1.介紹

    鍋爐補給水的制備工藝近些年有了比較大的進(jìn)步。傳統(tǒng)的制備工藝主要利用混凝、澄清、過濾來去除懸浮物，利用離子交換技術(shù)來去除水中各種鹽離子，稱為化學(xué)水處理：

                     

　　傳統(tǒng)工藝存在的主要問題一是預(yù)處理系統(tǒng)的效率不高，流程長，效果不穩(wěn)定；二是離子交換樹脂需酸堿再生，大量排放酸堿廢水，污染環(huán)境。
　
  　近些年隨著水資源的匱乏和環(huán)保呼聲的提高，新的水處理技術(shù)發(fā)展勢頭很快。利用各種膜分離技術(shù)可以構(gòu)建如下的鍋爐補給水處理流程：
                   

　　其中，超濾與傳統(tǒng)的預(yù)處理技術(shù)相比，其產(chǎn)水水質(zhì)更好，可以為下游反滲透膜提供最佳的保護(hù)，使得污水或者廢水進(jìn)入反滲透脫鹽成為可能；而反滲透則是這個工藝中脫鹽的核心，它可以去除98％以上的各種離子； EDI新技術(shù)近兩年來我國多個熱電廠的鍋爐補給水系統(tǒng)中得到應(yīng)用，它取代傳統(tǒng)的混床，無需消耗酸堿就可連續(xù)制取高純水，是一項環(huán)保的新技術(shù)。這個“全膜法”工藝是一個“物理”的凈化過程，它高效、環(huán)保，并且在投資、運行、維護(hù)方面擁有諸多優(yōu)勢，從而引起廣泛的關(guān)注。

　　山西古交發(fā)電廠是全國最大的燃用洗中煤的坑口電廠之一。規(guī)劃容量為4×300MW。古交發(fā)電廠由山西省電力勘測設(shè)計院負(fù)責(zé)工程設(shè)計，設(shè)計人員針對電廠亞臨界鍋爐補給水系統(tǒng)的工藝進(jìn)行了大量的前期調(diào)研工作，在此基礎(chǔ)上比較了傳統(tǒng)的一級除鹽加混床、反滲透加一級除鹽加混床、以及“超濾－反滲透－EDI”三種工藝的經(jīng)濟(jì)性、可靠性和環(huán)保性。最后初步擬定了第三種全膜法的方案。

　　考慮到超濾和EDI新技術(shù)在國內(nèi)30萬千瓦以上的大機組中沒有應(yīng)用的先例，而EDI作為補給水系統(tǒng)最后一道處理工序，其產(chǎn)水水質(zhì)直接關(guān)系到鍋爐和汽輪機的安全運行。因此，在實地考察的基礎(chǔ)上，山西恩華能源公司、山西電科院、山西電力設(shè)計院組織了一個聯(lián)合試驗組，在古交電廠的水源地－萬家寨針對黃河水連續(xù)進(jìn)行了兩周的現(xiàn)場中試。中試的主要目的包括：

    1）考察是否有必要使用超濾，超濾的產(chǎn)水水質(zhì)，超濾本身抗污堵的狀況；

　　2）考察EDI的產(chǎn)水水質(zhì)是否能夠安全可靠地滿足超高壓鍋爐的用水要求；

　　2.試驗水質(zhì)以及工藝設(shè)備

　　2.1試驗流程

　　試驗采用如下的膜法處理流程：

      
        試驗規(guī)模：超濾產(chǎn)水：4.5m³/h；EDI產(chǎn)水：2.0m³/h

　　2.2試驗用水質(zhì)

　　試驗所取萬家寨黃河水水質(zhì)資料見表1。

　表1. 萬家寨黃河水水質(zhì)

        2.3試驗裝置及分析手段

　　試驗裝置采用一體化的集裝箱式中試裝置，全自動控制。其中包括：

　　1. 雙濾料過濾器1臺；

　　2. 超濾裝置1套。含 OMEXELL^TM-SFP2660超濾膜4支（膜材質(zhì)為PVDF）；

  　3. 一級、二級反滲透裝置各一套；

　　4. EDI裝置一套。含OMEXELL^TM-210 EDI元件一支及附屬系統(tǒng)。
　　
       試驗中檢測的項目及方法如下：

　　表2. 檢測的項目及方法

        3. 試驗結(jié)果與討論

　　3.1 預(yù)處理系統(tǒng)對濁度的去除

　　預(yù)處理系統(tǒng)包括雙濾料過濾器裝置和超濾裝置，主要去除水中的顆粒、膠體、懸浮物、大分子有機物、濁度等，使出水滿足反滲透的進(jìn)水條件（主要有濁度和SDI值兩個指標(biāo)）。

　　1) 雙濾料過濾器出水濁度最高43.3NTU，最低2.6NTU，出水濁度受原水濁度的變化影響較大，去除率在46.96%~94.51%之間。

　　2.)超濾出水濁度最高0.4NTU，最低0.14NTU。去除率在92.19%~99.52%之間。

　　說明：超濾的降濁作用非常明顯，在雙濾料出水濁度較高、變化較大的情況下，出水濁度也非常穩(wěn)定，能滿足反滲透進(jìn)水濁度＜1NTU的要求。

     
                                
    
                        圖1. 預(yù)處理系統(tǒng)對濁度的去除情況

       3.2 預(yù)處理系統(tǒng)對SDI的去除

　　SDI值是污染指數(shù)的簡稱，在反滲透系統(tǒng)中，用來衡量反滲透進(jìn)水的一個重要指標(biāo)。反滲透系統(tǒng)進(jìn)水要求15分鐘SDI值SDI₁₅＜5，推薦值SDI₁₅＜4。反滲透進(jìn)水SDI₁₅值越小說明進(jìn)水對反滲透膜的污染程度越小。

　　試驗期間超濾出水SDI₁₅值的變化曲線如圖2所示。從圖中可以看出超濾出水SDI₁₅值最大1.33（出現(xiàn)在萬家寨水庫排砂，原水濁度＞100NTU期間）最小0.00，除了4次＞1.0外，其余均＜1.0；優(yōu)于SDI₁₅＜4的反滲透進(jìn)水推薦值。說明SFP超濾對污染指數(shù)SDI₁₅值有很有效降低作用。超濾進(jìn)水（即雙濾料過濾器出水）SDI₁₅>6.67（SDI極限值）, 無法測量。這表明，如果不使用超濾進(jìn)行更深度的處理，雙濾料過濾器的產(chǎn)水是不能滿足反滲透的進(jìn)水要求的。因此，在此水質(zhì)條件下，超濾是必需的處理工序。

    
                    圖2. 預(yù)處理系統(tǒng)對SDI₁₅的去除情況
    
    3.3 超濾裝置進(jìn)出水壓差的變化

　　試驗期間保持產(chǎn)水流量不變，監(jiān)測超濾進(jìn)出水壓力數(shù)據(jù)，得到超濾的進(jìn)出水差壓變化曲線，并經(jīng)溫度修正后如圖3所示。可以看出，超濾的進(jìn)出水壓差在試驗期間有一定的波動，但總體沒有明顯的升高趨勢。說明在此期間超濾膜沒有明顯的污堵。

                 圖3. 超濾過膜壓差的變化情況

    3.4 反滲透和EDI的除鹽情況

　　除鹽系統(tǒng)包括一、二級反滲透和EDI。一級反滲透作為預(yù)脫鹽裝置，脫除水中大部分的溶解鹽類、顆粒、硬度、活性硅，二級反滲透和EDI作為精脫鹽裝置，進(jìn)一步脫除水中微量的溶解鹽類、硬度、活性硅，使整個系統(tǒng)的出水水質(zhì)達(dá)到超高壓亞臨界鍋爐的補水水質(zhì)要求。原水和EDI產(chǎn)水電導(dǎo)率的變化如下圖所示：

                  圖4. 原水與EDI產(chǎn)水電導(dǎo)率的變化

        3.5 膜法除鹽系統(tǒng)對硅的去除

　　硅是鍋爐補給水的一項重要指標(biāo)，在電廠的運行中硅的含量被嚴(yán)格監(jiān)測和控制。試驗期間，對膜法除鹽系統(tǒng)的進(jìn)、出水硅含量進(jìn)行了監(jiān)測分析。其中兩次取水樣送至“北京譜尼理化分析測試中心”進(jìn)行低含量硅的分析，分析結(jié)果如下：
                                   表3. 水樣低含量硅分析
                                         

　　4. 結(jié)論

　　通過試驗過程和試驗過程各種數(shù)據(jù)的分析，可以得出以下結(jié)論

　　1) 試驗期間，萬家寨水庫水經(jīng)過“雙濾料過濾+超濾+兩級反滲透+EDI”的工藝處理后，出水硬度、活性硅、電阻率各項指標(biāo)完全能滿足古交新建超高壓亞臨界鍋爐補給水的要求。

　　2)雙濾料過濾后水質(zhì)的濁度和SDI值均不滿足反滲透的進(jìn)水要求；而經(jīng)超濾處理后，產(chǎn)水濁度小于1、SDI小于1，可大大降低反滲透膜的受污染程度。同時超濾本身沒有觀察到明顯的污堵現(xiàn)象；

　　3.)EDI出水硬度接近于0、活性硅含量僅3ppb、電導(dǎo)率低于0.06mS/cm，各項指標(biāo)完全能滿足古交電廠超高壓亞臨界鍋爐補給水的要求?？紤]到原水硅含量可能的波動、反滲透和EDI設(shè)備性能長期運行后可能的衰減等因素，綜合認(rèn)為該工藝是安全、可靠的。

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”