电厂超滤膜元件及其储存、安装

张连庆

摘 要：超滤装置作为一种精密过滤设备是电厂锅炉补给水处理系统中必不可少的设备。由于超滤膜元件价格昂贵，且其活性易受温度、水质影响，致使在超滤装置安装过程中，超滤膜元件的储存及安装成为重点工作。储存环境温度过低会使膜元件保护液结冰，造成膜元件的损伤;安装过程中，如果在没有合格水冲洗条件下，就将膜元件安装到位，会致使膜元件因长期干燥而发生损伤。综上所述，在超滤装置安装过程中，熟悉膜元件的构成、性质及原理，科学规划处理膜元件的储存及安装工作对化学水的净化有重要意义。

关键词：超滤装置;超滤膜元件;储存;安装;温度;水质

中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）19-0183-02

电厂化学水的处理对发电厂的正常运行非常重要，对化学水进行适当的净化处理能防止热力设备产生结垢和腐蚀现象，还能防止过热器和汽轮机的积盐，有效避免汽轮机出力下降甚而造成事故停机，所以必须慎重对待电厂化学水的处理工作，以保证发电热力设备的安全运行，超滤处理作为锅炉补给水处理系统中必不可少的流程，其作用的发挥直接影响到化学水的净化效果。

基于以上背景，本文浅析了超滤膜的基本理化性质，并在设备安装这一生产源头的角度，浅析了在超滤装置安装过程中，膜元件的储存与安装事宜。这一研究对超滤装置膜元件科学规范安装有重要作用，对化学水的净化有重要意义。

1 超滤膜简介

1.1 超滤膜概述

超滤膜，是一种孔径规格一致，额定孔径范围为0.001-0.02微米的微孔过滤膜，是超滤设备的核心，其以物理截留的方式去除水中一定大小的杂质颗粒。在压力驱动下，溶液中水、有机低分子、无机离子等尺寸小的物质可通过纤维壁上的微孔到达膜的另一侧，溶液中菌体、胶体、颗粒物、有机大分子等大尺寸物质被截留，从而达到筛分溶液中不同组分的目的。

1.2 超滤膜分类

超滤膜的分类有很多，主要按膜组件的不同、压力驱动形式的不同、膜材料的不同等方式进行分类。

1.3 超滤膜产水量影响因素

（1）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，产水量增加，反之则产水量减少;（2）操作压力对产水量的影响：在低压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而升高，由于在高压下超滤膜被压密而增加透水阻力所致，因此在超滤系统设计应注意，实际操作中，任何时候操作压力都不应超过0.3MPa，即使是瞬间超过也可能会损坏膜结构，甚至打破超滤膜;（3）进水浑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，在确定超滤膜产水量时也应考虑进水浊度的影响;（4）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，流速过大时反而会导致膜组件的产水量下降，这主要是因为由于流速加快增加了组件压力损失而造成的，一定要控制在给定的流速范围内，流速太慢影响超滤分离质量，容易形成浓差。

2 超滤膜元件的储存

在电厂建设过程中，由于供货周期及施工特性等因素，“现需现供”模式无法满足建设需求，设备物资基本都是根据需求规划提前到场，由此决定，设备物资的存储成为电厂建设的一项重要工作。

超滤膜元件价格昂贵，且其活性易受温度、水质等因素影响，所以超滤膜元件的存储不仅要有足够的场地空间，而且存储场地的环境也要满足需求。目前，超滤膜元件都是带有保护液封存的状态到场，由于保护液的存在，水质因素对超滤膜元件的影响可以不予考虑，由此环境温度成为储存阶段对超滤膜元件影响最大的因素。

目前普遍使用的超滤膜元件适宜温度在5～45℃范围内，由于我国处在温带纬度范围内，温度范围上限基本不用考虑，由此储存环境的低温程度成为影响膜元件的重要因素。在国内南方低温程度基本能满足超滤膜元件的储存要求，而北方由于受纬度的影响，在秋冬季节，温度都比较低，尤其在冬季，绝大部分地区温度都会在0℃以下。由此看出，北方电厂建设过程中，要着重考虑环境温度这一点。现以广东省中山嘉明电力有限公司3×390MW燃气-蒸汽联合循环热电冷联产工程项目和河南省郑州裕中能源有限责任公司2×300MW机组供热改造工程项目为例，对比说明这一点。

在广东省中山嘉明电力有限公司3×390MW燃气-蒸汽联合循环热电冷联产工程项目中，超滤膜元件是在2013年12月份到货，2014年3月份安装，这几个月的储存时间虽正值冬季，但由于广东省位于珠江三角洲区域，纬度比较低，冬季温度也相对较高，所以在超滤膜元件储存过程中，不需再做保温措施，储存期结束后，超滤膜元件各项参数保持正常的事实也充分证明了这一点。

在河南省郑州裕中能源有限责任公司2×300MW机组供热改造工程项目中，超滤膜元件是在2014年10月下旬到场，考虑到后期施工方便，施工人员就把超滤膜元件存放到了现场车间内，由于现场土建方面施工滞后，超滤前级的原水预处理系统迟迟达不到施工条件，致使超滤膜元件无法安装通水。2014年11月下旬，河南省温度就逐步向0℃以下下降，考虑到现场车间没有暖气等取暖设施，施工人员又不得不耗费人力将超滤膜元件倒运到配有暖气的室内。

通过以上两个实例的对比表明：在超滤膜元件储存过程中一定要根据当地气候特点，提前选定合适的储存场地，尤其是在北方秋冬季节施工中，要综合考虑各种因素，以最稳妥的方式安置存放超滤膜元件。

3 超滤膜元件的安装

超滤膜制成成品后，为防止膜水解、微生物侵蚀、冻结及收缩变型、膜失效等问题，需要对其进行封存并充入保护液。在电厂建设中，超滤处理的前级一般都是原水预处理，水源通过原水预处理之后，悬浮物等粒子得到有效去除，水质达到冲洗膜元件的指标。还是以广东省中山嘉明电力有限公司3×390MW燃气-蒸汽聯合循环热电冷联产工程项目为例，超滤膜元件在安装之前，先是调试了原水预处理系统，在确保原水预处理系统线路贯通，且出水水质合格后，再将水引到超滤系统。超滤膜元件安装之前，先用原水出水冲洗超滤管线，防止管道中的杂质污染超滤膜，管道冲洗完毕后，再进行膜元件的安装，安装结束后，原水预处理产水亦可以满足超滤膜的冲洗保养。

超滤装置本体管道冲洗是超滤管线冲洗工作的重点，也是难点，由于其与膜元件大量接口的存在，致使冲洗管线选择及冲洗水排放成为难点。

在冲洗管线选择方面，由于大量接口的存在，本体管道多点与大气相通，致使管线冲洗过程中，本体管道无法起压，冲洗水进入某一管道后直接在接口处流出，而不能流向与之相连的其它管道，针对此问题，需在超滤装置本体管道加盲板，来控制水流方向，尤其是上部管道冲洗时，必须要在底部管道添加盲板，以免水流顺着下部管道接口流走。

在冲洗水排放方面，由于大量接口的存在，排水口难以控制。当超滤装置处在车间一层时，此问题相对来讲还好处理，只需用彩条布等材料遮挡一下水流，使冲洗排水顺着地面流向排水沟即可;当超滤装置处在车间二层（上层）时，此问题就比较棘手，就不能直接允许冲洗水直接排向地面，此时应把超滤装置本体管道与膜元件的接口封堵住，再布置临时管道，将冲洗排水导走。

超滤膜保护液中含有亚硫酸氢钠（NaHSO3）等化学物质，其对皮肤、眼睛、呼吸道有刺激性，可引起过敏反应、角膜损害、哮喘等问题，且该物质对环境有危害，易引起水体的污染。针对以上问题，超滤膜元件放空保护液时应注意以下几点：

（1）施工人员必须佩带长袖防腐蚀橡胶手套和化学防腐眼镜，每次工作结束后，要用流动水冲洗双手;（2）现场存放保护液的容器要有明显标记，防止他人误用，且最好是密闭容器;（3）盛放保护液的容器要集中放置，工作完全结束后，再集中处理，严禁随意倾倒。

本文在超滤膜理化性质、超滤膜储存及超滤膜安装三方面进行了简要论述，旨在总结超滤膜安装过程中的一些注意事项，通过这些注意事项的总结，为以后的安装工作提供参考性经验，进而进一步规范超滤膜的储存、安装流程，为缔造精品工程、向业主提供更优质的服务打下基础。