前言
傳統(tǒng)的低壓余熱發(fā)電鍋爐補給水的制備常采用反滲透（ＲＯ）＋混床（ＭＢ）組合工藝，混床作為該工藝的終端深度除鹽設備具有其本身的缺陷，即需要周期性的樹脂再生，這種應用酸堿的化學再生過程存在一定的不安全性。不但操作不便，而且會產生大量的廢酸廢堿，成為污染水體和土壤的污染源，兩級ＲＯ＋ＥＤＩ組合工藝較之基本上解決了酸堿消耗、再生污染、運行繁瑣、綜合成本高等問題。本工程即為西藏某水泥廠配套工業(yè)級余熱發(fā)電配套工程，其中余熱鍋爐補給水采用兩級ＲＯ＋ＥＤＩ組合工藝制備，系統(tǒng)制水能力為６ｍ３／ｈ。
１工程概況
１、１原水水質
本工程以水泥廠現(xiàn)有給水管網為水源，水源經兩級ＲＯ＋ＥＤＩ組合工藝處理后管送到主廠房各用水點，原水水質見表１。
１、２
出水水質要求該系統(tǒng)出水水質應滿足《火力發(fā)電機組及蒸汽動力設備水汽質量標準》（ＧＢ／Ｔ１２１４５－２０１６）中規(guī)定的水質要求，ＥＤＩ最終產水水質需滿足表２要求。
２工藝流程
鍋爐補給水采用預處理＋二級ＲＯ＋ＥＤＩ處理工藝，其主要工藝流程如下：管網供水→原水箱→原水泵（１用１備）→熱交換器→多介質過濾器→活性炭過濾→保安過濾器→一級反滲透高壓泵（１用１備）→一級反滲透裝置→一級反滲透產水箱→二級反滲透高壓泵（１用１備）→二級反滲透裝置→中間水箱→中間水泵（１用１備）→紫外線殺菌器→精密過濾器→ＥＤＩ裝置→除鹽水箱→除鹽水泵（１用１備）→熱力系統(tǒng)系統(tǒng)輔助工藝流程有：過濾器反洗系統(tǒng)、ＲＯ清洗系統(tǒng)、混凝劑投加系統(tǒng)、殺菌劑投加系統(tǒng)、阻垢劑投加系統(tǒng)、還原劑加藥系統(tǒng)、加堿系統(tǒng)和加氨系統(tǒng)等。
３主要設備
３、１原水箱
由于市政管網存在供水量和供水壓力不足的可能，原水箱的設置能起到很好的緩沖作用，可保證后續(xù)用水的穩(wěn)定性，本系統(tǒng)原水箱為圓形立式水箱，采用優(yōu)質碳素鋼現(xiàn)場焊接制作，工藝尺寸為Φ４８００ｍｍ×Ｈ４５００ｍｍ，穩(wěn)定蓄水體積為８０ｍ３。
３、２原水泵
設置原水泵的目的是將原水增壓到０、３５ＭＰａ以上，以滿足多介質過濾器進水壓力，本系統(tǒng)設置２臺（１用１備）原水泵，流量１１ｍ３／ｈ，揚程４０ｍ，電機功率２、５ｋＷ。
３、３多介質過濾器
多介質過濾器主要用于去除水中較大固體顆粒、懸浮物、膠體等以降低水濁度。本系統(tǒng)設置１臺處理水量為１１ｍ３／ｈ的單流壓力式多介質過濾器。本體材質為碳鋼襯膠，襯膠厚度≥３ｍｍ。濾料采用石英砂（層高≥４００ｍｍ）及無煙煤（層高≥８００ｍｍ），填料高度不包含墊層高度，濾料粒徑０、６～１、２ｍｍ，排水帽采用不銹鋼材質。設備工藝要求：濾速＜６ｍ／ｈ，出水水質懸浮物≤１ｍｇ／Ｌ，手動反洗。
３、４活性炭過濾器
活性炭過濾器主要用于去除水中有機物、膠體硅、余氯等，能夠去除氨氮和亞硝酸鹽［１］，對臭味、色度、重金屬離子的吸附能力很強。本系統(tǒng)設置１臺處理水量為１１ｍ３／ｈ的單流壓力式活性炭過濾器，本體材質為碳鋼襯膠，襯膠厚度≥３ｍｍ。濾料采用精制活性炭（層高≥２０００ｍｍ，填料高度不包含墊層高度），排水帽采用不銹鋼材質。設備工藝要求出水水質：ＳＤＩ＜４，濾速＜６ｍ／ｈ，ＴＯＣ＜２、０ｐｐｍ，余氯＜０、１ｐｐｍ，手動反洗。出水口設置ＳＤＩ測定儀１臺。
３、５熱交換器
由于當地年平均氣溫僅為７、４℃，年平均最低氣溫低至－１４、６℃，本系統(tǒng)設置１臺熱交換器。過流材質：ＳＵＳ３０４，處理水量：１１ｍ３／ｈ，交換后水溫約２５℃，配套溫控器、溫控閥、疏水閥、壓力表等管閥件，能自動調節(jié)水溫。熱源采用ＡＱＣ鍋爐低壓蒸汽，低壓蒸汽參數：０、２ＭＰａ，１７０℃，９ｔ／ｈ。
３、６反滲透系統(tǒng)
操作電流一定時，ＥＤＩ出水電導率將隨著進水電導率增加而增加［２］，考慮到本工程水源水質的浮動性，為確保ＥＤＩ進出水水質，本工程采用兩極反滲透系統(tǒng)，其中一級反滲透，單根膜脫鹽率達９９、７５％。當設計水溫在２５℃，反滲透裝置的回收率為７５％時，每套ＲＯ裝置配置９根膜元件，每根膜元件有效膜面積為４００ｍ２，分別裝在３根ＦＲＰ壓力容器內，成１∶２排列，每支膜管裝３個膜元件。二級反滲透，單根膜脫鹽率達９９、７５％。當設計水溫在２５℃，反滲透裝置的回收率為８５％時，每套ＲＯ裝置配置６根膜元件，每根膜元件有效膜面積為４００ｍ２，分別裝在２根ＦＲＰ壓力容器內，成１∶１排列，每支膜管裝３個膜元件。反滲透進水需滿足：余氯≤０、１ｍｇ／Ｌ，ＳＤＩ≤４，ＴＯＣ≤２ｍｇ／Ｌ，濁度＜１、０ＮＴＵ［３］，４＜ｐＨ＜１１。為充分保證進水水質，在反滲透模件進水口設置５μｍ精密過濾器。反滲透系統(tǒng)出水水質滿足ＥＤＩ裝置進水要求：電導率＜４０μＳ／ｃｍ，總硬度（ＣａＣＯ３計）＜０、５ｍｇ／Ｌ，余氯＜０、０５ｍｇ／Ｌ，ＳｉＯ２≤０、５ｍｇ／Ｌ。反滲透成套集成在同一模架上，包括精密過濾器、一級高壓進水泵、二級高壓進水泵、膜組件、壓力容器、一級反滲透產水箱等。
３、７中間水箱
設置１臺容積為３ｍ３的中間水箱，材質為ＰＥ。水箱配套磁翻板液位計，與中間水泵形成液位連鎖控制。
３、８中間水泵
配置２臺（１用１備）中間水泵，中間水泵的作用是為后續(xù)ＥＤＩ系統(tǒng)提供穩(wěn)定的進水壓力和水量，流量８ｍ３／ｈ，揚程４０ｍ，電機功率５、５ｋＷ。
３、９ＥＤＩ系統(tǒng)
ＥＤＩ出力為６ｍ３／ｈ，產水回收率＞９０％，工作溫度：５℃～３５℃，ｐＨ耐受范圍：２～１１。ＥＤＩ濃水循環(huán)利用，濃水壓頭＞０、２ＭＰａ，回收至原水箱。ＥＤＩ產水壓頭＞０、２５ＭＰａ使產水進入除鹽水箱。單模塊設計出力３ｍ３／ｈ，產水電導率≤０、１μＳ／ｃｍ。當設計水溫在２５℃，ＥＤＩ裝置的回收率為９０％時，每套ＥＤＩ裝置配置２塊模塊，組成１套ＥＤＩ裝置，為保證ＥＤＩ的最大使用壽命，在進水口依次設置紫外線殺菌器、１μｍ微孔過濾器。ＥＤＩ系統(tǒng)成套集成在同一模架上，包括ＥＤＩ模塊、１μｍ微孔過濾器、紫外線殺菌器等。
３、１０純水箱
設置純水箱的目的是保證本車間可儲蓄一定量的除鹽水，以防止緊急狀況下向余熱電站大量供水，本系統(tǒng)純水箱為圓形立式水箱，采用優(yōu)質碳素鋼現(xiàn)場焊接制作，工藝尺寸為Φ４８００ｍｍ×Ｈ４５００ｍｍ，穩(wěn)定蓄水體積為８０ｍ３。
３、１１除鹽水泵
系統(tǒng)設置２臺（１用１備）除鹽水泵，除鹽水泵揚程４５ｍ，流量６ｍ３／ｈ，電機功率２、２ｋＷ。水泵應配套水箱液位連鎖控制系統(tǒng)。水泵形式為立式離心泵，電動機能效一級，葉輪為全金屬結構，并配有油位指示器和聯(lián)軸器罩，機械密封。所有水泵均為不銹鋼。
３、１２附屬系統(tǒng)
輔助工藝系統(tǒng)包括：過濾器反洗系統(tǒng)、ＲＯ清洗系統(tǒng)、混凝劑投加系統(tǒng)、殺菌劑投加系統(tǒng)、阻垢劑投加系統(tǒng)、還原劑加藥系統(tǒng)、加堿系統(tǒng)和加氨系統(tǒng)等。
４運行狀況
本工程使用的預處理＋兩級ＲＯ＋ＥＤＩ水處理系統(tǒng)產水水質據業(yè)主反饋完全滿足表２中水質要求。系統(tǒng)藥品化學成分及投加量見表３，預處理系統(tǒng)中多介質過濾器和活性炭過濾器均采用手動反洗操作，當系統(tǒng)壓差達到０、０５ＭＰａ時，進行反沖洗１５ｍｉｎ，然后正沖洗１０ｍｉｎ。兩級ＲＯ開機沖洗，運行期間間隔１ｈ沖洗一次?？缒翰钤黾樱保埃ァ保担セ虍a品水的脫鹽率下降１０％～１５％再或者產品水膜透過量下降１０％～１５％時，進行在線化學清洗，先用質量分數０、１％的ＮａＯＨ循環(huán)清洗１５ｍｉｎ，再用質量分數０、２％的ＨＣｌ循環(huán)清洗１５ｍｉｎ，清洗后系統(tǒng)效能可恢復至９８％以上。兩級反滲透需分開清洗，不能同時清洗。
５結果：
該工程的成功穩(wěn)定運行表明兩級ＲＯ＋ＥＤＩ組合水處理工藝完全滿足低壓余熱鍋爐補給水的制水性能要求，出水電導率可長期穩(wěn)定＜０、１μｓ／ｃｍ。與傳統(tǒng)ＲＯ＋ＭＢ相比較，本工藝系統(tǒng)具有顯著的自動化程度高、運行成本低、制水連續(xù)性強、環(huán)境友好等諸多優(yōu)點。
