反滲透在鍋爐補給水系統中的優化研究

劉贊輝

【摘 要】反滲透作為一種成熟的水處理技術，面積小，水質好，運行保護簡單，自動化程度高，在傳統的水系統中使用，大大降低了深度脫鹽設備的酸堿消耗，增加了設備的運行周期，在全膜水系統中使用，滿足了連續電脫鹽高提前水質的要求，使整個系統安全高效運行。在以上優點的基礎上，在電廠鍋爐補給水系統中得到了廣泛的應用。

【關鍵詞】鍋爐補給水;反滲透（RO）;流量異常;操作壓力高;低 pH 值;噴水

引言：

反滲透是一種先進的膜分離技術，具有凈化效率高、操作簡單、環境友好等特點，廣泛應用于鍋爐給水系統。對某電廠反滲透系統應用中存在的問題進行了深入分析，通過城市再生，對反滲透系統進行預熱，提高反滲透系統入口溫度，并在加藥線性回壓閥的末端加入反滲透系統，以避免虹吸現象，使反滲透系統成為濃縮管減徑漏斗下排水管道，通過優化措施解決了反滲透系統的冬季流量問題，如提高到上水平異常量2倍以上，額定輸出時工作壓力高，沖入水管后停機，濃縮排水管噴淋等，以達到系統安全，使系統運行完全、穩定、高效降低能耗的目的。降低了設備運行的風險，經濟效益顯著。

1水處理監測指標和意義

1.1鍋爐給水監測指標和意義

監督給水是為了防止鍋爐給水系統腐蝕、結垢，在鍋爐排污率不超過規定值的前提下，確保鍋水水質合格，監測的指標和意義如下：懸浮物（濁度），若不將水中的懸浮物除去，懸浮物的存在會影響加藥處理除垢效果和鍋外化學處理工藝的正常進行;硬度，監測硬度是避免生成鈣、鎂水垢，防止鍋內加藥處理的用藥量增加，使鍋水中發生過量的水渣。pH 值。控制給水系統中的酸性物質及堿性物質;溶解氧，監測給水中溶解氧濃度，防止鍋爐產生氧腐蝕;油量，如果給水中含有油，一方面會形成油垢，另一方面會影響蒸汽的品質;含鐵量，監督含鐵量是為了防止鐵質水垢對鍋爐的危害。

1.2鍋爐鍋水監測指標和意義

對鍋爐鍋水監測的目的在于防止鍋內結垢、腐蝕和產生蒸汽品質不良等問題。監測的指標有：堿度，有效地監控爐水堿度，太高易造成堿性腐蝕或者苛性脆化，同時防止鍋水起沫，保證蒸汽品質;而鍋水中保留一定的堿度，使之與鈣鎂離子反應，可達到防止結垢的目的;酚酞堿度，防止鍋爐產生酸性腐蝕或堿性腐蝕。方便計算出鍋水pH值：

鍋水pH值=11+lg[2×酚酞堿度-全堿度]pH 值。鍋爐正常運行時，爐水 pH 值應控制在 10 ～ 12 之間。溶解固形物。為了保證蒸汽品質，減少蒸汽溶鹽，防止鍋水中的雜質被帶入蒸汽中。SO32-。采用亞硫酸鹽除氧時，鍋爐中應維持一定量的SO32-，以除去鍋爐中的氧氣。-PO43-。采用磷酸鹽處理時，鍋水中應維持一定量的PO43-，目的是為了防垢。相對堿度。當相對堿度小于某一數值時，不會發生苛性脆化。

2反滲透凈水設備

反滲透是最精密的膜法液體分離技術，在進水（濃溶液）側施加操作壓力以克服自然滲透壓，當高于自然滲透壓的操作壓力加于濃溶液側時水分子自然滲透的流動方向就會逆轉，進水（濃溶液）中的水分子部份通過反滲透膜成為稀溶液側的凈化產水。反滲透凈水設備以 50t/h 一級 RO 反滲透裝置為例，該設備工藝流程說明：一級預處理系統：利用石英砂多介質過濾器，過濾掉水中含有的泥沙、錳、鐵銹、膠體物、懸浮物等對人體有害的物質。系統可自動反洗、正洗。二級預處理系統：利用活性炭過濾器，過濾掉水中的色素、異味、大量生化有機物等對人體有害的污染物。系統可自動反洗、正洗。三級預處理系統：利用離子交換樹脂，降低水中硬度，軟化水質，防止滲透膜結垢，且系統可自動反洗、正洗，自動實現樹脂再生。四級預處理系統：使用精密過濾器進一步凈化，達到最優的濁度和色度，確保反滲透系統的進水要求。純凈水設備主機系統采用反滲透技術進行脫鹽處理，反滲透膜孔徑僅為0.0001 微米，能去除有害的可溶解性固體及細菌、病毒等，脫鹽率達 99.6%以上，生產出符合要求的純凈水，主機部分包含保安過濾器、高壓泵和反滲透膜，保安過濾器為以上的第四級預處理系統，高壓泵是主機上的核心設備之一，為反滲透膜元件提供足夠的壓力，以克服滲透壓及運行阻力，滿足裝置達到額定的出水量。

3鍋內水處理概述

按照 GB/T 1576-2018《工業鍋爐水質》標準的規定，額定蒸發量≤ 4t/h，額定蒸汽壓力≤ 1.0MPa 的自然循環蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐可以單純采用鍋內水處理、部分軟化或天然堿法等水處理方式，但應保證鍋爐受熱面平均結垢速率不大于 0.5mm/a。鍋內加藥水處理方法成本低，不需要復雜的水處理設備，方法簡便，但是鍋內加藥水處理是不能完全避免鍋爐結垢的，做好水質監控，定期排污，否則產生的水渣泥垢易生成二次水垢。如果該區域水質較差，硬度太高，則不建議鍋內加藥水處理，反而會加速結垢。所用的藥劑通常被稱為軟水劑或者緩蝕阻垢劑，由高分子聚合物、有機膦酸鹽、聚羧酸鹽、無機鹽、緩蝕劑等復合制作生成，其用量應根據各個品牌的使用說明指導進行控制加藥，并做好水質監控，根據水質檢測結果及時調整藥量。

加藥后應做好水質監控，爐水 pH 值在 10-12 之間，總堿度6-26mmol/L 為宜。要求操作人員認真負責，做好定期排污，每班至少排污一次，每一次排污應保持 30-60 秒為宜，如果發現排污時，水位沒有明顯變化，應考慮是否是老水垢脫落而導致管道堵塞，若管道堵塞，應及時采取措施。采用鍋內加藥水處理應定期停爐檢查，一般鍋爐每運行半年左右，停爐打開入孔檢查水處理效果，如果不理想，應查清原因，及時調整，并徹底清除鍋內的水渣或水垢工業鍋爐的水處理是鍋爐安全運行及經濟運行至關重要的環節，如果水質出現問題，輕則鍋爐損壞，重則人命關天，造成嚴重的經濟損失。

4設計缺陷改進

為了及時加熱以避免過程中水的流動，超濾生產管段安裝了預熱裝置，但由于超濾生產管道內水的不連續性和超濾生產管道襯里事故的燃燒，使得超濾生產管段溫度過高。綜合考慮，應設置原水加熱裝置，提高設備進水溫度。本工作通過對城市再生水進入原池前進行預熱，保持水箱水位之間的動態平衡，避免原池或超濾池中的水長期儲存，從而保證系統在設計流量條件下，大大降低了反滲透段的壓力。

結束語：

本系統水源采用城市再生水，季節的變化對水源影響較大，要嚴格監測水源及PCF 纖維過濾器和超濾聯合系統的運行狀況，以確保 RO 進水水質合格。RO 加藥量采用 PID 調節，以保證進水水質在合格范圍內。通過嚴格監控 RO 一二段的壓差、嚴格控制回收率在設計范圍內，以保證 RO 系統高效運行。

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（作者單位：哈爾濱鍋爐廠有限責任公司）