二級(jí)RO和EDI新工藝組合在天然氣熱電廠中的應(yīng)用

張 俊

（中電環(huán)保股份有限公司，江蘇 南京 211100）

1 工程概述

黃埔電廠天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)工程建設(shè)2臺(tái)400 MW級(jí)（F級(jí)改進(jìn)型）燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)，其采用“超濾+一級(jí)反滲透RO+二級(jí)反滲透RO+EDI除鹽”工藝。本工程鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)的水源采用廣州市珠江水，根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)的分析和鍋爐對(duì)補(bǔ)給水的水質(zhì)要求，該工程項(xiàng)目在建設(shè)中采用了“全膜法工藝”[1]。該工藝穩(wěn)妥地利用先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，確保水系統(tǒng)的處理效果，并在設(shè)計(jì)中采用適合我國(guó)國(guó)情的自動(dòng)化儀器及監(jiān)測(cè)儀表，提高了自動(dòng)控制及管理水平。該工藝還采用模塊化標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)，占地面積小，可有效減少土建投資。整個(gè)鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)設(shè)備經(jīng)調(diào)試和實(shí)際運(yùn)行，其出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，且系統(tǒng)運(yùn)行操作簡(jiǎn)單、維護(hù)量小。

2 設(shè)計(jì)方案

2.1 原水水質(zhì)

原水采用廣州市珠江水，在不同時(shí)期對(duì)其進(jìn)行采樣，水質(zhì)報(bào)告見表1。

表1 廣州市珠江水采樣水質(zhì)情況表

2.2 設(shè)計(jì)產(chǎn)水水量

根據(jù)黃埔天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目鍋爐補(bǔ)給水的要求，系統(tǒng)設(shè)計(jì)為4×215 t/h超濾裝置（凈出力）+4×184 t/h一級(jí)反滲透裝置+4×171 t/h二級(jí)反滲透裝+4×154 t/h EDI裝置，并且要3用1備。

2.3 設(shè)計(jì)產(chǎn)水水質(zhì)

根據(jù)鍋爐補(bǔ)給水的要求，設(shè)計(jì)除鹽水的產(chǎn)水品質(zhì)需要達(dá)到如下標(biāo)準(zhǔn)：硬度：≈0 mol/L；二氧化硅：≤10 g/L；電導(dǎo)率（25℃）：≤0.10 S/cm；TOC：≤200 g/L。

2.4 GETM EDI 進(jìn)水技術(shù)要求

2.4.1 使用條件

最高運(yùn)行壓力：4.14 MPa；最高運(yùn)行溫度：45 ℃；連續(xù)運(yùn)行pH值范圍：2～10.6；短期清洗pH值范圍：1～12；單只膜組件最大壓差：0.07 MPa；允許游離氯含量：＜0.1 mg/L。

2.4.2 裝置運(yùn)行時(shí)脫鹽率（10℃時(shí)）

機(jī)組168 h期間≥97%，三年內(nèi)≥96%，五年內(nèi)≥95%，除滿足脫鹽率外，產(chǎn)水化學(xué)指標(biāo)還需滿足EDI裝置進(jìn)水要求，具體指標(biāo)如下：活性硅＜250 g/L；二氧化碳＜2 mg/L；鐵＜50 g/L；錳＜50 g/L；TOC＜500 g/L；硬度（以CaCO3計(jì)）＜500 g/L；電導(dǎo)率<20 μS/cm（25 ℃）；pH值范圍為5～9；SDI15＜1。

2.4.3 特別說明

各類進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)不能獨(dú)立分析，各進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)相互之間有很強(qiáng)的邏輯關(guān)系和制約關(guān)系，需要綜合分析各類進(jìn)水指標(biāo)存在的條件，選擇穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)性的工藝手段解決EDI的進(jìn)水負(fù)荷。

2.5 系統(tǒng)工藝

結(jié)合以往項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)和使用方對(duì)工藝的要求，我公司最終在該項(xiàng)目確定采用“超濾UF+一級(jí)RO+二級(jí)RO+EDI”的工藝流程[2]。該工藝的特點(diǎn)有：運(yùn)行程序簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化容易，自控閥門少，故障點(diǎn)少；不需要酸、堿、中和系統(tǒng)及樹脂罐，沒有酸堿廢污水排放；連續(xù)產(chǎn)水且水質(zhì)穩(wěn)定無波動(dòng)。

本工程鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)的詳細(xì)工藝流程如下：

水工來混凝、澄清、過濾后的清水→超濾升壓泵→自清洗過濾器→超濾裝置→超濾產(chǎn)水箱→一級(jí)反滲透升壓泵→一級(jí)反滲透保安過濾器→一級(jí)反滲透高壓泵→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→二級(jí)反滲透保安過濾器→二級(jí)反滲透裝置→二級(jí)反滲透產(chǎn)水箱→EDI升壓泵→EDI保安過濾器→EDI裝置→除鹽水箱→除鹽水泵→主廠房[3]。

2.6 部分設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)

2.6.1 二級(jí)反滲透系統(tǒng)

（1）反滲透裝置

數(shù)量：4套；系統(tǒng)設(shè)計(jì)出力：171 m3/h；套；系統(tǒng)回收率：90%；系統(tǒng)設(shè)計(jì)溫度：25 ℃；

運(yùn)行壓力：0.8～1.4 MPa 。

（2）膜元件

膜型號(hào)：AK8040F-440；單根元件的有效膜面積：37 m2/ 根；膜元件總數(shù)量（4套）：600根；膜品牌：美國(guó)GE。

2.6.2 EDI 除鹽系統(tǒng)

（1）EDI裝置

數(shù)量：4套；設(shè)計(jì)出力：154 m3/h；套；回收率：90%（10℃）；產(chǎn)水電導(dǎo)率：≤0.1 mS/cm（10℃）；產(chǎn)水二氧化硅（SiO2）：≤10 μg/L；運(yùn)行壓力：0.3～0.5 MPa。

（2）EDI模塊

數(shù)量：27塊/套，4套共計(jì)108塊；型號(hào)：L3X；單模塊設(shè)計(jì)出力：5.7 m3/h·塊；單模塊最大出力：8.0 m3/h.塊；模塊品牌：美國(guó)GE。

3 現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)

3.1 二級(jí) RO 設(shè)備運(yùn)行分析

（1）膜回收率達(dá)到83.3～85.5%；（2）膜進(jìn)出水段間壓力差為0.10 MPa；（3）膜脫鹽率為98%以上,見表2。

表2 二級(jí)RO運(yùn)行數(shù)據(jù)表

3.2 EDI 設(shè)備運(yùn)行分析

（1）EDI設(shè)備回收率為88.3～90%，達(dá)到設(shè)計(jì)回收率要求；（2）EDI產(chǎn)水電導(dǎo)率達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)水水質(zhì)；（3）EDI產(chǎn)水二氧化硅達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)水水質(zhì)。見表3。

表3 EDI設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)表

4 結(jié)論和建議

在對(duì)本項(xiàng)目的原水水質(zhì)進(jìn)行完整分析的條件下，采用“二級(jí)RO+EDI”的主體工藝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了節(jié)省初期工程投資、節(jié)約土地、減少運(yùn)行電能消耗及生產(chǎn)高品質(zhì)除鹽水的目的[3]。EDI技術(shù)憑借其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用時(shí)間也已經(jīng)超過20年，EDI技術(shù)可以真正減少酸堿、并實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，但是要想讓更多的企業(yè)能夠應(yīng)用EDI技術(shù)，必須研發(fā)科學(xué)的EDI應(yīng)用工藝技術(shù)，針對(duì)不同的水系，采用不同的EDI整體工藝技術(shù)，這樣才能實(shí)現(xiàn)EDI的投資價(jià)值。

相信EDI技術(shù)在水處理工藝中能夠完全替代混床，其應(yīng)用范圍也日益廣闊。