问题，因此。想要强化磷酸盐的除垢效果，就要做好用量的控制。另一方面，随着化学水处理系统的不断升级，很多锅炉的参数较高，这类锅炉的补给水系统普遍应用二级除盐，针对这种处理工艺，要重视对 PH 值的控制，确保化学水处理后的水质标准符合电厂的实际要求5。中国科技期刊数据库 工业 A-203-5 结论 综上所述，电厂传统的化学水处理系统存在管理难度大、控制成本高等问题，这就要求电厂加强对现代化技术手段的应用，对化学水处理系统的控制模式进行创新和优化，利用信息技术、PLC 控制系统等，实现对化学水处理系统集中综合控制，确保系统的整个运作流程都能得到有效的监测和管理，提高系统的运行水平，为电厂获取更多的经济效益和社会效益，为人们提供更加优质的电力服务。参考文献 1邸刚.电厂化学水处理系统现存问题及技术创新应用研究J.造纸装备及材料,2023,52(05):194-196.2张龙娜.电厂化学水处理系统的特点与发展趋势J.当代化工研究,2022(02):20-22.3徐双利.电厂化学水处理系统的特点与发展分析J.科技创新导报,2020,17(18):60-61.4方颖斐.电厂化学水处理设备腐蚀问题处理措施探讨J.山西化工,2023,43(07):69-71.5赵林峰.电厂化学水处理系统综合化控制发展趋势J.中国电力,2001,34(8):4.