遼寧阜新發(fā)電有限責(zé)任公司鍋爐補(bǔ)給水處理工程

1、遼寧阜新發(fā)電有限責(zé)任公司鍋爐補(bǔ)給水處理工程工程概況遼寧阜新煤矸石熱電廠新建工程于2004年正式立項(xiàng)。項(xiàng)目裝機(jī)容量為212MW中溫次高壓機(jī)組，375m3/h循環(huán)流化床鍋爐，發(fā)電機(jī)冷卻機(jī)方式為空冷。項(xiàng)目的設(shè)計(jì)貫徹國家的能源、產(chǎn)業(yè)、環(huán)保政策和電力建設(shè)的基本方針、法規(guī)和規(guī)程，在已批復(fù)的可行性研究報(bào)告的基礎(chǔ)上，采取有效的節(jié)能、節(jié)水、節(jié)約用地和原材料的措施，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，努力控制工程造價(jià)和運(yùn)行成本，充分利用各方面的優(yōu)勢(shì)，使本項(xiàng)目建成投產(chǎn)后具備競(jìng)價(jià)上網(wǎng)的能力，為電廠的現(xiàn)代化文明生產(chǎn)創(chuàng)造條件。本工程燃用阜新礦務(wù)局新邱礦、海州礦煤矸石，工程計(jì)劃總資金17717萬元。此工程于2005年1月簽定鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)采

2、購合同，系統(tǒng)鍋爐補(bǔ)給水量為40m3/h，循環(huán)冷卻水補(bǔ)給水為20m3/h,水源為海洲礦井排水。主體設(shè)備供貨日期為2005年10月，2006年4月開始調(diào)試， 2006年5月開始供水投運(yùn)，至今運(yùn)行穩(wěn)定。 工程設(shè)計(jì)單位：化學(xué)工業(yè)第二設(shè)計(jì)院工程供貨、施工、調(diào)試單位：北京格蘭特膜分離設(shè)備有限公司本工程以礦井排水再利用和全膜法水處理為主要特征。設(shè)計(jì)概要場(chǎng)所：項(xiàng)目廠址位于遼寧省阜新市城南區(qū)水泉鎮(zhèn)境內(nèi)，現(xiàn)有煤矸石熱電廠的西北部，與老廠區(qū)僅一墻之隔，北距城南車站約0.2km，距礦區(qū)鐵路專用線0.15km，距離海州礦區(qū)約7km，東距阜新十二廠0.4km。原水情況：水源為海洲礦井排水，經(jīng)廠外預(yù)處理后送入廠內(nèi)生產(chǎn)消防蓄

3、水池，鍋爐補(bǔ)給水和循環(huán)補(bǔ)充水處理系統(tǒng)均采用該水質(zhì)。水質(zhì)分析報(bào)告中總含鹽量為1764mg/l，總硬度為11.5mmol/l，屬于高含鹽量、高硬度的水，其水質(zhì)分析見表1。因礦井開采工作的特殊性，水質(zhì)波動(dòng)范圍較大。生水池給水在試運(yùn)行時(shí)期濁度非常高，給水含鹽量則在800-1000mg/l范圍內(nèi)波動(dòng)。產(chǎn)品水要求：鍋爐補(bǔ)給水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。硬度0mol/l；二氧化硅20g/l；電導(dǎo)率0.2s/cm(25)。工藝流程：射流曝氣裝置生水池供水泵板式換熱器 殺菌劑添加裝置絮凝劑添加裝置錳鈔除鐵過濾器不銹鋼絲網(wǎng)過濾器超濾RO供水泵阻垢劑添加裝置還原劑添加裝置一級(jí)反滲透保安過濾器一級(jí)反滲透設(shè)備中間水箱分成兩路其中一路輸送

4、水泵循環(huán)水補(bǔ)充水另一路中間供水泵除碳器PH調(diào)節(jié)系統(tǒng)二級(jí)反滲透保安過濾器二級(jí)反滲透設(shè)備EDI給水泵EDI主機(jī)除鹽水池除鹽水泵加氨裝置鍋爐補(bǔ)給水供貨范圍置：化學(xué)水處理系統(tǒng)由錳砂過濾系統(tǒng)、超濾系統(tǒng)、一級(jí)RO系統(tǒng)、二級(jí)RO系統(tǒng)、EDI系統(tǒng)、加氨系統(tǒng)、儀表、閥門、控制設(shè)備和附屬設(shè)施等組成。平面布置：見圖1。設(shè)施規(guī)模：預(yù)處理流量110m3/h；超濾流量為90m3/h； 一級(jí)反滲透流量為236m3/h (設(shè)計(jì)溫度：25C)；二級(jí)反滲透流量為45m3/h (設(shè)計(jì)溫度：25C)； EDI產(chǎn)水量為40m3/h。膜單元設(shè)備配置：超濾裝置數(shù)量： 3套 膜件型號(hào)： SV-1060C生產(chǎn)廠家： 加拿大/Savier組件數(shù)

5、量： 每套8支，共24支 使用年限： 5年 中空膜內(nèi)/外徑： 1.2mm/1.8mm每支膜過濾面積： 40m2 過濾分子量： 45000道爾頓 膜材質(zhì)： PS（modified） 單膜件出力： 3-6 m3/hr最大工作壓力： 0.4Mpa最高工作溫度： 45.0 工作形式： 內(nèi)壓式 pH范圍： 2.0-13.0反沖洗過程總耗時(shí)： 30-60sec反洗強(qiáng)度： 298-340 L/h反沖洗周期： 15-60min反沖洗過程投加藥品： NaClO化學(xué)清洗周期： 180天 化學(xué)清洗時(shí)間： 30-60min外殼材質(zhì)： PVC/ABS一級(jí)反滲透膜裝置數(shù)量： 2套 膜件型號(hào)： CPA3-8040生產(chǎn)商：

6、美國/Hydranautics數(shù)量： 每套36支，共72支 透過水量： 11000GPD（225psi測(cè)試條件） 除鹽率： 99.7%有效膜面積： 400ft2 材質(zhì)： 芳香族聚酰胺 最高操作壓力： 600psi最高進(jìn)口溫度： 45 使用PH值范圍： 3.0-10.0膜殼數(shù)量 每套6支，共12支 排列方式 4-2二級(jí)反滲透裝置膜件型號(hào)： ESPA4生產(chǎn)商： 美國/Hydranautics數(shù)量： 24支 透過水量： 12000GPD（225psi測(cè)試條件） 除鹽率： 99.2%有效膜面積： 400ft2 材質(zhì)： 芳香族聚酰胺 最高操作壓力： 600psi最高進(jìn)口溫度： 45 使用PH值范圍： 3

7、.0-10.0膜殼數(shù)量 4支 排列方式 3-1EDI裝置膜件型式及型號(hào)： 板式CP-3600制造商： 加拿大/Canpure膜組件總數(shù)量： 14支 最高操作壓力： 60psi最高進(jìn)口溫度： 45 進(jìn)水TEA25ppm進(jìn)水PH6.0-9.0總硬度:0.5ppm使用年限： 5年 工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn)針對(duì)低污染水源選取相應(yīng)抗污染過濾元件超濾組件選定品牌為加拿大Savier /SV-1060C，工作形式為內(nèi)壓，有利于污堵物質(zhì)的反洗去除；截留分子量為45000道爾頓，產(chǎn)水質(zhì)量好，有利于后續(xù)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行；膜絲采用軟澆注專利技術(shù)，韌性更強(qiáng)；膜絲為電中性材質(zhì)，通量恢復(fù)更容易；膜絲親水性處理，過濾通量高，運(yùn)行壓力低；

8、采用較粗內(nèi)徑的毛細(xì)管超濾絲，抗污染和可恢復(fù)能力更強(qiáng)。一級(jí)反滲透膜選型兼顧脫鹽性和透水性針對(duì)高含鹽量原水，一級(jí)反滲透膜元件選定美國海德能CPA3-8040。由于該組件的平均脫鹽率為99.7%，且具有較高的透過水量（11000GPD，225psi，1500ppmNaCl溶液測(cè)試條件），是透水性和脫鹽性的最佳組合。這一選擇，使得一級(jí)反滲透系統(tǒng)脫鹽率維持較高水平的同時(shí)，最大限度的降低了運(yùn)行壓力，節(jié)約電耗。二級(jí)反滲透使用大通量膜組件降低成本二級(jí)反滲透膜采用美國海德能低壓大通量膜ESPA4，具有超低的運(yùn)行壓力，較高的水通量（12000GPD，225psi，1500ppmNaCl溶液測(cè)試條件），節(jié)省運(yùn)行電耗

9、。本項(xiàng)目二級(jí)反滲透系統(tǒng)經(jīng)特殊設(shè)計(jì)，單支膜平均產(chǎn)水量達(dá)到1.875m3/h，減少了膜組件的數(shù)量，有效降低了投資成本和運(yùn)行費(fèi)用。完善且先進(jìn)的控制系統(tǒng) 本工程在化水車間設(shè)集中控制室，采用上位機(jī)與分站式PLC相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，留有與主控室DCS、管理層MIS、以及其他輔助控制系統(tǒng)的接口。在集控室內(nèi)設(shè)1臺(tái)操作員站作為主要的人機(jī)接口方式，通過CRT畫面、鍵盤和鼠標(biāo)對(duì)過程進(jìn)行監(jiān)視和控制，在CRT上能顯示工業(yè)用水預(yù)處理和化學(xué)水處理工藝流程畫面和相關(guān)運(yùn)行參數(shù)，在記錄和管理所有運(yùn)行參數(shù)、報(bào)警信息的同時(shí)，均能通過打印機(jī)進(jìn)行制表。對(duì)于電動(dòng)閥門、電磁閥、泵等轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械除了程序自動(dòng)控制和在CRT上進(jìn)行遠(yuǎn)方手動(dòng)控制外

10、，還可在就地控制箱信號(hào)燈指示下，通過必要的操作按鈕、控制開關(guān)進(jìn)行操作。三種控制方式的選擇，有力的保證了系統(tǒng)和設(shè)備的安全性。 有效的節(jié)水措施節(jié)水的設(shè)計(jì)思想 業(yè)主和設(shè)計(jì)單位在提高水的重復(fù)利用方面作了大量工作，且收效顯著。比如：為減少冷卻塔風(fēng)吹水量損失，塔內(nèi)加裝了除水器，從而使風(fēng)吹水量損失由循環(huán)水總量的0.5%降低至0.1%；工業(yè)水系統(tǒng)中使用后清潔的排水盡量回收利用，作為循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)充水；對(duì)輸煤系統(tǒng)、除灰系統(tǒng)、灰場(chǎng)噴灑的用水采用循環(huán)排污回收水，以減少新鮮水耗量等等。根據(jù)業(yè)主提供的水質(zhì)資料及該機(jī)組對(duì)鍋爐補(bǔ)給水要求，水處理工藝設(shè)計(jì)在盡可能的范圍內(nèi)，做到了節(jié)約用水。水量平衡圖見圖2。其中將EDI濃水和二

11、級(jí)反滲透濃水全部回用，和一級(jí)反滲透濃水全部再利用是本工程的節(jié)水亮點(diǎn)。 補(bǔ)給水系統(tǒng)的節(jié)水措施 1. 將EDI系統(tǒng)濃水回流至超濾產(chǎn)品水箱，為3.7m3/h。2. 二級(jí)反滲透系統(tǒng)濃水回流至超濾產(chǎn)品水箱，為7.9m3/h。3. 反滲透一級(jí)濃水匯集至水箱為24.1m3/h，用于反洗錳砂過濾器為6.25m3/h，用于反洗超濾為6.9m3/h，其余10.95m3/h用于沖洗廁所、澆花和其它用途。4. 換熱器冷凝水回流到生水箱，原水溫度變化會(huì)導(dǎo)致使冷凝水量發(fā)生變化，平均為2.5m3/h。5. 超濾錯(cuò)流反饋水回到生水箱7.2m3/h水量計(jì)算數(shù)據(jù) EDI進(jìn)水量 EDI設(shè)備水利用率為90，產(chǎn)水量為40m3/h。極水

12、排放0.8 m3/h，其余濃水全部回用至超濾產(chǎn)水箱3.7 m3/h。則EDI進(jìn)水量：40/0.9=44.5m3/h。二級(jí)反滲透的進(jìn)水量 二級(jí)反滲透的產(chǎn)水44.5m3/h，水利用率為85，另15%濃水全部回用至超濾產(chǎn)水箱。則二級(jí)反滲透的進(jìn)水量：44.5/0.85=52.4m3/h。 一級(jí)反滲透的進(jìn)水量循環(huán)水補(bǔ)充水為20m3/h，二級(jí)反滲透的進(jìn)水量52.4m3/h，一級(jí)反滲透水利用率為75，另25%濃水全部再利用。則一級(jí)反滲透的進(jìn)水量：（52.4+20）/0.75=96.5 m3/h。超濾有效產(chǎn)水量一級(jí)反滲透的進(jìn)水包括三部分：超濾產(chǎn)水、二級(jí)反滲透濃水、EDI裝置濃水。其中：二級(jí)反滲透濃水反饋為52

13、.415%=7.9 m3/h ， EDI裝置濃水反饋總量為44.510% -0.8 = 3.7m3/h。則超濾有效產(chǎn)水量為：96.5 -7.9 3.7 = 84.9 m3/h。超濾進(jìn)水量 超濾排放水和正洗消耗水量共計(jì)9.43m3/h，錯(cuò)流反饋水量：0.383=7.2m3/h；則超濾系統(tǒng)的進(jìn)水量為：84.94 +9.43 +7.2 = 101.6 m3/h。錳砂過濾器進(jìn)水量 錳砂過濾器正洗平均消耗水量為2.6 m3/h，錳砂過濾器進(jìn)水量為101.6 + 2.6 =104.2m3/h。水處理系統(tǒng)進(jìn)水量 生水池進(jìn)水包括三部分：水處理系統(tǒng)進(jìn)水量、超濾錯(cuò)流反饋水7.2m3/h、換熱器冷凝水約2.5m3/

14、h。所以水處理系統(tǒng)進(jìn)水量為94.5m3/ h?？偨Y(jié) 此工程于2006年5月投運(yùn)，并向后續(xù)設(shè)備供應(yīng)合格水。穩(wěn)定運(yùn)行數(shù)據(jù)如下：錳砂過濾器產(chǎn)水量105m3/h，鐵0.1mg/L；超濾系統(tǒng)入水壓力0.1MPa，濃水0.08MPa，產(chǎn)水0.04MPa，產(chǎn)水量90m3/h，SDI平均值為1.0；一級(jí)反滲透入水壓力1.1MPa，濃水出0.85MPa，產(chǎn)水量73 m3/h，入水電導(dǎo)1380S/cm，產(chǎn)水電導(dǎo)10.6S/cm，脫鹽率為99.2%；二級(jí)反滲透入水壓力1.0MPa，濃水出0.6MPa，產(chǎn)水量45m3/h，加堿后入水電導(dǎo)為21S/cm，產(chǎn)水電導(dǎo)1.1S/cm，脫鹽率為94.8%；EDI系統(tǒng)直流電壓18

15、0V，單組電流1.0A，產(chǎn)水量40m3/h，電阻率17Mcm，二氧化硅8g/L。如果將再利用水計(jì)算在內(nèi)，系統(tǒng)回收率為：（40+20+10.95）/（94.5+2.5）= 73.14%。膜法水處理工藝在此工程取得了令人滿意的效果，也為礦井排水以及類似水源的合理利用做了非常有益的嘗試。圖1：平面布置圖2：水量平衡圖 表1：水質(zhì)分析 名稱：海洲礦井水 采樣日期：3月24日 采樣地點(diǎn)：海洲礦井排放水 分析日期：2004年3月24日 報(bào)告日期：2004年3月30日 序號(hào) 分析項(xiàng)目 單位 分析結(jié)果 序號(hào) 分析項(xiàng)目 單位 分析結(jié)果 1混濁度 mg/l混濁 20耗氧量 mg/l5.442游離二氧化碳 mg/l

16、60.521硝酸根 mg/l0.83PHmg/l7.1922亞硝酸根 mg/l04全固形物 mg/l1785.023磷酸根 mg/l5懸浮物 mg/l20.524銨離子 mg/l6溶解固形物 mg/l1764.525硫化物 mg/l7燃燒減量 mg/l311.026全鐵離子 mg/l0.76628全 硅 mg/l20.3627鋁離子 mg/l9鈣離子1/2Ca2+mg/l129.328銅離子 mg/l0.00110鎂離子1/2Mg2+mg/l61.3529鋅離子 mg/l11氯離子 mg/l113.030亞硫酸根 mg/l12硫酸根 mg/l736.9931活性氯 mg/l13全堿度 mmol/l9.1132溶解氧 mg/l14氫氧根 mmol/l033含油量 mg/l15碳酸根 mmol/l034導(dǎo)電度 2220