淺談鍋爐補給水預處理系統與技術經濟優化

摘 要：現如今淡水資源日益緊缺，這使得中水回用日益受到社會各界的關注。火電廠作為用水大戶更應該積極對城市中水作為鍋爐補給水水源進行研究，這有利于水資源的充分利用。本文先分析了某火電廠為研究對象，對其鍋爐補給水預處理系統和技術進行了探究，希望能為相關研究人員提供參考。

關鍵詞：鍋爐補給水；預處理系統；技術；優化

中圖分類號：TM621.2 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）26-0279-01

引 言

城市污水經處理設施深度凈化處理后的水（包括污水處理廠深化處理后的水以及建筑物、生活社區的洗浴水、洗菜水等經過處理后的水）統稱為“中水”。由于其介于自來水（上水）與排入管道內污水（下水）之間，所以被稱為“中水”。將城市中水作為鍋爐補給水水源，有利于節約水資源，而鍋爐鍋爐補給水預處理系統具有重要作用，起應該具有自動化水平高、操作維護方便簡單等優點。

1 電廠基本介紹

某電廠有兩臺350MW超臨界機組，采用當地城鎮污水處理廠經二級生化處理后的排水作為電廠鍋爐補給水水源，這有效遵循了節約用水和減少外排廢水的原則。該電廠水處理設施包括大量的系統及設備，以確保水資源來源以及水質的可靠性。

2 鍋爐補給水預處理系統方案分析

2.1 給水預處理系統方案要求

該電廠采用海水直流循環水系統，鍋爐補給水來源于城市中水。所以，鍋爐給水預處理系統方案必須能夠有效降低酸堿廢水量，為建設一個綠色的火電廠創造條件。首先，根據相關規范要求直流爐要求給水TOC≤200μg/L，另外，根據水質分析報告可知城市中水的含鹽量約992mg/L，根據《火力發電廠設計技術規程》規定，“原水含鹽量高于400mg/L時，宜采用反滲透預脫鹽工藝”。

2.2 帶有反滲透預脫鹽的后處理技術

目前，可以選用的后處理技術主要包括：一級除鹽加混床技術：這是一種傳統的離子交換除鹽系統，一級除鹽通常設計為兩列，該技術成熟可靠，運行周期長，但系統過于復雜，占地面積大，投資高。混床技術：作為反滲透的后續處理技術，由于該電廠原水含鹽量高，混床運行周期短且再生酸堿耗高，所以不經濟，因此，該系統不考慮混床技術。

2.3 系統方案的分析

2.3.1 二級反滲透+電除鹽（EDI）系統方案

一級反滲透高壓泵→一級反滲透裝置→一級反滲透水池→二級反滲透高壓泵→二級反滲透裝置→二級反滲透水池→EDI給水泵→EDI裝置→除鹽水箱。

（1）反滲透系統

反滲透的原理是在外加壓力推動下，溶液中的水能透過反滲透膜而獲取淡水。反滲透系統通常包括保安過濾器、高壓泵、反滲透組件及控制儀表等組成部分。其主要性能參數是產水量、回收率、脫鹽率等。為了保證反滲透裝置的正常運行，在運行中要嚴格控制系統的操作壓力、進水水質、進出水流量等。

（2）電除鹽技術

電除鹽技術是電滲析技術（ED）和離子交換技術（DI）的有機結合。其既可以克服了電滲析技術不能深度脫鹽的缺點，又能彌補離子交換技術不能連續工作、需消耗酸堿再生的不足，將離子交換、離子遷移、樹脂再生有效地融為一起，達到連續除鹽和連續再生的目的。

2.3.2 反滲透+一級除鹽+混床系統方案

（1）系統流程

反滲透給水水泵→保安過濾器→一級反滲透高壓泵→一級反滲透裝置→一級反滲透水池→一級反滲透產水泵→陽床→除碳器→中間水泵→陰床→混床→除鹽水箱。

（2）除鹽系統

反滲透系統出水進入離子交換除鹽系統，一級除鹽部分采用單元制，共設兩列，正常時，一列運行，一列備用。混床采用并聯，除鹽系統再生用鹽酸和氫氧化鈉再生，設有酸堿貯存、酸堿計量及廢水中和等輔助系統。

3 方案技術經濟比較

3.1 方案技術性比較

EDI除鹽率達99%，通常電導率<0.15us/cm，SiO2<15ug/l，根據相關標準可知鍋爐給水的TOC要求≤200ug/l，在TOC的去除方面，EDI明顯優于反滲透+一級除鹽+混床系統方案。離子交換系統技術成熟可靠，運行周期長，但系統較為復雜，附屬系統多，占地空間較大。所以，該系統將二級反滲透+電除鹽（EDI）系統方案作為推薦方案。

3.2 工藝系統以及廢水處理效果比較

EDI方案工藝系統連接簡單，自動化程度高，運行操作方便，產水連續不間斷，配套附屬設施少；而第二種方案運行不連續，需反復停運再生；EDI方案中的EDI濃水、二級反滲透濃水直接返回至一級反滲透進口，一級反滲透濃水可直接壓力排放至脫硫系統再利用，所以，EDI方案無需廢水處理，環保效益好。

4 系統優化

4.1 加強給水預處理系統的運行管理

我國反滲透系統出現運行故障，85%以上是因為給水預處理方面引起的。現階段，電廠的反滲透系統運行效果良好，膜性能沒有明顯變化，但是從長期安全運行的角度考慮，給水預處理系統還應加強對有機物和氨氮的處理，嚴格控制反滲透的進水水質，加強運行管理。相關人員應定期更換保安過濾器的濾芯，根據水質情況及時調整還原劑、阻垢劑及非氧化性殺菌劑加藥量，以控制反滲透進水余氯，防止反滲透膜結垢，抑制微生物滋生。此外，還要定期對系統的反滲透裝置進行維護性的化學清洗，以消除各種微量有機物、無機物對膜的污染，延長反滲透膜的使用壽命。

4.2 加強對有機物和氨氮的處理

要想有效減少由于有機物和氨氮過高造成的微生物滋生、設備腐蝕、膜污染等造成的不利影響，通常需要相關人員對中水進行生化處理，通常以曝氣生物濾池（BAF）居多，其突出特點是在一級強化處理的基礎上將生物氧化和截留懸浮物結合在一起，能有效去除水中的有機物、懸浮物、氨氮等污染物。相關研究人員應用BAF-混凝-沉淀-過濾工藝對城市污水處理廠二級出水進行處理，結果表明：該組合工藝對CODcr、NH3-N、TP的去除率分別為49.9%、96.2%、92.0%。由此可見，預處理工藝增加BAF后，可以有效降低水中的有機物和氨氮含量，也能確保反滲透穩定可靠的進水水質，有利于延長鍋爐給水預處理系統的使用壽命。

5 結束語

總而言之，將城市中水應用于火電廠鍋爐中，能夠有效擴大中水回用規模、減少污水排放量，而且也能保障火電廠鍋爐原水水質的質量，提供充足的水源，有利于實現巨大的經濟、社會和環境效益。

參考文獻

[1]楊 碩.電廠鍋爐補給水處理系統優化研究[J].工業，2017（2）：285～286.

[2]郭孝臣，葛勝倉.鍋爐補給水系統的異常分析及處理方法[C].吉林省科學技術學術年會.2014.

收稿日期：2018-8-2