全膜法水处理技术在电厂的应用

 电能生产过程中，如果要确保锅炉能够保持较高的安全稳定、节能经济运行水平，火力发电企业最为主要的控制环节就是锅炉补给水处理，这对火力发电企业的节能降耗水平和运行成本的节约，有着至关重要的影响。

        在现代工业技术水平的快速发展之下，“全膜法”水处理工艺已经被火力发电企业所广广泛采用。这种水处理工艺一反渗透技术为核心，具备自动化水平高、水处理技术先进、出水水质稳定性好、节能环保、综合费用较低等优势，也是目前最主流的锅炉水处理技术发展方向。

        一、电厂锅炉补给水处理重要性分析

        影响电厂机组运行的安全稳定性和节能经济性的主要因素是电厂补给水系统和水汽系统当中的有机杂质等异物，针对不积水根据不同的脱盐技术要求和预处理形成的制水工艺和控制流程决定了补给水水处理工艺水平。由于水污染越来越严重，电能生产过程中电厂使用的水资源树脂污染严重、有机物含量也居高不下，导致补给水系统中活性炭成分极低。化学有机物在进入发动机组的水汽系统中之后遇热分解所产生的低分子有机酸和二氧化碳，会导致水汽系统中水质PH值下降、氢电导率超标，同时还会严重腐蚀系统和机组，直接导致机组运行用水的性能水平低，机组热力设备的综合使用性能和寿命被大大缩短，甚至提前报废等情况也屡见不鲜。

        由于新建火电厂发电机组参数越来越高，对锅炉水质的要求也会随之提高，常规的水处理技术需要使用大量的化学药剂和酸碱，并不环保，因此环保水平更高的全膜分离水处理技术得到了迅猛发展。另一方面，由于国家环保制度越来越完善要求越来越严格，国家政策层面对于电厂化学水废液排放不达标情况的惩罚措施加重，甚至要求企业停业整顿，严重影响企业的经济效益，因此企业也开始通过采用更为环保的全膜分离技术来进行水处理，在解决环境污染问题的同时，还可以提升企业经济效益。

        二、全膜法水处理技术探讨

        全过程采用膜分离技术的水处理工艺就叫“全膜法”工艺。“全膜法”工艺的水处理步骤为工业水通过清水水泵从清水水箱送到过滤器进行过滤预处理，预处理过后的被送入到超滤装置，在超滤装置中，水中的细菌、胶体、悬浮物、有机物等危害物会经过常规反洗和化学反洗而被除去，经过超滤装置的水会进入到RO反渗透装置，并在其中通过加入还原剂和阻垢剂来清除水中游离氯以免堵塞反渗透膜，最后再通过EDI电去离子装置进行除盐处理。通过RO和EDI的配套使用，调节电流以改变出水质量，满足电厂锅炉补给水要求。

        “全膜法”水处理工艺的特点之一是除盐过程不用再生树脂，简化了制水系统的结构，降低了运行费用。同时也避免了再生树脂在常规水处理过程中造成的酸碱废水排放引起的环境污染，环保水平大大提高。另外，“全膜法”水处理工艺可以在EDI排放的浓水返回到超滤装置前进行再利用，确保系统没有废水排放。“全膜法”水处理工艺的另一特点是除盐率高、无再生废液、水质稳定、环保经济效益高，因其预脱盐环节通过反渗透设备，精除盐环节通过EDI离子交换设备，两者组合可以达成上述优点。综上，“全膜法”水处理工艺在电厂锅炉给水处理行业中具有非常强大的发展前景。 

        三、全膜法水处理技术在电厂中的实际应用 

        1、工程概况

        通过对国内火力发电厂的现场场地以及扩建机组等锅炉水处理工艺要求的实地调研结论，从原水处理工艺技术升级需求角度出发，“全膜法”水处理工艺均为目前技术条件下的最佳选择。

 

在常规离子交换水处理工艺系统中，取消再生用酸碱系统，可以为“全膜法”水处理工艺提供布设预处理系统的场地，同时也能满足扩建后水处理需求。

        2、“全膜法”水处理工艺改造方案 

        “全膜法”水处理改造一般采用并联运行改造方式，改造工程在原水处理位置上进行。改造开始时先建两套设计出力为160t/h的临时“全膜法”水处理工艺系统，临时系统运行稳定后，全部拆除室内离子交换工艺系统，室内再建两套设计出力为160t/h的永久“全膜法”水处理系统，并调试投运，永久系统运行稳定后推出临时系统并将临时系统的相应设备移除至原水处理车间，至此水处理工艺系统技术升级改造工程全部结束。

        3、“全膜法”水处理系统设计 

        “全膜法”水处理系统的技术升级改造主要包括UF超滤、 RO反渗透、以及电去离子等先进技术工艺，设计师采用的一级和二级反渗透装置，可以允许水源含盐量最高达9500mg/L。“全膜法”水处理工艺系统，可以成功解决全年制水量大、出水水质稳定、无再生废液排放、低制水成本等重大问题，对电厂的安全、绿色生产及经济运行提供了有力的保障。

        四、“全膜法水处理”系统改造技术经济效益分析 

        1、技术性分析

        “全膜法”水处理工艺技术升级后，系统可以自动将水质不符合要求的设备从系统中隔离，有效保障了产水水质。通过对水质指标的检测，发现系统运行稳定性可靠，产水水质达不存在不合格项。采用“全膜法”水处理工艺后，即便是出力含盐量大的珠江水，也可以满足系统的出水量和产水水质要求，直接结果就是提升了环保经济效益。

        2、经济性分析 

        相比较传统离子交换水处理设备而言，“全膜法”水处理系统一次性投入资金较大，膜的运行寿命更短，折算到制水成本约更高。以某电厂运行模式为蓝本，传统离子交换水处理设备折旧年限长，而膜寿命只能按 3年折算，这就导致“全膜法”年平均制水成本约为8.0元•t-1，高于传统设备制水成本。但从另一方面而言，“全膜法”可以节省五分之四的因供应水含盐量高的时候需要从自来水水厂购买自来水的费用，所以其制水经济性反而优于传统离子交换水处理工艺系统。

        除此以外，“全膜法”在运行过程中不产生废酸碱，减少了电厂排污治污的费用，且可以回收废水，大大提高了电厂水资源的综合利用效率和经济效益。

        3、长距离供热扩建需

        部分火力发电厂将会存在跨区长距离供热的需求，供热量将会以100t•h-1为计量的增加，这就对化学水处理的扩建提出了更高的要求。依据目前的技术水平和设计方案，“全膜法”将成为最可靠的处理工艺方案。

        结束语：总体而言，“全膜法”水处理工艺采用RO反渗透装置与EDI装置配合使用，相比较传统的“反渗透+离子交换二级除盐”而言，在运行环境和经济效益上超出了一大截。“全膜法”水处理工艺，前置RO反渗透装置，后置EDI装置，预脱盐工序利用二级反渗透装盒子，可除去95%以上盐分，然后再通过EDI装置进行深度盐，实现了产出水的高纯度特性。针对Ca2+、 Mg2+等二价以上离子，RO反渗透装置具备很高的去除率，能够有效降低EDI装置的进水硬度，防止或减少EDI膜堆浓水室及极水室的结垢程度，促进EDI装置高效稳定的运行。因此，“全膜法”水处理工艺成为目前火力发电厂锅炉补给水水处理系统的主流水处理工艺。