浅谈极化水处理技术在火电厂循环水系统中的研究与应用
摘要：极化水处理技术，是针对电厂冷却循环水处理的一项科研成果，采用物理极化理论，通过一定的技术手段，完成对循环水的极化，从而起到防垢、缓蚀、防菌、藻类生长，并且循环水还可在较高浓缩倍率运行，降低发电水耗，代替加药处理，降低运行成本。该技术的成功应用，不仅可以提高企业的经济效益，同时更加充分体现了企业的社会责任感，对企业的发展具有重要意义。
关键词：极化水处理；火电厂；循环水系统；研究；应用随着全民低碳环保意识的不断增强，人们对节能、减排有了更高的理解，有着强烈的社会责任感和环保意识。对节能减排的重视已从注重经济效益转变为关注水资源的高效利用和环境保护。极化水处理技术是满足企业环保、节能、减排多方面的要求的一种新型水处理技术。经过近几年的推广已成功在多家火电厂循环水系统中使用，使用效果不论是在经济方面还是的环境效益方面都收到了很好的效果。
一、采用水处理药剂处理循环水存在的问题分析我 电 厂 循 环 水 系 统 保 有 水 量 为 10000m3，循 环 水 量 为5000m3/h,补水量为 150m3/h，循环水浓缩倍率一般控制在2.0-2.5之间。之前的水处理方式为采用投加阻垢剂和缓蚀剂来解决凝汽器铜管及循环水系统的结垢与腐蚀问题，通过定期投加杀菌灭藻剂来解决水系统藻类的产生。经过近八年时间的运行，年水处理药剂费用约在120万元左右，水费约135万元。虽然运行成本较高，但是仍存在循环水水系统结垢、腐蚀等问题，尤其是凝汽器出口端由于温度较高，结垢问题仍比较严重，每次停炉检修都要对凝汽器铜管内部进行高压水清洗，非常不经济。
二、采用极化水处理技术处理循环水的可行性
1.理论依据
分子的正、负电荷中心在无外场时不重合，分子存在极性。
（1）防垢原理
水分子结构中由于氢氧原子不对称，使水分子具有极性。水分
在通过极化场时其结构发生改变，极性加强，循环水中的阴、阳离子与极性水分子正、负端亲和力加强。当达到足够的强度时，这种亲和力使阴、阳离子较牢固的分布在极性水分子的正、负极两端，并被大量的极性水分子包围，不能自由运动，防止循环水中阴阳离子结合沉积生成水垢。
（2）除垢及杀菌、灭藻原理
水在极化场的极化作用下产生大量的“自由”电子，这些“自由”电子被循环水中溶解的O2吸收，生成 O2- 、H2O2等活性氧自由基。活性氧自由基作用如下：
①循环水中存在大量O2- 、H2O2等活性氧自由基，菌藻类无法生长；
②活性氧自由基，对已生成的垢类具有很强的破坏作用。
（3）缓蚀原理
①阴离子被水分子包围，减少阴离子对管壁的化学腐蚀；②菌藻类无法生存，从而避免了微生物对管壁的生物腐蚀；③自由电子被 O2 吸收生成 O2- 、H2O2、OH-等活性氧自由基与器壁作用产生一层氧化被膜，防止腐蚀。
综上所述，极化水处理技术应用于电厂循环水系统可以起到阻垢、缓蚀、灭藻的目的，是完全可行的。
2.极化水处理与加药处理的区别
循环水的结垢:循环水中Ca(HCO3)2在凝汽器受热产生分解:
Ca(HCO3)2=Ca2 + +CO32- + CO2↑+H2O=CaCO3↓ + +H2O
加药处理
药剂防垢：Ca(HCO3)2受热分解产生的Ca2+与药剂生成：
（1）Ca2+的络合物；
（2）Ca2+被包围阻止了Ca2+和CO32-结合；
加药杀菌灭藻：一般定期投加杀灭的菌藻剂，易产生大量的菌藻尸体成为生物粘泥。
药剂缓蚀：缓蚀药剂在系统壁吸附或沉积一层膜起到缓蚀作用。
极化处理
极化水处理防垢：Ca(HCO3)2受热分解产生的 Ca2+离子和CO32-离子被极性水分子分别包围，
阻止Ca2+和CO32-结合生成垢类，防止循环过程中结垢。
当 Ca2+离子和 CO32-离子循环到冷却塔池子相对死水区域时，由于水分子极性减弱，不能较牢固的包围住时，Ca2++和CO32- 相互结合在冷却池析出。
三、极化水处理使用技术要求
1.必须加酸控制循环水的PH 8.0-8.6，加酸地点应在循环水池循环水泵入水口处，连续投加；
2.投球数量应符合《电力行业标准》之要求的高限7%-13%为宜，胶球应选择标准剥皮胶球；
3.特别注意及时更换直径小于凝汽器管径或破损的胶球，根据胶球生产厂家的要求，一般2-3个月应全部更换一次胶球；4.胶球清洗装置的运行每次不低于6小时，
5.极化水处理系统正常运行过程中，循环水的浓缩倍率应稳定，避免忽高忽低；
6.使用极化水处理初期，应在2-3个月检查辅机情况，确保运行安全。
结论
所有使用极化水处理技术的用户，循环水的浓缩倍率均控制在5～6倍以上，符合GB50050要求，达到了较好的节水效果，在处理效果上高浓缩倍率时，完全能够达到加药时的效果，可满足防垢、缓蚀、防止菌藻的安全要求。节水效果非常显著，适用的水质范围较广，运行管理方便。可以完全代替传统加药处理。对企业环保减排有重要意义。
参考文献：
[1]吕敏.火电厂的腐蚀故障[J].防腐蚀知识大讲堂.2006（2）.
[2]劳添长.火电厂腐蚀控制技术[J].第三届中国国际腐蚀控制大会.2005（11）.
[3]周军.火力发电厂的腐蚀与对策[J].华北电力技术.2008（12）.
[4]陈波. 电厂化学若干问题的探讨[J]. 大众科技, 2004, (09) .
[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, (05) .
[6]许琦,杨向东,孙国良,任志平. 电厂化学水处理DCS的应用研究[J]. 中国电力, 2005, (07) .
[7]曹杰玉,陈洁. 电厂锅炉化学清洗需注意的几个问题[J]. 中国电力, 2003, (07) .
作者简介：
张芳芳，（1982—），女，大学本科，工程师，富源热电公司专工，长期从事电厂环保技术管理工作。
梁志国，（1970—），男，大学本科，工程师，富源热电公司副经理，长期从事电厂生产管理工作。
