電廠(chǎng)水處理工藝流程及優(yōu)化設計解析電廠(chǎng)水處理工藝流程及優(yōu)化設計解析

人們通過(guò)長(cháng)期實(shí)踐經(jīng)驗得出，發(fā)電廠(chǎng)熱力設備的安全狀況，發(fā)電廠(chǎng)是否能夠經(jīng)濟運行受到熱力系統中水品質(zhì)的影響。天然水由于沒(méi)有經(jīng)過(guò)處理，含有很多雜質(zhì)，含有雜質(zhì)的水進(jìn)入熱力系統中的水汽循環(huán)系統，會(huì )對熱力設備造成損害。要想確保熱力系統中能夠有良好的水質(zhì)，就必須要對水進(jìn)行凈化處理，并且要對汽水質(zhì)量進(jìn)行嚴格監督。

　　電廠(chǎng)鍋爐水處理工藝的第一個(gè)流程就是給水預處理，這一流程主要包括混凝、沉淀澄清以及過(guò)濾，經(jīng)過(guò)這幾項工作將水中的懸浮物及膠體物質(zhì)去除，確保水中懸浮物的含量低于5mg/L，最終得到澄清水。水經(jīng)過(guò)預處理之后，還需要按照不同的用途進(jìn)行深度處理。如在火力發(fā)電廠(chǎng)作為鍋爐用水，還必須用反滲透及離子交換的方法去除水中溶解性的鹽類(lèi)；用加熱、抽真空和鼓風(fēng)的方法去除水中溶解性氣體。

　　發(fā)電廠(chǎng)補給水處理方式多采用反滲透和離子交換。超濾在補給水處理系統中可用作反滲透進(jìn)水的前處理，它可有效地去除水中膠體等顆粒狀物，使反滲透進(jìn)水水質(zhì)合格，減少反滲透膜的污染，延長(cháng)反滲透膜的使用壽命。

　　火力發(fā)電廠(chǎng)鍋爐的給水由汽輪機凝結水和鍋爐補給水組成，凝結水是鍋爐給水的主要組成部分，它的量占鍋爐給水總量的90%以上。凝結水中含有懸浮物和金屬腐蝕物，在混床除鹽前，可以用過(guò)濾的方法予以去除，以此來(lái)確保混床設備的有效運行。現階段電廠(chǎng)中使用的過(guò)濾設備主要有覆蓋過(guò)濾器和電磁過(guò)濾器兩種。

　　電廠(chǎng)循環(huán)水處理工藝有很多種，比如加水穩計、加酸、石灰軟化、弱酸離子軟化以及膜處理技術(shù)等。在國家節水政策的要求下，火力發(fā)電廠(chǎng)尤其是采用干除灰工藝的火電廠(chǎng)，要在循環(huán)水處理這一環(huán)節進(jìn)行節水，以提高循環(huán)水的濃縮倍率作為前提，使補充水量以及排污水量減少，進(jìn)而能夠減少新鮮水的使用量。

　　由于廢水的性質(zhì)和成分比較復雜，往往只經(jīng)過(guò)某一單元設備達不到處理要求，因此需要將幾種單元設備組合成一個(gè)有機的整體，并合理地設計主次關(guān)系和前后次序，確保合理、有效地對廢水進(jìn)行處理，對單元設備進(jìn)行有機組合形成的整體，我們稱(chēng)之為廢水處理工藝流程。

　　全膜水處理工藝代替了傳統的使用沙子過(guò)濾以及離子交換工藝，這種水處理工藝采用的是半透膜方式對水進(jìn)行處理。全膜水處理工藝的處理方式采用的是膜處理工藝，處理過(guò)程中使用的是反滲透和超濾系統。現階段全膜水處理工藝越來(lái)越成熟，配套產(chǎn)品價(jià)格也不斷下降，這種水處理工藝越來(lái)越受到火力發(fā)電廠(chǎng)的歡迎。

　　全膜水處理工藝采用的是膜液體分離法，分離的方法主要有四種，分別為微濾、超濾、納濾以及反滲透，對精度的要求不同，使用的分離方法也就不同。全膜水處理工藝中的電除鹽工藝，采用的就是電滲析技術(shù)，使離子交換樹(shù)脂的再生得以實(shí)現。鑒于電除鹽的工藝方法，因此其經(jīng)常被劃分到膜分離方法之中。現階段，發(fā)電廠(chǎng)使用的全膜處理工藝方法主要有反滲析、超濾以及電除鹽。

我們通常將能夠對透過(guò)的物質(zhì)有所選擇的薄膜稱(chēng)為半透膜。舉例來(lái)說(shuō)，容器的兩邊分別放置體積相同的稀溶液和濃溶液，用半透膜將兩種溶液進(jìn)行隔離，稀溶液很自然地就會(huì )向濃溶液一側流動(dòng)，這時(shí)候濃溶液的高度就會(huì )高于稀溶液，這樣在濃溶液和稀溶液之間就會(huì )形成壓力差，在這個(gè)壓力差的作用下，才能夠使稀溶液和濃溶液達到平衡狀態(tài)，我們把這種壓力差稱(chēng)為滲透壓。如果說(shuō)在濃溶液的一側施加一個(gè)外力使之大于滲透壓的壓力，那么就會(huì )使濃溶液中的溶劑流向稀溶液，這時(shí)候溶液的流動(dòng)方向就會(huì )和原來(lái)的方向相反，我們將這種滲透稱(chēng)為反滲透。

超濾膜（UF）技術(shù)是以壓力為推動(dòng)力的篩分過(guò)程，其孔徑大約在0.001～0.19μm范圍內（切割分子量MWCO約為1000～500000dalton）。對于水中懸浮固體、膠體、大分子物質(zhì)、細菌有較高的去除率，對BOD和COD有部分的去除率。來(lái)水經(jīng)膜的過(guò)濾可將濁度降至0.2NTU及以下、SDI不大于1.0，供RO裝置進(jìn)行深度除鹽處理。

電除鹽（EDI）技術(shù)是傳統離子交換技術(shù)發(fā)展的創(chuàng )新運用。在電除鹽過(guò)程中，巧妙地集中了電滲析與離子交換兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，并克服了電滲析過(guò)程的極化現象和離子交換的化學(xué)再生缺點(diǎn)，提高了出水水質(zhì)。關(guān)鍵運行區別在于電除鹽技術(shù)中，離子交換樹(shù)脂的再生是借助于離子交換膜和施加的電流以電化學(xué)的方法來(lái)持續不斷地進(jìn)行再生。再生過(guò)程無(wú)需加入化學(xué)試劑，再生所需的氫和氫氧根離子是通過(guò)水離解反應提供的。

　　在超濾系統運行過(guò)程中經(jīng)常會(huì )出現斷絲以及膜污染的現象，在這種情況下，全膜水處理工藝的產(chǎn)水量以及水質(zhì)就會(huì )受到影響，這就需要對超濾系統進(jìn)行優(yōu)化，具體要從如下三個(gè)方面進(jìn)行努力：第一，通過(guò)增設變頻器以及水泵，使斷絲以及沖擊出現的情況減少；第二，為了防止膜污染，超濾系統的元件應該選擇一些高性能的，以確保超濾系統運行過(guò)程中能夠周期交替進(jìn)水；第三，要對超濾系統加強反洗，確保膜元件表面的清潔度。

　　反滲透系統使用的是反滲透膜，這種薄膜對離子狀態(tài)以及小分子物質(zhì)的節流方面發(fā)揮著(zhù)重要作用，反滲透膜是全膜水處理的核心部分，但是這種缺點(diǎn)是很容易受到污染，因此需要對反滲透膜進(jìn)行改進(jìn)，具體改進(jìn)方法有如下三點(diǎn)：第一，鑒于一級水質(zhì)比較惡劣，反滲透膜要采用抗污染復合膜，這種抗污染復合膜的表面更加光滑，親水性也有了很大提高，水道得到改善，相關(guān)污染也有所降低；第二，對于二級水質(zhì)較差的水要采用超低壓滲透膜進(jìn)行分離；第三，在反滲透系統中可以設置相應高壓泵變頻器，以便降低高壓泵對反滲透膜的沖擊。

　　EDI系統對水質(zhì)的要求相對較高，要想確保其具有良好的運行狀態(tài)，需要對其進(jìn)行優(yōu)化，具體的優(yōu)化方法可以從如下三個(gè)方面進(jìn)行：第一，由于二氧化碳會(huì )影響水質(zhì)，因此需要在二級裝置中加入堿，使水中的二氧化碳含量減少，使水質(zhì)得到提高；第二，要將不同的模塊進(jìn)行對比，盡可能采用單塊模塊，使系統得到簡(jiǎn)化，進(jìn)而降低系統造價(jià)；第三，將濃水中的添加鹽設備去除，利用膜的良好導電性，簡(jiǎn)化反滲透系統，使反滲透系統的控制更加簡(jiǎn)單。

　　對系統的整體優(yōu)化策略要按照如下五個(gè)方面進(jìn)行：第一，要一對一設置清洗過(guò)濾器和超濾，使控制步驟簡(jiǎn)單化；第二，要將清洗過(guò)濾器以及超濾的反洗水進(jìn)行回收，進(jìn)入水池，然后對其進(jìn)行再利用；第三，為了防止二次污染，要在去除鹽設備的頂端設置浮頂，以便隔絕空氣；第四，改進(jìn)進(jìn)水的方式，將單元制改成母管制，使反滲水的進(jìn)水儀表以及相關(guān)進(jìn)水加藥設備的設置得到簡(jiǎn)化；第五，設置去除鹽泵的變頻設備，可以相應節省泵運行時(shí)的各種成本支出。

　　總而言之，要想確保電廠(chǎng)的發(fā)電水質(zhì)以及產(chǎn)水量就必須要對自然水進(jìn)行處理，目的在于防止電廠(chǎng)熱力設備結垢，確保電廠(chǎng)熱力設備能夠正常運行，同時(shí)也能夠減少由于水質(zhì)不達標而引發(fā)爆管或者是停機事故。本文對電廠(chǎng)的水處理工藝進(jìn)行了分析，并且以最先進(jìn)的水處理工藝——全膜水處理工藝為例對水處理工藝進(jìn)行了詳細分析，最后提出了全膜水處理系統的優(yōu)化設計策略，試圖為之提供行之有效的可行性建議。

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