利用循环水排污水做锅炉补给水处理系统的选择
Boiler Make—．up W ater Treatment System For Circulating Cooling Blowdown W ater
徐秀萍(山东电力工程咨询院，山东济南250013)
摘要：主要介绍了在当今水资源严重短缺、水源水质污染日趋严重的情况下，为保证机组安全、经济运行，减少环境污染，以合理的投资获得最大的综合经济效益，如何慎重地选择工艺系统合理、技术先进的锅炉补给水处理系统。
关键词：锅炉补给水处理；预处理；超滤；方案比较
中图分类号：TM621．8 文献标识码：B 文章编号：1007—9904(2006)04—0050—02
l 前言
火力发电厂是用水大户，节水是电厂重要的课题之一。循环水排污水再利用，是节水的一项主要措施。
山西某电厂新建2x600MW 超临界燃煤机组，方案设计阶段，锅炉补给水处理水源拟选用二个：一是采用循环水排污水；二是采用当地的水库水。
要求通过技术经济比较后确定经济合理的锅炉补给水处理系统。
2 锅炉补给水处理系统的确定
2．1 系统选择
根据两个不同的水源，补给水处理系统选择了二个方案：
方案一：循环水来水一混凝、澄清一双介质过滤一超滤一反渗透一一级除盐加混床。
方案二：水库来水一加热混凝、澄清一超滤一反渗透一一级除盐加混床。
2．2 反渗透与后置除盐系统选择
2．2．1 反渗透预脱盐工艺的确定化学水处理脱盐的方法目前主要有如下几种：
蒸馏法(含多级闪蒸法)、电渗析法、反渗透法和离子交换法及电除盐等。
蒸馏法不但投资高，而且运行时要消耗大量的能量，热交换器结垢严重，维修复杂。目前，除了用于海水淡化以外，一般不采用。
电渗析法水耗高，运行成本不低，且检修维护工作量大，目前设计基本上不采用。
离子交换法只适用于含盐量低的水质，循环水排污水是原水的含盐量浓缩几倍的水，如采用离子交换法，则运行周期很短，再生频繁，要消耗大量的酸碱及再生用水。所以，当利用循环水排污水作为锅炉补给水水源时，则直接采用离子交换法是不可取的。
目前，用于高含盐量水质的脱盐方法，反渗透技术是最为经济有效的。自60年代世界上第一张高脱盐率、高通量的不对称反渗透膜出世，经过数十年的发展，已经得到公认。其脱盐率可达到98％以上，单根膜脱盐率可达99％以上。不但可以满足系统正常运行的要求，且酸碱耗低，降低了运行成本。所以，系统采用了反渗透脱盐工艺。
另外，在方案二水库水为水源时，系统选择时若不经过反渗透而直接进离子交换，虽然投资稍低，但运行费相当，而且每年需要消耗30％盐酸1400余吨，30％氢氧化钠1000余吨，不利于环保的要求，运行人员的劳动强度也大，所以不采用。
2．2．2 关于反渗透装置与后置离子交换设备配置方式
大机组水处理系统反渗透装置后离子交换设备的配置，基本上为三种方式：
a．2x50％反渗透装置配二级混床加一套一级除盐旁路系统。
b．3x50％反渗透装置配二级混床。
C．2x50％反渗透装置配二套100％容量一级除盐加混床系统
a方案，不但增加了基建投资，系统也复杂。b方案，其投资并不低，且设备检修和机组事故启动增加用水完全靠除盐水箱储存，不能保证机组的安全运行。C方案，投资相仿，并可保证机组的安全运行。所以，本文推荐C方案；2x50％反渗透装置配二套100％容量一级除盐加混床系统。

2．3 反渗透前置预处理系统的确定
循环水处理排污水水质是较复杂的，而反渗透系统运行是否正常，直接取决于反渗透前置预处理系统运行是否正常。目前，作为反渗透预处理方式有澄清过滤和微滤、超滤。
澄清过滤是以往工程比较常用的一种方式，一般选择是；原水一澄清一双介质过滤一细砂过滤一活性炭过滤一至反渗透系统。占地面积大、系统复杂，投资也很高，且对去除水中胶体硅的效果不是很好，在过去的水处理设计规程中，对常规的澄清过滤去除胶体硅等都有明确的规定，因在实际应用中不理想，所以在新的规程中就取消了这些规定。
进入反渗透的水质，污染指数(SDI)越低膜的使用寿命越长，有的资料介绍污染指数(SDI)与产水量、膜
的使用寿命关系如下：

现在反渗透膜供应商提出，进入反渗透系统水质污染指数(SDI)要求小于3。微滤及超滤技术的应用，解决了反渗透系统进水水质的问题。
本工程为超临界机组，对锅炉补给水的水质要求是极严格的，为了达到机组的要求，又能达到节水的目的，在系统选择时，采用了澄清一双介质过滤一超滤一至反渗透系统的新老技术结合使用的方案。
2．4 超滤技术简要介绍
2．4．1 概述
超滤是一种将溶液进行净化、分离或浓缩的膜透过法分离技术。自80年代开始应用以来发展迅速。现已成为膜分离领域中最为广泛应用的技术之一， 应用面非常广泛，近几年已发展到大型水处理工艺系统。是一种很有发展前途的膜分离技术。
2．4．2 超滤膜的主要技术参数及特性
大型的超滤装置是根据制水量由数量不等(或直径不等)的滤筒组装而成。每个不同的滤筒装有(超滤技术现使用的直径1mm、孔径为0．01~m)超滤膜几百根或几万根。其主要特性如下：
a可直接去除病毒、病原体及有机大分子。
b抗胶体污染和有机污染性能强。
c膜的机械性能稳定，使用寿命可达5到7年以上。
d采用全量过滤(也叫死端过滤)或错流循环过滤，系统的回收水率高达90％ 以上，甚至高达95％。
e胶体硅去除率达99％。f进水浊度要求(全量过滤)小于50NTU，出水污染指数SDI可小于l，可提高反渗透产水量10-20％ ，膜的平均寿命可提高2-3年。
2．4．3 超滤技术的使用现状
超滤技术国际上已在广泛的应用。目前国内自来水系统应用比较多(应用微滤系统也比较多)，电力系统的应用起步较晚，近年来，水资源的紧缺及水源水质的恶化，尤其是电厂循环水排污水、城市中水的大量回用，使得超(微)滤技术在电厂水处理系统得到迅速的发展和应用。所以系统选择时两方案均选择了自动化程度高、出水水质好的超滤装置。
3 经济比较
见表1

4 结论
上述两方案针对不同的水源选择了不同的水处理系统，系统的出水水质均可满足机组要求。通过经济比较得出：采用循环水排污水的锅炉补给水处理系统虽然初投资比采用水库水高170万元左右，但年运行费用降低了约250万元，并且节约了大量宝贵的淡水资源。所以，方案一是经济的、可靠的。口 (收稿日期：2006-01-04)