全膜法技术应用探讨

邓娟(中国华电工程(集团)有限公司 北京100160)

引言

电厂锅炉补给水系统是电厂安全运行的重要辅助系统，特别是对于燃机电厂机组来说，其补给水技术直接影响到机组的运行状况与经济效能，随着电力行业的发展，优化锅炉补给水处理系统能有效的提高电厂的安全运行，获得更大经济效益。

2013年10中旬考察了下沙电厂、戚墅堰电厂、仪征电厂锅炉补给水系统设备的运行状况，这三个电厂工艺均采用全膜法，本文根据设备的应用状况探讨系统的设计问题。

一、全膜法技术探讨

1.全膜法的特点

和传统的离子交换系统相比，膜处理技术具有如下特点：(1)占地面积小，特别是处理水量大的系统，膜法处理优势更加明显；

(2)安装简单方便，膜组装成套供货，施工现场只需将滑架管道和母管连接即可；

(3)操作维护工作量小，特别对于新建电厂，生产人员数量少，减少劳动强度显得尤为重要；

(4)运行费用低，对环境污染小；主要指酸碱用量的减少，传统离子交换系统酸碱废水排放总量较大，不符合环保及可持续发展的要求。

2.全膜法主要工艺流程

原水→超滤进水泵→加热器→自清洗过滤器→超滤装置→超滤水箱→一级反渗透升压泵→一级反渗透保安过滤器→一级反渗透装置→一级反渗透产水箱→二级反渗透升压泵→二级反渗透装置→淡水箱→ 电除盐给水泵→EDI装置→除盐水箱。

3.各设备特性及设计要点

(1)换热器

设置换热器是为了提高单位膜面积的产水通量。江浙一带通常只在冬季使用。一般出水水温设定在15-25℃。这3个电厂均采用板式换热器。

换热器设计要点：

换热器宜设计在高位，疏水直接回流至水箱，或设置疏水箱和疏水泵。这3个电厂疏水为蒸汽凝结水，收集疏水符合节能减排的要求。

.换热器和蒸汽管道应设置保温层，否则危害运行人员。

.换热器的选型要谨慎，如选型不当会造成出水温度过高，对反渗透系统的脱盐率和产水量都有很大的影响。

(2)自清洗过滤器

自清洗过滤器分为网式和叠片式，这3个电厂都选择的是叠片式，运行效果良好。下表为两者的优略性对比：

网式自清洗过滤器

流量(m3/h)：50-7000；

过滤原理：表面拦截过滤；

反洗原理：通过负压及清洗刷将网壁上的杂质去除，对夹在滤网间的杂质不起作用，清洗不彻底。

叠片式自清洗过滤器

流量(m3/h)：6-10000以上；

过滤原理：1.旋流分离2.表面拦截3.三维深层过滤；

反洗原理：1.采用高压水喷射冲刷2.滤片高速旋转产生较强的离心力3.滤片间产生震颤，以上多种力的作用下将杂质彻底去除；

比较结果：叠片式处理能力更强，反洗效果更好更彻底 。

(3)超滤装置

超滤是一种利用膜分离技术的筛分过程，以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当原液流过膜表面时，超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液，而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，从而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。

影响超滤膜产水的因素有以下4点：

温度对产水量的影响：温度升高水分子的活性增强，粘滞性减小，故产水量增加。因此即使是同一超滤系统在冬天和夏天的产水量也是有很大差异的。

操作压力对产水量的影响：在低压段时超滤膜的产水量与压力成正比关系，即产水量随着压力升高随着增加，但当压力值超过0.3MPa时，即使压力再升高，其产水量增加也很小，主要是由于在高压下超滤膜被压密而增大透水阻力所致。

进水浊度对产水量的影响：进水浊度越大时，超滤膜的产水量越少，而且进水浊度大更易引起超滤膜的堵塞。

流速对产水量的影响：流速的变化对产水量的影响不像温度和压力那样明显，流速太慢容易导致超滤膜堵塞，太快则影响产水量。

超滤装置设计要点：

1.2套超滤膜布置在同一组架时中间应至少留有0.5m检修空间。

超滤进水母管建议设置杀菌剂 。下沙电厂原水水质较好，运行初期未设置杀菌剂加药系统，导致超滤膜表面微生物聚集，后增加杀菌剂加药，运行效果得到显著改善。

(4)反渗透装置

反渗透处理特点为：

反渗透系统对二价及多价离子的截留效果明显高于单价离

反渗透系统对人体健康危害较大的氟化物去除率达96%，六价铬去除率92.5%，去除效果明显；

反渗透设计要点：

反渗透组架不宜设置在二楼，否则组架处于高位，在阀门关不严时膜易失水。

反渗透设计时应考虑膜壳出水侧留有一定的空间，以方便换膜时，报废的膜能方便的由出水侧抽出。

反渗透组架浓水排水管设计时最好向上弯到超过最高一层膜的高度后再排入地沟。

(5)EDI装置

连续电除盐(EDI)是一种将电渗析技术和离子交换技术结合在一起的脱盐新工艺。

EDI所具有的优点：

无需酸碱装置；无再生污水处理设施；节省反冲和清洗用水；操作管理方便，劳动强度小；安装简单，运行、维护费用低廉；浓水可做软化水，提高了水的利用率

EDI装置设计要点：

在EDI组架上，EDI模块后部接管较多，2套EDI布置在一个组架上时应至少留有0.5m检修空间，否则在管道漏水时无法进行补漏。

EDI浓水进口母管设置一个手动球阀(截止阀)，以方便调整进浓水室流量。

EDI浓水室出口管流量需与电源连锁，浓水流量计选型应慎重，特别是产水量较小的系统，常规的流量计无法满足其要求

EDI进水泵的压力需设置在0.5MPa以上，否则难以满足EDI系统运行。

结论

膜分离技术作为一种不断地发展和成熟的单元工艺,在水处理中所起的作用将会越来越重要。而膜法系统的设计关乎到系统的运行状况，在不断的经验总结下，膜法系统的设计会越来越完善，符合各类用户的需求。

[1]«膜法水处理技术»冶金工业出版社邵刚2000.