全膜法技術應用探討

鄧娟(中國華電工程(集團)有限公司 北京100160)

引言

電廠鍋爐補給水系統是電廠安全運行的重要輔助系統，特別是對于燃機電廠機組來說，其補給水技術直接影響到機組的運行狀況與經濟效能，隨著電力行業的發展，優化鍋爐補給水處理系統能有效的提高電廠的安全運行，獲得更大經濟效益。

2013年10中旬考察了下沙電廠、戚墅堰電廠、儀征電廠鍋爐補給水系統設備的運行狀況，這三個電廠工藝均采用全膜法，本文根據設備的應用狀況探討系統的設計問題。

一、全膜法技術探討

1.全膜法的特點

和傳統的離子交換系統相比，膜處理技術具有如下特點：(1)占地面積小，特別是處理水量大的系統，膜法處理優勢更加明顯；

(2)安裝簡單方便，膜組裝成套供貨，施工現場只需將滑架管道和母管連接即可；

(3)操作維護工作量小，特別對于新建電廠，生產人員數量少，減少勞動強度顯得尤為重要；

(4)運行費用低，對環境污染小；主要指酸堿用量的減少，傳統離子交換系統酸堿廢水排放總量較大，不符合環保及可持續發展的要求。

2.全膜法主要工藝流程

原水→超濾進水泵→加熱器→自清洗過濾器→超濾裝置→超濾水箱→一級反滲透升壓泵→一級反滲透保安過濾器→一級反滲透裝置→一級反滲透產水箱→二級反滲透升壓泵→二級反滲透裝置→淡水箱→ 電除鹽給水泵→EDI裝置→除鹽水箱。

3.各設備特性及設計要點

(1)換熱器

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

換熱器設計要點：

換熱器宜設計在高位，疏水直接回流至水箱，或設置疏水箱和疏水泵。這3個電廠疏水為蒸汽凝結水，收集疏水符合節能減排的要求。

.換熱器和蒸汽管道應設置保溫層，否則危害運行人員。

.換熱器的選型要謹慎，如選型不當會造成出水溫度過高，對反滲透系統的脫鹽率和產水量都有很大的影響。

(2)自清洗過濾器

自清洗過濾器分為網式和疊片式，這3個電廠都選擇的是疊片式，運行效果良好。下表為兩者的優略性對比：

網式自清洗過濾器

流量(m3/h)：50-7000；

過濾原理：表面攔截過濾；

反洗原理：通過負壓及清洗刷將網壁上的雜質去除，對夾在濾網間的雜質不起作用，清洗不徹底。

疊片式自清洗過濾器

流量(m3/h)：6-10000以上；

過濾原理：1.旋流分離2.表面攔截3.三維深層過濾；

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

比較結果：疊片式處理能力更強，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的篩分過程，以膜兩側的壓力差為驅動力，以超濾膜為過濾介質，在一定的壓力下，當原液流過膜表面時，超濾膜表面密布的許多細小的微孔只允許水及小分子物質通過而成為透過液，而原液中體積大于膜表面微孔徑的物質則被截留在膜的進液側，成為濃縮液，從而實現對原液的凈化、分離和濃縮的目的。

影響超濾膜產水的因素有以下4點：

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

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

進水濁度對產水量的影響：進水濁度越大時，超濾膜的產水量越少，而且進水濁度大更易引起超濾膜的堵塞。

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

超濾裝置設計要點：

1.2套超濾膜布置在同一組架時中間應至少留有0.5m檢修空間。

超濾進水母管建議設置殺菌劑 。下沙電廠原水水質較好，運行初期未設置殺菌劑加藥系統，導致超濾膜表面微生物聚集，后增加殺菌劑加藥，運行效果得到顯著改善。

(4)反滲透裝置

反滲透處理特點為：

反滲透系統對二價及多價離子的截留效果明顯高于單價離

反滲透系統對人體健康危害較大的氟化物去除率達96%，六價鉻去除率92.5%，去除效果明顯；

反滲透設計要點：

反滲透組架不宜設置在二樓，否則組架處于高位，在閥門關不嚴時膜易失水。

反滲透設計時應考慮膜殼出水側留有一定的空間，以方便換膜時，報廢的膜能方便的由出水側抽出。

反滲透組架濃水排水管設計時最好向上彎到超過最高一層膜的高度后再排入地溝。

(5)EDI裝置

連續電除鹽(EDI)是一種將電滲析技術和離子交換技術結合在一起的脫鹽新工藝。

EDI所具有的優點：

無需酸堿裝置；無再生污水處理設施；節省反沖和清洗用水；操作管理方便，勞動強度小；安裝簡單，運行、維護費用低廉；濃水可做軟化水，提高了水的利用率

EDI裝置設計要點：

在EDI組架上，EDI模塊后部接管較多，2套EDI布置在一個組架上時應至少留有0.5m檢修空間，否則在管道漏水時無法進行補漏。

EDI濃水進口母管設置一個手動球閥(截止閥)，以方便調整進濃水室流量。

EDI濃水室出口管流量需與電源連鎖，濃水流量計選型應慎重，特別是產水量較小的系統，常規的流量計無法滿足其要求

EDI進水泵的壓力需設置在0.5MPa以上，否則難以滿足EDI系統運行。

結論

膜分離技術作為一種不斷地發展和成熟的單元工藝,在水處理中所起的作用將會越來越重要。而膜法系統的設計關乎到系統的運行狀況，在不斷的經驗總結下，膜法系統的設計會越來越完善，符合各類用戶的需求。

[1]?膜法水處理技術?冶金工業出版社邵剛2000.