某电厂供热工程化水车间设计

　

摘要：XX电厂化学处理车间是电厂的供热改造工程的配套工程，电厂供热改造新增供热能力92t/h，增加的化水处理能力按100t/h设计，水源为地面水，处理流程为采用反渗透加水混床，文章从工程角度探讨反渗透装置在化水系统的应用，并从设计角度简述类似工程的共性、注意事项等内容。

关键词：预处理 机械加速澄清池 反渗透装置 后处理 加药装置
　　1 工程概况
　　XX电厂供热改造新增供汽能力92t/h，蒸汽来源为2×25MW机组打孔抽汽，抽汽量为2x40t/h，其锅炉为中温水压锅炉；新建75t/h锅炉对外供汽12t/h。全厂锅炉总的补给水量需要125t/h，原有的化水车间的设计制水量为50t/h，现有的实际供水能力约30t/h，必须新建化学水处理系统，最大出力按100t/h设计。经与甲方协商，并经实地考虑，新建的化水车间考虑利用原化水车间东侧的旧厂房，其面积和高度均能满足新增设备的要求，室外场地也能满足各类水箱及处理构筑物的布置要求。
　　化学水用水直接从冷却循环水供水母管上接入。
　　2 水质分析资料及锅炉给水水质要求
　　橡胶坝水库水分析资料平均值主要项目摘录如下：
　　总固体：275mg/L
　　溶解性固体：268mg/L
　　悬浮物（夏季）：5.1mg/L
　　总碱度：3.8mmol/L
　　总硬度：4.5mmol/L
　　强酸根离子含量：1.20mmol/L
　　游离二氧化碳：3.74mg/L
　　耗氧量：4.64mg/L
　　含盐量：373.6mg/L
　　Fe3 ：1.5mg/L
　　Cu2 ：1.5mg/L
　　 根据《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准》GB/T12145-1999，中温中压锅炉给水水质要求。
　　硬度≤20μmol/L
　　氧≤15μg/L
　　铁≤50μg/L
　　铜≤10μg/L
　　pH 8.8-9.2
　　油＜1.0mg/L
　　其中SiO2的含量以不影响蒸汽品质为准，中温中压锅炉蒸汽中SiO2的含量≤20μg/kg。
　　3 系统选择
　　 根据有关规程和相应的设计导则，中压锅炉采用一般除盐离子交换系统，即能满足补水水质的要求，但锅炉的补给水率高，根据XX电厂的实际运行情况，其补给水率为锅炉蒸汽量的15-22%，约是正常计算补水量的2.5倍。根据供水水质和改造成供热机组后要求的补给水水质标准高等情况，可采用一级除盐加混床系统，这样是能够减少锅炉的排污率，减少锅炉的超额补水量，使之维持到正常水平的补水量。
　　以上处理系统曾经是厂院双方所共同认可的，设计院提供给厂方的高级阶段的设计文件中推荐的也是一级除盐加混床的系统。该项目从立项到施工图设计阶段有近三年的时间，所以当我接手施工图，并提出反渗透（RO）加混床（MB）的系统时，厂方技术人员是有疑问的，原因有以下几点：
　　① 根据有关设计原则，一般认为当进水含盐量≥500mg/L时，采用反渗透是技术可行，经济合理的。在原水含盐量为370mg/L时采用反渗透是否经济合理。
　　② 原化水车间采用电渗析（ED）加一级除盐（H-O-OH）系统，厂方的技术人员对一级除盐系统的运行管理比较熟悉，另外，原有的电渗析系统由于多方原因基本上建成后就无法运行，大家对反渗透系统也存有疑虑。
　　③ 厂方认为反渗透系统比一次除盐系统一次性投入大得多。
　　实际上随着反渗透技术应用的增多，特别是反渗透低压膜、超低压膜（或抗污染膜）的使用，大大降低了运行成本，尤其是电力费用，以至于认为含盐量超过100mg/L的原水（在美国的价格条件下，原水总溶解固形物大于75mg/L时，采用RO是经济的），采用反渗透作为预除盐也是经济合理的，再者，RO系统可减少酸碱用量，排水对环境污染小，操作容易，对原水质变化适应性强，产品水有机物含量低，在有效地去除胶体硅等技术上有优越性，因此，供水量比较稳定的热电厂反渗透装置的使用是可适当放宽的。另外，单从反渗透系统的综合造价而言，已从原来的每吨水5-6万元，降至每吨水2-4万元，初投资与一般除盐系统相比，根据水质情况而稍有差别，是基本持平或稍高，但反渗透的制水成本要远小于一级除盐的，这一点是有共识的。

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　　根据对临近的部分电厂正在运行的反渗透系统的考查，厂方最终同意采用RO MB系统，具体流程如下：
　　

　　预处理和后处理流程的选择考虑了下列因素：①水源为地面水，雨季及红薯收获水质变化较大；②满足供热机组的用水水质要求，工艺设备要可靠；③操作简单，适应水质改变和设备故障的能力强，处理设备的备用情况；④废液的处置与排放；投资和运行费用，具有可靠的监测手段。上述流程还应包括反渗透装置的清洗过程，具体内容下面的有关章节有详述。
　　4 处理构筑物和设备
　　针对流程中涉及的处理构筑物和设备，文章从设计计算、工程使用、设备性能、在线仪表等方面简介如下：
　　4.1 机械搅拌澄清池
　　在机械搅拌澄清池、水力循环澄清池、脉冲澄清池、悬浮澄清池等几个池型中选择机械搅拌澄清池， 是因为①其处理效率高，单位面积产水量大；②对水质、水量、水温的变化适应性强，运行稳定、投药量少，易于控制；③进水浊度一般不大于5000mg/L(短时间内允许达5000-10000mg/L)出水浊度小于10mg/L。
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