2×500MW火力发电厂循环水排污水回用技术分析.pdf

第 3 6卷 第 8期 2 0 1 4年 8月 华 电炭 Hua d i a n Te c h n o l o g y V0 1 ． 3 6 No ． 8 Aug ． 2 01 4 2 5 0 0 MW 火 力发 电厂循 环水排污水 回用技 术分析 吴 溪 中国华电工程 集团 有限公司， 北京1 0 0 0 7 0 摘要 以山西某电厂为例 ， 介绍了循环水排污水经高滤速纤维过滤器 、 压力式超滤、 反渗透处理后作为锅炉补给水水源 和热网补水的方案， 论述了循环水排污水回用技术的特点， 分析了应用后的经济和社会效益 ， 供处理同类问题时参考。 关键词 火力发电厂； 循环水排污水； 高滤速纤维过滤器； 压力式超滤 ； 反渗透 中图分类号 X 7 0 1 文献标 志码 B 文章编 号 1 6 7 41 9 5 1 2 0 1 4 0 80 0 6 8 0 2 0 引言 火力发电厂耗水量高 ， 排水量也高 。随着水资 源短缺和水污染问题 日益严重 ， 水 已成为火电工业 发展的制约因素 ， 控制用水和排污已成为火力发 电 厂重点治理项 目之一 。 循环冷却水是火力发电厂用水量最大的部分。 循环冷却过程中由于水不断蒸发而使盐类浓缩 ， 因 此需要排污和补充新水。循环水系统的排污水一般 占循环水系统补水量的 2 0 ％ ～3 0 ％ ， 含量虽高 ， 但 有机物污染较少 ， 水质较工业污水好 ， 对这部分水进 行部分除盐处理即可 回用 ， 且相关技术比较成熟 ， 处 理成本较低 。 由于循环冷却水排污水含盐量较高 ， 要 回收利 用需对其进行脱盐。目前可用于脱盐的工业化方法 主要有蒸馏法、 离子子交换法及反渗透法等。反渗 透法属于膜分离技术范畴 ， 具有设备简单 、 体积小、 操作程序单一 、 分离系统较大、 节能高效等优点。通 常情况下 ， 运行 中操作人员少 ， 易于管理 ， 定期进行 清洗可延长膜的寿命 ， 保 证膜装置长期稳定运行 。 反渗透法在 国内发展迅速 ， 无需酸碱 ， 运行成本较前 两种方法低 。 1 电厂情 况概 述 山西某电厂装机为 2 5 0 0 MW 燃煤发 电机组 。 电厂生产用水主要包括循环冷却水、 除盐水、 锅炉除 灰 渣 用水、 辅机和转 动机械冷却 用水 、 化学 自用 水 、 杂用水等， 非生产用水包括厂区生活用水 、 清扫 用水和绿化用水等。电厂产生的废 、 污水有工业废 水、 生活污水、 循环水排污水等。 收稿 日期 2 0 1 4 0 31 8 ； 修回日期 2 0 1 4 0 6 0 8 电厂的工业水源原 为泉水 ， 是优质 的地下水 。 为了保护地下水源 ， 地方政府要求 “ 置换泉水， 符合 优水优用 、 分质供 水的原则 和方 向” 。为 了节 约用 水 ， 增加水的循环利用率 ， 减少 电厂排水对周边环境 的影响， 电厂将 3 ， 4机组循环水部分排污水综合 利用 ， 通过反渗透预脱 盐处理后作 为锅炉补给水水 源， 并为热网补水。 2 系统方案 在该期工程 中， 循环水排污水从 3 ， 4机组循 环水泵出水管上各引出 1 根出水管， 汇成 1 根出水 母管将水送至一期原有生水箱 。新增生水升压泵提 升生水箱 中的循环水排污水至新增纤维过滤器。循 环水排污水经过纤维过滤器处理悬浮物后 ， 进 入新 增的超滤系统 ， 超滤系统设置 2组 ， 超滤出水进入一 期工程原有的超滤水箱。新增反渗透给水泵提升超 滤水箱中超滤出水 ， 经新增 的保安过滤器后进入新 增高压泵 ， 升压后进入新增反渗透系统 。反渗透 系 统设置 2组 ， 反渗透产水进入一期的软化水箱 ， 并通 过新增的软化水泵外输到化学除盐站 外送管 与一 期原产水输送 管连通 ， 并加装联络 门 。在进保安 过滤器前根据需要依次投加酸 、 阻垢剂和还原剂 。 设计水源为 3 ， 4机组循环水排污水 ， 经生水 升压泵升压后进入过滤 系统 ， 设计水 温为 l 8～3 0 ℃。此水经过循环水补充水 的石灰预处理部分补充 到循环水系统 中， 再按 3～ 4的浓缩倍率浓缩后排放 进入该工程的生水箱进行下一步处理 。 主要工艺流程如下 循环水排 污水一 生水箱一 生水 升 压 泵一 纤 维 过 滤 器一 超 滤装 置 加 凝 聚 剂 一超滤水箱一反渗透给水泵一反渗透保安过滤 器 加酸 、 阻垢剂 、 还原剂 一 高压水泵一 反渗透装 置一软化水箱一除盐 阳床人 口和软化水箱入 口。 第 8期 吴溪 2 5 0 0M W 火力发电厂循环水排 污水回用技术分析 6 9 3 技术特点 1 循环水排污水作 为电厂锅炉补 给水和热网 补水 。循环排污水经反渗透处理后 ， 含盐量很低 、 硬 度很小 ， 因此循环冷却水排污水经反渗透脱盐后的 出水 ， 可作为锅炉补给水预脱盐水源。 2 超滤膜 的选 型， 膜通量 的选 取。采 用压力 式超 滤 ， 膜 型号为 T A R G A 1 0 0 7 2 ， 截 留分 子量为 1 0 万 U ， 膜材料为聚醚砜树脂 P E S ， 具有以下几个方 面优势 。 1 采用 的超 滤膜材质 为改性 P E S ， 具 有 良好 的亲水性 、 化学稳定性 、 机械 强度 以及较好 的抗氧 化性。 2 极薄 的致 密层和不对称 的海 绵支撑结构 ， 可实现最低 的膜深层污染和最大的膜清洗恢复。 3 科氏的膜丝 内径使得流体具有更高的湍流 性能 ， 通量衰减缓慢 ， 清洗相对容易 ， 抗污染性提高 。 4 低通量 5 8 L ／ i n ． h 的选取有利于超滤 系统的稳定运行 ， 对于水质和水量的变化 ， 有较大的 缓冲性和适应性。 3 反渗透段问增压形式。若反渗透装置 内未 设置段间增加 ， 则二段膜元件可能会没有发挥全部 的作用 ， 膜通量较一段膜通量会小很多。反渗透一 段浓水含盐量很高 ， 进入二段 的进水净驱动力很低 ， 使得二段的膜通量很低 ， 造成了二段膜元件的浪费。 所 以， 该工程反渗透系统采用了段问增压设计 ， 由于 段间增加的扬程较低 ， 选用一段 出水增加背压阀来 达到段间增压的目的， 这种设计节省了段间增压泵， 也节约了电费 。 4 化学品消耗量少。采用反渗透技术进行锅 炉补给水预脱盐 ， 与离子交换系统相 比， 大大减少了 酸碱的消耗量 ， 从而减少了酸碱废水 的排放量 。 5 节约费用。采用膜法处理装置 回收循环冷 却水系统的排污水 ， 可减少新鲜水补充量 ， 解决污水 排放 问题 ， 并减少交纳外排水费用 。 4 项 目实施情况及经济效益分析 4 ． 1 设备参数 1 孔隙调节 型纤 维过滤器设计参数 数量 ， 3 台； 单台设备设计出力， 1 5 0 1“13 ／ h ； 单台设备设计运 行流速 ， 6 0 m／ h ； 设备直径 ， D N 1 8 0 0 m m； 设计压力 ， 0 ． 6 M P a ； 本体材料， Q 2 3 5一 B ； 内壁防腐材料， 聚脲。 反 洗 强 度 水 量 ， 1 6 ． 4 L ／ 1 11 S ； 气 量， 6 6 ． 2 L ／ 1／ 1 s ； 气压 ， 0 ． 0 4M P a 。 2 超滤 系统 。超滤装置按 2列设计 ， 每列出 力 1 4 0 i n ／ h ； 每列都能单独运行 ， 也可同时运行。每 套超滤装置产 品水管和浓水管设取样点 ， 以便有效 诊断并确定 系统缺陷。超 滤膜组件安装在组合 架 上 ， 组合架上应配备全部 管道 、 阀门及接头 ， 还包 括 所有的支架、 紧固件、 夹具等附件。 超滤系统设计参数 系列数量， 2列 ； 膜元 件总 数量 ， 6 0支 T A R G A 1 0 0 7 2 。 膜元件特性参数 膜孔径 ， 0 ． 0 1 I x m； 截 留分子 量 ， 1 0万 U ； 设计通量 净产水 ， 5 8 L ／ i n h ； 过 滤面积 ， 8 0 ． 9 i n ／ 支 ； 中空纤维丝内径 ， 0 ． 9 m m； 中空 纤维丝外径 ， 1 ． 5 m m； 膜材质 ， P E S 。 膜组件运行工况 单根膜件 出力 ， 4 ． 6 7 m ／ h ； 单 套最大出力 ， 1 6 0IT I ／ h ； 工作压力 ， 0 ． 1 0～ 0 ． 1 5 MP a ； 最大进水压力 ， 0 ． 3 MP a ； 最高进水温度 ， 4 0 o C； p H值 范围， 1 ． 5～1 3 ． 0 。 3 反渗透系统。反渗透装置按 2个系列设 计 ， 每列出力 9 5 1 1“1 ／ h ； 每列都能单独运行 ， 也可同时 运行 。膜元件选用涡卷式反渗透膜 B W3 0 3 6 5 F R 。 膜组件的级 、 段 排列组合方式 反渗透采用一级 二 段 ， 采用 6芯压力容器 ， 单套反渗透采用 1 6 8排列 方式。 反渗透装置设计参数 装置套数 ， 2套 ； 每套 出 力 ， 9 5 I n ／ h ； 排列 级段 方式 ， l 6 8 。 膜元件 形式 ， 卷式膜 ； 型号 ， B W3 03 6 5 F R； 设 计通量 ， 1 9 ． 4 I ／ m h 净 产水 ； 过滤 面积 ， 3 4 i n ／ 支； 单支膜产水量 ， 0 ． 6 5 i n ／ h ； 脱盐率 ， 9 8 ％ ； 材 料 ， 聚酰胺复合膜 ； 膜元件总数量 ， 1 4 4 单套 ； 使用 年限， 3年 ； 年更换率 ， 3 3 ． 3 ％。 4 ． 2 运行情况 循环水排污水处理系统运行指标 超滤 系统出 力 ， 21 4 0 IT I 。 ／ h ； 浊度 ， ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ●● ●◇ 上接第6 9页 9 3 4 3万 t ， 3 0 0 M W 及 以上机组 总容 量 2 5 4 0 MW 地下水年取水量为 4 5 0 0万 t 。如果火 力发 电厂锅炉补给水都采用此改造技术 ， 节水量相 当可观 ， 具有 良好的经济和社会效益 。 参考文献 [ 1 ] 李宏秀， 李文杰， 于宝缘． 电厂循环水排污水回用[ J ] ． 华 电技术 ， 2 0 1 1 ， 3 3 6 7 88 1 ． [ 2 ] G B 5 0 0 5 0 --2 0 0 7工业循环冷却水处理设计规范[ s ] ． 本文责编 白银雷 作者 简介 吴溪 1 9 8 2 一 ， 女 ， 辽 宁本溪 人 ， 工程 师 ， 工 学硕 士 ， 从 事水处理技术方面的工作 E ma i l w u x i 8 2 2 6 1 2 6 ． c o rn 。