淺談鍋爐補(bǔ)給水預(yù)處理系統(tǒng)與技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化

摘 要：現(xiàn)如今淡水資源日益緊缺，這使得中水回用日益受到社會各界的關(guān)注。火電廠作為用水大戶更應(yīng)該積極對城市中水作為鍋爐補(bǔ)給水水源進(jìn)行研究，這有利于水資源的充分利用。本文先分析了某火電廠為研究對象，對其鍋爐補(bǔ)給水預(yù)處理系統(tǒng)和技術(shù)進(jìn)行了探究，希望能為相關(guān)研究人員提供參考。

關(guān)鍵詞：鍋爐補(bǔ)給水；預(yù)處理系統(tǒng)；技術(shù)；優(yōu)化

中圖分類號：TM621.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）26-0279-01

引 言

城市污水經(jīng)處理設(shè)施深度凈化處理后的水（包括污水處理廠深化處理后的水以及建筑物、生活社區(qū)的洗浴水、洗菜水等經(jīng)過處理后的水）統(tǒng)稱為“中水”。由于其介于自來水（上水）與排入管道內(nèi)污水（下水）之間，所以被稱為“中水”。將城市中水作為鍋爐補(bǔ)給水水源，有利于節(jié)約水資源，而鍋爐鍋爐補(bǔ)給水預(yù)處理系統(tǒng)具有重要作用，起應(yīng)該具有自動化水平高、操作維護(hù)方便簡單等優(yōu)點。

1 電廠基本介紹

某電廠有兩臺350MW超臨界機(jī)組，采用當(dāng)?shù)爻擎?zhèn)污水處理廠經(jīng)二級生化處理后的排水作為電廠鍋爐補(bǔ)給水水源，這有效遵循了節(jié)約用水和減少外排廢水的原則。該電廠水處理設(shè)施包括大量的系統(tǒng)及設(shè)備，以確保水資源來源以及水質(zhì)的可靠性。

2 鍋爐補(bǔ)給水預(yù)處理系統(tǒng)方案分析

2.1 給水預(yù)處理系統(tǒng)方案要求

該電廠采用海水直流循環(huán)水系統(tǒng)，鍋爐補(bǔ)給水來源于城市中水。所以，鍋爐給水預(yù)處理系統(tǒng)方案必須能夠有效降低酸堿廢水量，為建設(shè)一個綠色的火電廠創(chuàng)造條件。首先，根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求直流爐要求給水TOC≤200μg/L，另外，根據(jù)水質(zhì)分析報告可知城市中水的含鹽量約992mg/L，根據(jù)《火力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，“原水含鹽量高于400mg/L時，宜采用反滲透預(yù)脫鹽工藝”。

2.2 帶有反滲透預(yù)脫鹽的后處理技術(shù)

目前，可以選用的后處理技術(shù)主要包括：一級除鹽加混床技術(shù)：這是一種傳統(tǒng)的離子交換除鹽系統(tǒng)，一級除鹽通常設(shè)計為兩列，該技術(shù)成熟可靠，運行周期長，但系統(tǒng)過于復(fù)雜，占地面積大，投資高?；齑布夹g(shù)：作為反滲透的后續(xù)處理技術(shù)，由于該電廠原水含鹽量高，混床運行周期短且再生酸堿耗高，所以不經(jīng)濟(jì)，因此，該系統(tǒng)不考慮混床技術(shù)。

2.3 系統(tǒng)方案的分析

2.3.1 二級反滲透+電除鹽（EDI）系統(tǒng)方案

一級反滲透高壓泵→一級反滲透裝置→一級反滲透水池→二級反滲透高壓泵→二級反滲透裝置→二級反滲透水池→EDI給水泵→EDI裝置→除鹽水箱。

（1）反滲透系統(tǒng)

反滲透的原理是在外加壓力推動下，溶液中的水能透過反滲透膜而獲取淡水。反滲透系統(tǒng)通常包括保安過濾器、高壓泵、反滲透組件及控制儀表等組成部分。其主要性能參數(shù)是產(chǎn)水量、回收率、脫鹽率等。為了保證反滲透裝置的正常運行，在運行中要嚴(yán)格控制系統(tǒng)的操作壓力、進(jìn)水水質(zhì)、進(jìn)出水流量等。

（2）電除鹽技術(shù)

電除鹽技術(shù)是電滲析技術(shù)（ED）和離子交換技術(shù)（DI）的有機(jī)結(jié)合。其既可以克服了電滲析技術(shù)不能深度脫鹽的缺點，又能彌補(bǔ)離子交換技術(shù)不能連續(xù)工作、需消耗酸堿再生的不足，將離子交換、離子遷移、樹脂再生有效地融為一起，達(dá)到連續(xù)除鹽和連續(xù)再生的目的。

2.3.2 反滲透+一級除鹽+混床系統(tǒng)方案

（1）系統(tǒng)流程

反滲透給水水泵→保安過濾器→一級反滲透高壓泵→一級反滲透裝置→一級反滲透水池→一級反滲透產(chǎn)水泵→陽床→除碳器→中間水泵→陰床→混床→除鹽水箱。

（2）除鹽系統(tǒng)

反滲透系統(tǒng)出水進(jìn)入離子交換除鹽系統(tǒng)，一級除鹽部分采用單元制，共設(shè)兩列，正常時，一列運行，一列備用?；齑膊捎貌⒙?lián)，除鹽系統(tǒng)再生用鹽酸和氫氧化鈉再生，設(shè)有酸堿貯存、酸堿計量及廢水中和等輔助系統(tǒng)。

3 方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

3.1 方案技術(shù)性比較

EDI除鹽率達(dá)99%，通常電導(dǎo)率<0.15us/cm，SiO2<15ug/l，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可知鍋爐給水的TOC要求≤200ug/l，在TOC的去除方面，EDI明顯優(yōu)于反滲透+一級除鹽+混床系統(tǒng)方案。離子交換系統(tǒng)技術(shù)成熟可靠，運行周期長，但系統(tǒng)較為復(fù)雜，附屬系統(tǒng)多，占地空間較大。所以，該系統(tǒng)將二級反滲透+電除鹽（EDI）系統(tǒng)方案作為推薦方案。

3.2 工藝系統(tǒng)以及廢水處理效果比較

EDI方案工藝系統(tǒng)連接簡單，自動化程度高，運行操作方便，產(chǎn)水連續(xù)不間斷，配套附屬設(shè)施少；而第二種方案運行不連續(xù)，需反復(fù)停運再生；EDI方案中的EDI濃水、二級反滲透濃水直接返回至一級反滲透進(jìn)口，一級反滲透濃水可直接壓力排放至脫硫系統(tǒng)再利用，所以，EDI方案無需廢水處理，環(huán)保效益好。

4 系統(tǒng)優(yōu)化

4.1 加強(qiáng)給水預(yù)處理系統(tǒng)的運行管理

我國反滲透系統(tǒng)出現(xiàn)運行故障，85%以上是因為給水預(yù)處理方面引起的?，F(xiàn)階段，電廠的反滲透系統(tǒng)運行效果良好，膜性能沒有明顯變化，但是從長期安全運行的角度考慮，給水預(yù)處理系統(tǒng)還應(yīng)加強(qiáng)對有機(jī)物和氨氮的處理，嚴(yán)格控制反滲透的進(jìn)水水質(zhì)，加強(qiáng)運行管理。相關(guān)人員應(yīng)定期更換保安過濾器的濾芯，根據(jù)水質(zhì)情況及時調(diào)整還原劑、阻垢劑及非氧化性殺菌劑加藥量，以控制反滲透進(jìn)水余氯，防止反滲透膜結(jié)垢，抑制微生物滋生。此外，還要定期對系統(tǒng)的反滲透裝置進(jìn)行維護(hù)性的化學(xué)清洗，以消除各種微量有機(jī)物、無機(jī)物對膜的污染，延長反滲透膜的使用壽命。

4.2 加強(qiáng)對有機(jī)物和氨氮的處理

要想有效減少由于有機(jī)物和氨氮過高造成的微生物滋生、設(shè)備腐蝕、膜污染等造成的不利影響，通常需要相關(guān)人員對中水進(jìn)行生化處理，通常以曝氣生物濾池（BAF）居多，其突出特點是在一級強(qiáng)化處理的基礎(chǔ)上將生物氧化和截留懸浮物結(jié)合在一起，能有效去除水中的有機(jī)物、懸浮物、氨氮等污染物。相關(guān)研究人員應(yīng)用BAF-混凝-沉淀-過濾工藝對城市污水處理廠二級出水進(jìn)行處理，結(jié)果表明：該組合工藝對CODcr、NH3-N、TP的去除率分別為49.9%、96.2%、92.0%。由此可見，預(yù)處理工藝增加BAF后，可以有效降低水中的有機(jī)物和氨氮含量，也能確保反滲透穩(wěn)定可靠的進(jìn)水水質(zhì)，有利于延長鍋爐給水預(yù)處理系統(tǒng)的使用壽命。

5 結(jié)束語

總而言之，將城市中水應(yīng)用于火電廠鍋爐中，能夠有效擴(kuò)大中水回用規(guī)模、減少污水排放量，而且也能保障火電廠鍋爐原水水質(zhì)的質(zhì)量，提供充足的水源，有利于實現(xiàn)巨大的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益。

參考文獻(xiàn)

[1]楊 碩.電廠鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)優(yōu)化研究[J].工業(yè)，2017（2）：285～286.

[2]郭孝臣，葛勝倉.鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)的異常分析及處理方法[C].吉林省科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)年會.2014.

收稿日期：2018-8-2