全膜法技術(shù)應(yīng)用探討

鄧娟(中國(guó)華電工程(集團(tuán))有限公司 北京100160)

引言

電廠鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)是電廠安全運(yùn)行的重要輔助系統(tǒng)，特別是對(duì)于燃機(jī)電廠機(jī)組來(lái)說(shuō)，其補(bǔ)給水技術(shù)直接影響到機(jī)組的運(yùn)行狀況與經(jīng)濟(jì)效能，隨著電力行業(yè)的發(fā)展，優(yōu)化鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)能有效的提高電廠的安全運(yùn)行，獲得更大經(jīng)濟(jì)效益。

2013年10中旬考察了下沙電廠、戚墅堰電廠、儀征電廠鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行狀況，這三個(gè)電廠工藝均采用全膜法，本文根據(jù)設(shè)備的應(yīng)用狀況探討系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問(wèn)題。

一、全膜法技術(shù)探討

1.全膜法的特點(diǎn)

和傳統(tǒng)的離子交換系統(tǒng)相比，膜處理技術(shù)具有如下特點(diǎn)：(1)占地面積小，特別是處理水量大的系統(tǒng)，膜法處理優(yōu)勢(shì)更加明顯；

(2)安裝簡(jiǎn)單方便，膜組裝成套供貨，施工現(xiàn)場(chǎng)只需將滑架管道和母管連接即可；

(3)操作維護(hù)工作量小，特別對(duì)于新建電廠，生產(chǎn)人員數(shù)量少，減少勞動(dòng)強(qiáng)度顯得尤為重要；

(4)運(yùn)行費(fèi)用低，對(duì)環(huán)境污染小；主要指酸堿用量的減少，傳統(tǒng)離子交換系統(tǒng)酸堿廢水排放總量較大，不符合環(huán)保及可持續(xù)發(fā)展的要求。

2.全膜法主要工藝流程

原水→超濾進(jìn)水泵→加熱器→自清洗過(guò)濾器→超濾裝置→超濾水箱→一級(jí)反滲透升壓泵→一級(jí)反滲透保安過(guò)濾器→一級(jí)反滲透裝置→一級(jí)反滲透產(chǎn)水箱→二級(jí)反滲透升壓泵→二級(jí)反滲透裝置→淡水箱→ 電除鹽給水泵→EDI裝置→除鹽水箱。

3.各設(shè)備特性及設(shè)計(jì)要點(diǎn)

(1)換熱器

設(shè)置換熱器是為了提高單位膜面積的產(chǎn)水通量。江浙一帶通常只在冬季使用。一般出水水溫設(shè)定在15-25℃。這3個(gè)電廠均采用板式換熱器。

換熱器設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

換熱器宜設(shè)計(jì)在高位，疏水直接回流至水箱，或設(shè)置疏水箱和疏水泵。這3個(gè)電廠疏水為蒸汽凝結(jié)水，收集疏水符合節(jié)能減排的要求。

.換熱器和蒸汽管道應(yīng)設(shè)置保溫層，否則危害運(yùn)行人員。

.換熱器的選型要謹(jǐn)慎，如選型不當(dāng)會(huì)造成出水溫度過(guò)高，對(duì)反滲透系統(tǒng)的脫鹽率和產(chǎn)水量都有很大的影響。

(2)自清洗過(guò)濾器

自清洗過(guò)濾器分為網(wǎng)式和疊片式，這3個(gè)電廠都選擇的是疊片式，運(yùn)行效果良好。下表為兩者的優(yōu)略性對(duì)比：

網(wǎng)式自清洗過(guò)濾器

流量(m3/h)：50-7000；

過(guò)濾原理：表面攔截過(guò)濾；

反洗原理：通過(guò)負(fù)壓及清洗刷將網(wǎng)壁上的雜質(zhì)去除，對(duì)夾在濾網(wǎng)間的雜質(zhì)不起作用，清洗不徹底。

疊片式自清洗過(guò)濾器

流量(m3/h)：6-10000以上；

過(guò)濾原理：1.旋流分離2.表面攔截3.三維深層過(guò)濾；

反洗原理：1.采用高壓水噴射沖刷2.濾片高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生較強(qiáng)的離心力3.濾片間產(chǎn)生震顫，以上多種力的作用下將雜質(zhì)徹底去除；

比較結(jié)果：疊片式處理能力更強(qiáng)，反洗效果更好更徹底 。

(3)超濾裝置

超濾是一種利用膜分離技術(shù)的篩分過(guò)程，以膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動(dòng)力，以超濾膜為過(guò)濾介質(zhì)，在一定的壓力下，當(dāng)原液流過(guò)膜表面時(shí)，超濾膜表面密布的許多細(xì)小的微孔只允許水及小分子物質(zhì)通過(guò)而成為透過(guò)液，而原液中體積大于膜表面微孔徑的物質(zhì)則被截留在膜的進(jìn)液側(cè)，成為濃縮液，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)原液的凈化、分離和濃縮的目的。

影響超濾膜產(chǎn)水的因素有以下4點(diǎn)：

溫度對(duì)產(chǎn)水量的影響：溫度升高水分子的活性增強(qiáng)，粘滯性減小，故產(chǎn)水量增加。因此即使是同一超濾系統(tǒng)在冬天和夏天的產(chǎn)水量也是有很大差異的。

操作壓力對(duì)產(chǎn)水量的影響：在低壓段時(shí)超濾膜的產(chǎn)水量與壓力成正比關(guān)系，即產(chǎn)水量隨著壓力升高隨著增加，但當(dāng)壓力值超過(guò)0.3MPa時(shí)，即使壓力再升高，其產(chǎn)水量增加也很小，主要是由于在高壓下超濾膜被壓密而增大透水阻力所致。

進(jìn)水濁度對(duì)產(chǎn)水量的影響：進(jìn)水濁度越大時(shí)，超濾膜的產(chǎn)水量越少，而且進(jìn)水濁度大更易引起超濾膜的堵塞。

流速對(duì)產(chǎn)水量的影響：流速的變化對(duì)產(chǎn)水量的影響不像溫度和壓力那樣明顯，流速太慢容易導(dǎo)致超濾膜堵塞，太快則影響產(chǎn)水量。

超濾裝置設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

1.2套超濾膜布置在同一組架時(shí)中間應(yīng)至少留有0.5m檢修空間。

超濾進(jìn)水母管建議設(shè)置殺菌劑 。下沙電廠原水水質(zhì)較好，運(yùn)行初期未設(shè)置殺菌劑加藥系統(tǒng)，導(dǎo)致超濾膜表面微生物聚集，后增加殺菌劑加藥，運(yùn)行效果得到顯著改善。

(4)反滲透裝置

反滲透處理特點(diǎn)為：

反滲透系統(tǒng)對(duì)二價(jià)及多價(jià)離子的截留效果明顯高于單價(jià)離

反滲透系統(tǒng)對(duì)人體健康危害較大的氟化物去除率達(dá)96%，六價(jià)鉻去除率92.5%，去除效果明顯；

反滲透設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

反滲透組架不宜設(shè)置在二樓，否則組架處于高位，在閥門關(guān)不嚴(yán)時(shí)膜易失水。

反滲透設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮膜殼出水側(cè)留有一定的空間，以方便換膜時(shí)，報(bào)廢的膜能方便的由出水側(cè)抽出。

反滲透組架濃水排水管設(shè)計(jì)時(shí)最好向上彎到超過(guò)最高一層膜的高度后再排入地溝。

(5)EDI裝置

連續(xù)電除鹽(EDI)是一種將電滲析技術(shù)和離子交換技術(shù)結(jié)合在一起的脫鹽新工藝。

EDI所具有的優(yōu)點(diǎn)：

無(wú)需酸堿裝置；無(wú)再生污水處理設(shè)施；節(jié)省反沖和清洗用水；操作管理方便，勞動(dòng)強(qiáng)度?。话惭b簡(jiǎn)單，運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)用低廉；濃水可做軟化水，提高了水的利用率

EDI裝置設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

在EDI組架上，EDI模塊后部接管較多，2套EDI布置在一個(gè)組架上時(shí)應(yīng)至少留有0.5m檢修空間，否則在管道漏水時(shí)無(wú)法進(jìn)行補(bǔ)漏。

EDI濃水進(jìn)口母管設(shè)置一個(gè)手動(dòng)球閥(截止閥)，以方便調(diào)整進(jìn)濃水室流量。

EDI濃水室出口管流量需與電源連鎖，濃水流量計(jì)選型應(yīng)慎重，特別是產(chǎn)水量較小的系統(tǒng)，常規(guī)的流量計(jì)無(wú)法滿足其要求

EDI進(jìn)水泵的壓力需設(shè)置在0.5MPa以上，否則難以滿足EDI系統(tǒng)運(yùn)行。

結(jié)論

膜分離技術(shù)作為一種不斷地發(fā)展和成熟的單元工藝,在水處理中所起的作用將會(huì)越來(lái)越重要。而膜法系統(tǒng)的設(shè)計(jì)關(guān)乎到系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，在不斷的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)下，膜法系統(tǒng)的設(shè)計(jì)會(huì)越來(lái)越完善，符合各類用戶的需求。

[1]?膜法水處理技術(shù)?冶金工業(yè)出版社邵剛2000.