前言
傳統(tǒng)的低壓余熱發(fā)電鍋爐補(bǔ)給水的制備常采用反滲透（ＲＯ）＋混床（ＭＢ）組合工藝，混床作為該工藝的終端深度除鹽設(shè)備具有其本身的缺陷，即需要周期性的樹(shù)脂再生，這種應(yīng)用酸堿的化學(xué)再生過(guò)程存在一定的不安全性。不但操作不便，而且會(huì)產(chǎn)生大量的廢酸廢堿，成為污染水體和土壤的污染源，兩級(jí)ＲＯ＋ＥＤＩ組合工藝較之基本上解決了酸堿消耗、再生污染、運(yùn)行繁瑣、綜合成本高等問(wèn)題。本工程即為西藏某水泥廠配套工業(yè)級(jí)余熱發(fā)電配套工程，其中余熱鍋爐補(bǔ)給水采用兩級(jí)ＲＯ＋ＥＤＩ組合工藝制備，系統(tǒng)制水能力為６ｍ３／ｈ。
１工程概況
１、１原水水質(zhì)
本工程以水泥廠現(xiàn)有給水管網(wǎng)為水源，水源經(jīng)兩級(jí)ＲＯ＋ＥＤＩ組合工藝處理后管送到主廠房各用水點(diǎn)，原水水質(zhì)見(jiàn)表１。
１、２
出水水質(zhì)要求該系統(tǒng)出水水質(zhì)應(yīng)滿足《火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動(dòng)力設(shè)備水汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（ＧＢ／Ｔ１２１４５－２０１６）中規(guī)定的水質(zhì)要求，ＥＤＩ最終產(chǎn)水水質(zhì)需滿足表２要求。
２工藝流程
鍋爐補(bǔ)給水采用預(yù)處理＋二級(jí)ＲＯ＋ＥＤＩ處理工藝，其主要工藝流程如下：管網(wǎng)供水→原水箱→原水泵（１用１備）→熱交換器→多介質(zhì)過(guò)濾器→活性炭過(guò)濾→保安過(guò)濾器→一級(jí)反滲透高壓泵（１用１備）→一級(jí)反滲透裝置→一級(jí)反滲透產(chǎn)水箱→二級(jí)反滲透高壓泵（１用１備）→二級(jí)反滲透裝置→中間水箱→中間水泵（１用１備）→紫外線殺菌器→精密過(guò)濾器→ＥＤＩ裝置→除鹽水箱→除鹽水泵（１用１備）→熱力系統(tǒng)系統(tǒng)輔助工藝流程有：過(guò)濾器反洗系統(tǒng)、ＲＯ清洗系統(tǒng)、混凝劑投加系統(tǒng)、殺菌劑投加系統(tǒng)、阻垢劑投加系統(tǒng)、還原劑加藥系統(tǒng)、加堿系統(tǒng)和加氨系統(tǒng)等。
３主要設(shè)備
３、１原水箱
由于市政管網(wǎng)存在供水量和供水壓力不足的可能，原水箱的設(shè)置能起到很好的緩沖作用，可保證后續(xù)用水的穩(wěn)定性，本系統(tǒng)原水箱為圓形立式水箱，采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼現(xiàn)場(chǎng)焊接制作，工藝尺寸為Φ４８００ｍｍ×Ｈ４５００ｍｍ，穩(wěn)定蓄水體積為８０ｍ３。
３、２原水泵
設(shè)置原水泵的目的是將原水增壓到０、３５ＭＰａ以上，以滿足多介質(zhì)過(guò)濾器進(jìn)水壓力，本系統(tǒng)設(shè)置２臺(tái)（１用１備）原水泵，流量１１ｍ３／ｈ，揚(yáng)程４０ｍ，電機(jī)功率２、５ｋＷ。
３、３多介質(zhì)過(guò)濾器
多介質(zhì)過(guò)濾器主要用于去除水中較大固體顆粒、懸浮物、膠體等以降低水濁度。本系統(tǒng)設(shè)置１臺(tái)處理水量為１１ｍ３／ｈ的單流壓力式多介質(zhì)過(guò)濾器。本體材質(zhì)為碳鋼襯膠，襯膠厚度≥３ｍｍ。濾料采用石英砂（層高≥４００ｍｍ）及無(wú)煙煤（層高≥８００ｍｍ），填料高度不包含墊層高度，濾料粒徑０、６～１、２ｍｍ，排水帽采用不銹鋼材質(zhì)。設(shè)備工藝要求：濾速＜６ｍ／ｈ，出水水質(zhì)懸浮物≤１ｍｇ／Ｌ，手動(dòng)反洗。
３、４活性炭過(guò)濾器
活性炭過(guò)濾器主要用于去除水中有機(jī)物、膠體硅、余氯等，能夠去除氨氮和亞硝酸鹽［１］，對(duì)臭味、色度、重金屬離子的吸附能力很強(qiáng)。本系統(tǒng)設(shè)置１臺(tái)處理水量為１１ｍ３／ｈ的單流壓力式活性炭過(guò)濾器，本體材質(zhì)為碳鋼襯膠，襯膠厚度≥３ｍｍ。濾料采用精制活性炭（層高≥２０００ｍｍ，填料高度不包含墊層高度），排水帽采用不銹鋼材質(zhì)。設(shè)備工藝要求出水水質(zhì)：ＳＤＩ＜４，濾速＜６ｍ／ｈ，ＴＯＣ＜２、０ｐｐｍ，余氯＜０、１ｐｐｍ，手動(dòng)反洗。出水口設(shè)置ＳＤＩ測(cè)定儀１臺(tái)。
３、５熱交換器
由于當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁貎H為７、４℃，年平均最低氣溫低至－１４、６℃，本系統(tǒng)設(shè)置１臺(tái)熱交換器。過(guò)流材質(zhì)：ＳＵＳ３０４，處理水量：１１ｍ３／ｈ，交換后水溫約２５℃，配套溫控器、溫控閥、疏水閥、壓力表等管閥件，能自動(dòng)調(diào)節(jié)水溫。熱源采用ＡＱＣ鍋爐低壓蒸汽，低壓蒸汽參數(shù)：０、２ＭＰａ，１７０℃，９ｔ／ｈ。
３、６反滲透系統(tǒng)
操作電流一定時(shí)，ＥＤＩ出水電導(dǎo)率將隨著進(jìn)水電導(dǎo)率增加而增加［２］，考慮到本工程水源水質(zhì)的浮動(dòng)性，為確保ＥＤＩ進(jìn)出水水質(zhì)，本工程采用兩極反滲透系統(tǒng)，其中一級(jí)反滲透，單根膜脫鹽率達(dá)９９、７５％。當(dāng)設(shè)計(jì)水溫在２５℃，反滲透裝置的回收率為７５％時(shí)，每套ＲＯ裝置配置９根膜元件，每根膜元件有效膜面積為４００ｍ２，分別裝在３根ＦＲＰ壓力容器內(nèi)，成１∶２排列，每支膜管裝３個(gè)膜元件。二級(jí)反滲透，單根膜脫鹽率達(dá)９９、７５％。當(dāng)設(shè)計(jì)水溫在２５℃，反滲透裝置的回收率為８５％時(shí)，每套ＲＯ裝置配置６根膜元件，每根膜元件有效膜面積為４００ｍ２，分別裝在２根ＦＲＰ壓力容器內(nèi)，成１∶１排列，每支膜管裝３個(gè)膜元件。反滲透進(jìn)水需滿足：余氯≤０、１ｍｇ／Ｌ，ＳＤＩ≤４，ＴＯＣ≤２ｍｇ／Ｌ，濁度＜１、０ＮＴＵ［３］，４＜ｐＨ＜１１。為充分保證進(jìn)水水質(zhì)，在反滲透模件進(jìn)水口設(shè)置５μｍ精密過(guò)濾器。反滲透系統(tǒng)出水水質(zhì)滿足ＥＤＩ裝置進(jìn)水要求：電導(dǎo)率＜４０μＳ／ｃｍ，總硬度（ＣａＣＯ３計(jì)）＜０、５ｍｇ／Ｌ，余氯＜０、０５ｍｇ／Ｌ，ＳｉＯ２≤０、５ｍｇ／Ｌ。反滲透成套集成在同一模架上，包括精密過(guò)濾器、一級(jí)高壓進(jìn)水泵、二級(jí)高壓進(jìn)水泵、膜組件、壓力容器、一級(jí)反滲透產(chǎn)水箱等。
３、７中間水箱
設(shè)置１臺(tái)容積為３ｍ３的中間水箱，材質(zhì)為ＰＥ。水箱配套磁翻板液位計(jì)，與中間水泵形成液位連鎖控制。
３、８中間水泵
配置２臺(tái)（１用１備）中間水泵，中間水泵的作用是為后續(xù)ＥＤＩ系統(tǒng)提供穩(wěn)定的進(jìn)水壓力和水量，流量８ｍ３／ｈ，揚(yáng)程４０ｍ，電機(jī)功率５、５ｋＷ。
３、９ＥＤＩ系統(tǒng)
ＥＤＩ出力為６ｍ３／ｈ，產(chǎn)水回收率＞９０％，工作溫度：５℃～３５℃，ｐＨ耐受范圍：２～１１。ＥＤＩ濃水循環(huán)利用，濃水壓頭＞０、２ＭＰａ，回收至原水箱。ＥＤＩ產(chǎn)水壓頭＞０、２５ＭＰａ使產(chǎn)水進(jìn)入除鹽水箱。單模塊設(shè)計(jì)出力３ｍ３／ｈ，產(chǎn)水電導(dǎo)率≤０、１μＳ／ｃｍ。當(dāng)設(shè)計(jì)水溫在２５℃，ＥＤＩ裝置的回收率為９０％時(shí)，每套ＥＤＩ裝置配置２塊模塊，組成１套ＥＤＩ裝置，為保證ＥＤＩ的最大使用壽命，在進(jìn)水口依次設(shè)置紫外線殺菌器、１μｍ微孔過(guò)濾器。ＥＤＩ系統(tǒng)成套集成在同一模架上，包括ＥＤＩ模塊、１μｍ微孔過(guò)濾器、紫外線殺菌器等。
３、１０純水箱
設(shè)置純水箱的目的是保證本車(chē)間可儲(chǔ)蓄一定量的除鹽水，以防止緊急狀況下向余熱電站大量供水，本系統(tǒng)純水箱為圓形立式水箱，采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼現(xiàn)場(chǎng)焊接制作，工藝尺寸為Φ４８００ｍｍ×Ｈ４５００ｍｍ，穩(wěn)定蓄水體積為８０ｍ３。
３、１１除鹽水泵
系統(tǒng)設(shè)置２臺(tái)（１用１備）除鹽水泵，除鹽水泵揚(yáng)程４５ｍ，流量６ｍ３／ｈ，電機(jī)功率２、２ｋＷ。水泵應(yīng)配套水箱液位連鎖控制系統(tǒng)。水泵形式為立式離心泵，電動(dòng)機(jī)能效一級(jí)，葉輪為全金屬結(jié)構(gòu)，并配有油位指示器和聯(lián)軸器罩，機(jī)械密封。所有水泵均為不銹鋼。
３、１２附屬系統(tǒng)
輔助工藝系統(tǒng)包括：過(guò)濾器反洗系統(tǒng)、ＲＯ清洗系統(tǒng)、混凝劑投加系統(tǒng)、殺菌劑投加系統(tǒng)、阻垢劑投加系統(tǒng)、還原劑加藥系統(tǒng)、加堿系統(tǒng)和加氨系統(tǒng)等。
４運(yùn)行狀況
本工程使用的預(yù)處理＋兩級(jí)ＲＯ＋ＥＤＩ水處理系統(tǒng)產(chǎn)水水質(zhì)據(jù)業(yè)主反饋完全滿足表２中水質(zhì)要求。系統(tǒng)藥品化學(xué)成分及投加量見(jiàn)表３，預(yù)處理系統(tǒng)中多介質(zhì)過(guò)濾器和活性炭過(guò)濾器均采用手動(dòng)反洗操作，當(dāng)系統(tǒng)壓差達(dá)到０、０５ＭＰａ時(shí)，進(jìn)行反沖洗１５ｍｉｎ，然后正沖洗１０ｍｉｎ。兩級(jí)ＲＯ開(kāi)機(jī)沖洗，運(yùn)行期間間隔１ｈ沖洗一次?？缒翰钤黾樱保埃ァ保担セ虍a(chǎn)品水的脫鹽率下降１０％～１５％再或者產(chǎn)品水膜透過(guò)量下降１０％～１５％時(shí)，進(jìn)行在線化學(xué)清洗，先用質(zhì)量分?jǐn)?shù)０、１％的ＮａＯＨ循環(huán)清洗１５ｍｉｎ，再用質(zhì)量分?jǐn)?shù)０、２％的ＨＣｌ循環(huán)清洗１５ｍｉｎ，清洗后系統(tǒng)效能可恢復(fù)至９８％以上。兩級(jí)反滲透需分開(kāi)清洗，不能同時(shí)清洗。
５結(jié)果：
該工程的成功穩(wěn)定運(yùn)行表明兩級(jí)ＲＯ＋ＥＤＩ組合水處理工藝完全滿足低壓余熱鍋爐補(bǔ)給水的制水性能要求，出水電導(dǎo)率可長(zhǎng)期穩(wěn)定＜０、１μｓ／ｃｍ。與傳統(tǒng)ＲＯ＋ＭＢ相比較，本工藝系統(tǒng)具有顯著的自動(dòng)化程度高、運(yùn)行成本低、制水連續(xù)性強(qiáng)、環(huán)境友好等諸多優(yōu)點(diǎn)。
