淺談電廠除鹽水處理中的反滲透技術(shù)

潘冠旭　黃盼　劉海蛟

摘 要：電廠在發(fā)電過程中除鹽水工作是必要的，只有通過除鹽水工作，才能確保向機(jī)組輸送的水的潔凈度，保證電廠設(shè)備的正常運(yùn)行。但在除鹽過程中，其他雜質(zhì)可能進(jìn)入除鹽水中。反滲透技術(shù)是利用高于溶液的滲透壓來防止雜質(zhì)的滲入，對(duì)于潔凈水的獲得具有重要作用。筆者結(jié)合鹽水處理的意義對(duì)除鹽水過程中的反滲透技術(shù)原理、設(shè)備安裝和運(yùn)行過程進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：電廠 鹽水處理 反滲透技術(shù)

中圖分類號(hào)：TK223 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）02（b）-0056-02

水在發(fā)電過程中是不可缺少的，電廠需要在發(fā)電過程中向設(shè)備輸送大量的水，當(dāng)水流經(jīng)蒸發(fā)器時(shí)，會(huì)由于燃耗產(chǎn)生的熱量而轉(zhuǎn)化為水蒸氣，水蒸氣帶動(dòng)汽輪機(jī)產(chǎn)生機(jī)械運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而促使電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，形成完整的發(fā)電過程。如果這一過程中水中雜質(zhì)較多，會(huì)影響其循環(huán)效果，對(duì)發(fā)電造成嚴(yán)重影響，因此，我們說鹽水處理是必要的。

1 鹽水處理的意義

鹽水對(duì)發(fā)電汽輪機(jī)和過熱器造成腐蝕，影響其運(yùn)轉(zhuǎn)功率，同時(shí)汽輪機(jī)的溫度會(huì)升高，承壓增大，影響其運(yùn)行壽命。通常，輸送水經(jīng)過高壓、除氧處理后可以循環(huán)利用，但在使用過程中的消耗是不可避免的，此時(shí)需要向二回路內(nèi)添加水，而添加水的純凈度就是電廠需要嚴(yán)格控制的問題。鹽水處理是為了保證輸送水和添加水的純凈度，使其在運(yùn)行過程中不至于產(chǎn)生結(jié)垢、積鹽等現(xiàn)象，減少其對(duì)設(shè)備的腐蝕程度，具有積極意義。

2 反滲透技術(shù)原理和反滲透裝置設(shè)計(jì)

2.1 反滲透技術(shù)原理

反滲透技術(shù)的主要目的就是實(shí)現(xiàn)水和水中雜質(zhì)的分離，是利用高于水的滲透壓的原理將存留在水中的雜質(zhì)、細(xì)菌和農(nóng)藥殘留進(jìn)行分離。目前，反滲透技術(shù)多使用半透膜分子材料，鹽分是反滲透技術(shù)分離的主要產(chǎn)物。利用鹽水不能溶于半透膜的性質(zhì)實(shí)現(xiàn)鹽水分離。具體操作順序?yàn)閷胪改?、?dǎo)流層、隔網(wǎng)膜按順序粘合并卷制在排孔的中心管上，使加壓的水經(jīng)由設(shè)備入口進(jìn)入隔網(wǎng)層，再進(jìn)入導(dǎo)流層。其中，隔網(wǎng)層能夠隔離大部分鹽分和雜質(zhì)，在通過導(dǎo)流層的過濾和中心管的析出，就形成可以使用的凈化水。反滲透膜的主要原料為木頭或棉花的醋酸纖維，通過對(duì)木頭或棉花的水解和醋化反應(yīng)，就會(huì)得到醋酸纖維，將醋酸纖維進(jìn)行再加工就形成反滲透膜。

2.2 反滲透裝置設(shè)計(jì)

反滲透技術(shù)是一項(xiàng)綜合性技術(shù)，不僅需要反滲透膜，還需要建立原水室、純水室以及濃水室，另外還包括其他反滲透裝置和元件。如：膜元件、膜組件等脫鹽單元是用來實(shí)現(xiàn)脫鹽，使凈化后的水經(jīng)過膜元件流入純水室。也就是說，滲透膜是反滲透裝置中的重要組成部分，并且包括多個(gè)種類。筆者根據(jù)該廠的設(shè)備特征重點(diǎn)分析了滲透膜的性質(zhì)、分類和技術(shù)要點(diǎn)等方面。

3 反滲透膜概述

3.1 材料與特點(diǎn)

反滲透膜要選擇分離性好的分子材料。一般根據(jù)電廠運(yùn)行工作量可以判斷其除鹽量，進(jìn)而確定反滲透膜的材料。高分子材料是反滲透膜的首選，我國目前主要使用醋化后的醋酸纖維或者芳香聚酞胺，其中醋酸纖維的制作成本相對(duì)較低，操作更加方便，二者之間的效果相差不大，因此，在電廠生產(chǎn)中，醋酸纖維材質(zhì)的反滲透膜應(yīng)用度較高。至于反滲透膜的結(jié)構(gòu)，可以從宏觀上和微觀上進(jìn)行分析。反滲透膜的結(jié)構(gòu)大體可以分為宏觀結(jié)構(gòu)及微觀結(jié)構(gòu)。宏觀上，可以將其分為板、卷、管狀以及中空纖維四種，管狀在電廠發(fā)電過程中具有較多的應(yīng)用。微觀上，是從其斷面結(jié)構(gòu)或者結(jié)晶狀態(tài)進(jìn)行分析，可將其分為均相膜和非均相膜。非均相膜也可以稱為非對(duì)稱結(jié)構(gòu)膜。很明顯，非對(duì)稱結(jié)構(gòu)反滲透膜的膜孔呈不規(guī)則分布，一般表層空隙較小，越向內(nèi)層，空隙越大，這種反滲透膜制作符合制作標(biāo)準(zhǔn)，使用廣泛。而反滲透膜的方向性取決于非對(duì)稱孔隙的物理結(jié)構(gòu)。一般設(shè)計(jì)為在高壓側(cè)反滲透膜的空隙較小，為反滲透膜的致密層。進(jìn)行高壓處理后，水分可以直接通過，而一般雜質(zhì)均無法通過。反滲透膜的使用加快了電廠的鹽水處理過程，使用不對(duì)稱膜時(shí)，要注意安裝方向。安裝人員要熟悉安裝流程，并對(duì)反滲透膜的物理層進(jìn)行分辨，將致密層安裝于外端高壓側(cè)。在技術(shù)上，一般較為平滑且有光澤感的一端即為致密端。

3.2 反滲透膜的種類

按照不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，可以將反滲透膜分為多個(gè)種類。首先從材料制作進(jìn)行分類，目前市場(chǎng)上主要有醋酸纖維反滲透膜和芳香聚酞胺反滲透膜，且前者使用居多。按照結(jié)構(gòu)特征分，反滲透膜多為非對(duì)稱型膜，少部分為對(duì)稱型膜，其中，非對(duì)稱型膜的使用具有方向性?？傊?，在劃分過程中可按照工藝劃分、可按照形狀劃分，在使用中，可以按照使用時(shí)間劃分。無論選擇哪一種反滲透膜，都要注重質(zhì)量、正確進(jìn)行安裝和維護(hù)，確保其作用的最大化。由于電廠運(yùn)行具有復(fù)雜性，水的作用不容忽視，水的純凈度也必須得到保證。因此，在選擇反滲透膜時(shí)，一定要選擇滲透性良好，脫鹽、脫雜質(zhì)能力強(qiáng)的。同時(shí)根據(jù)需求，反滲透膜還需要具有抗壓能力強(qiáng)，抗酸堿能力強(qiáng)等特征，以免在機(jī)組運(yùn)作過程中對(duì)其造成破壞，影響壽命。水壓、溫度和腐蝕都是影響反滲透膜質(zhì)量的重要因素，需要電廠正確選擇反滲透膜，并且要對(duì)其進(jìn)行定期保養(yǎng)。

3.3 反滲透膜的使用和維護(hù)

反滲透膜在電廠除水過程中具有較好的應(yīng)用。在除鹽過程中，反滲透膜自身的質(zhì)量也是十分重要的，長期處于鹽水和雜質(zhì)環(huán)境中，一定的破壞是不可避免的。因此，要對(duì)反滲透膜進(jìn)行定期維護(hù)，當(dāng)然，電廠的工作環(huán)境復(fù)雜，設(shè)備的清洗是一項(xiàng)復(fù)雜的過程。在目前的技術(shù)條件下，通常利用線化學(xué)清洗方法，出現(xiàn)以下幾種情況之一時(shí)進(jìn)行清洗：膜內(nèi)產(chǎn)水量與上次相比降低15%時(shí)，脫鹽率明顯下降并且降低程度達(dá)到15%左右時(shí)，水流對(duì)于反滲透膜的一端壓力增大，如果增大比例大于正常情況下的15%時(shí)。及時(shí)去除反滲透膜表面的鹽分和雜質(zhì)殘留，防止其被腐蝕，有助于延長其使用壽命。維護(hù)的方式為適量濃度的檸檬酸清洗+三聚磷酸氫鈉和EDTA的堿性混合藥液按順序進(jìn)行清洗，清洗溶液的選擇要注意酸性或堿性不宜過大，一般酸性溶液的pH值要控制在3左右，堿性溶液的pH值應(yīng)控制在13左右。若除鹽量大或由于工程而長時(shí)間未進(jìn)行清理，可以選擇離線化學(xué)清洗法。

4 結(jié)語

在電廠運(yùn)行中，水的純凈度是必要的。在目前的發(fā)電工廠中，均采用反滲透技術(shù)進(jìn)行除鹽處理。這一技術(shù)能夠很好地實(shí)現(xiàn)鹽水分離，且能源消耗小，有助于電廠的穩(wěn)定運(yùn)行和可持續(xù)發(fā)展。

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