所屬欄目:水力論文 發布日期:2017-12-23 14:02 熱度:
電廠化學水處理系統在電廠的正常運行中發揮著至關重要的作用,本文列舉了化學水處理系統方案,并對此進行分析比較。
《浙江水利科技》浙江省雜志發表,創刊于1973年,由浙江省水利河口研究院、浙江省水利學會主辦。是經國家科委批準的集實用性、技術性、學術性一體的水利專業期刊,主要服務對象是廣大水利科技人員和管理人員,信息量大,可讀性強。是浙江省水利行業唯一的公開出版的技術類刊物。
為了更加充分、合理得利用水資源,響應國家對水資源節約保護的各項政策,實現保護環境、節約水資源的目標,本文針對火電廠化學水處理系統提出了兩種方案,分別為:一級除鹽加混床(過濾器+超濾+反滲透+一級除鹽+混床)和全膜法(過濾器+超濾+一級反滲透+二級反滲透+EDI)兩種方案。同時,以工藝合理、技術先進,能夠實現安全、經濟運行,滿足環保要求,以合理的投資獲得最大的綜合經濟效益為原則,對其進行了詳細的經濟技術比較。其中,一級除鹽加混床是一種技術成熟可靠,投資較低,運行費用低,系統穩定的傳統工藝,應用最為廣泛。全膜法是一種新型的水處理工藝系統,具有技術先進、環保水平高、系統自動化程度高等優點。
1 引言
除鹽水水質的優劣直接決定了發電機組運行的經濟性和安全性。廢水的處理及回收利用,則是對環境保護和降低運行成本的有利保障。根據機組的不同型式,主要包括以下幾個系統:鍋爐補給水處理系統、凝結水精處理系統、工業廢水處理系統、循環水處理系統、熱力系統加藥及取樣監測系統、脫硫廢水處理系統、生活污水處理系統、含煤廢水處理系統等,另外根據水源及水質的不同,有些電廠還包括海水淡化系統、再生水處理系統等。根據水源及水質的不同,鍋爐補給水處理系統工藝方案眾多,主要包括以下三種水處理工藝:過濾器+一級除鹽+混床、過濾器+反滲透+一級除鹽+混床、過濾器+超濾+反滲透+EDI 等系統。目前應用較多的是后續兩種水處理工藝系統,本篇文章重點對這兩種工藝進行技術及經濟比較。
2 化學水處理系統方案比較
2.1 水源水質
電廠水源較多,主要包括地表水(水庫水、河水等)、地下水、海水、城市中水等。為保護地下水資源,國家已禁止采用地下水作為電廠用水,鼓勵采用城市中水,做到水資源的循環利用。表1為中的水質作為本篇文章的研究資料,僅供本文使用。
2.2 以某2X660MW 機組為例,確定鍋爐補給水處理容量
對于2X660MW機組水汽循環損失,每小時需要補給除鹽水56.94噸,加上由于其它蒸汽損失所需要的除鹽水每小時10噸之后,即鍋爐每小時總共需要補給除鹽水66.94噸。
2.3 選擇系統工藝
根據原水水質特點及機組對水質的要求,對以下兩個方案進行比較選擇:方案一:水庫水(經過澄清、過濾)→生水箱→生水泵→雙介質過濾器→超濾裝置→超濾水箱→反滲透給水泵→反滲透裝置→淡水箱→淡水泵→強酸陽離子交換器→強堿陰離子交換器→混合離子交換器→除鹽水箱→除鹽水泵→主廠房。方案二:水庫水(經過澄清、過濾)→生水箱→生水泵→雙介質過濾器→超濾裝置→超濾水箱→一級反滲透給水泵→一級反滲透裝置→中間水箱→二級反滲透給水泵→二級反滲透裝置→淡水箱→淡水泵→EDI 裝置→除鹽水箱→除鹽水泵→主廠房。經上述兩種方案處理后,鍋爐補給水水質:電導率(25℃)≤0.15μs/cm,SiO2≤10μg/L,TOC≤200μg/L。兩種方案出水水質均能夠滿足機組對水質的要求。
2.4 兩種方案的設備規范和技術比較
2.4.1 兩種方案的主要設備規范
(1)方案一水處理系統設2×114t/h 的超濾裝置,2×75t/h 的反滲透,2×150t/h 的一級除鹽+混床離子交換設備,鍋爐補給水處理系統主要設備規范如表2所示。
(2)方案二的主要設備規范如表3所示。
2.4.2 兩種方案的技術特點
(1)方案一技術特點是采用反滲透裝置用于預脫鹽工藝,脫除水質中約97%的鹽量,剩余鹽量進入一級除鹽加混床系統。一級除鹽加混床技術是一種傳統的成熟的離子交換除鹽系統,運行穩定可靠。一級除鹽為單元制,共兩列。方案一為傳統的配置方案,具有技術成熟、可靠,且對水質、水量的適應能力強等優點,系統出力穩定、操作彈性大,適應的水質范圍廣,對運行人員的要求低,也是目前廣泛采用也是最為可靠的除鹽方法,技術非常成熟。缺點是離子交換樹脂需定期進行再生,有酸堿廢液排放,但因有反滲透預除鹽系統,極大延長了再生周期,酸堿排放量小。
(2)方案二技術特點:電除鹽(EDI)是利用裝填在陰、陽離子交換膜之間的離子交換樹脂來去除水中的離子,又利用電滲析的直流電場為推動力,一方面使樹脂間的水解離成H+和OH-來不斷地使樹脂再生,另一方面使樹脂再生交換下來的離子遷入另一水體。既克服了電滲析不能深度脫鹽的缺點,又彌補了離子交換不能連續工作、需消耗酸堿再生的不足,把離子交換、離子遷移、樹脂再生融為一起,達到連續除鹽連續再生的目的。該方案中EDI 系統出力按2×75t/h 考慮;二級RO 系統出力按2×84t/h 考慮;一級RO 系統出力按2×93t/h 考慮。系統中RO 和EDI 均為動態的除鹽過程,設備運行的同時有濃水排出,二級RO 與EDI 系統排水由于水質較好,均回收至前一級系統進行循環使用,2 套設備同時運行。
EDI 方案具有工藝系統連接簡單,自動化程度高,運行操作和維護方便,占地面積小,不需要酸堿再生等優點,對環境無污染無需排放酸堿廢水,為綠色環保技術。但EDI 采用兩級反滲透產水,對進水要求較高且對水質、水量變化的適應能力低,藥品費及膜更換費用高。同時,EDI 設備也存在檢修維護工作量較大的問題。
2.5 兩種方案占地比較
兩種方案的占地情況如表4所示,從表中可以看出:方案二占地面積較小。
2.6 兩種方案投資及運行費用比較
2.6.1 兩種方案投資比較
兩種方案的投資情況如表5所示。從表中可以看出,方案一投資費用較低。
2.6.2 兩種方案運行費用比較
兩種方案的運行費用情況如表6所示。從表中可以看出,方案一運行費用較低。
3 結語
通過上述分析,可以得出如下結論:方案一技術成熟可靠,投資比全膜法方案低約280 萬元,運行費用比全膜法方案低約117.4 萬元/年。雖然有一定的酸堿消耗,但是由于采用了反滲透作為預處理措施,大大延遲了再生的頻率,降低了酸堿的消耗。酸堿廢水中和回用,幾乎不會對環境造成危害。
文章標題:化學水處理系統方案的比較
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