某电厂供热工程化水车间.doc

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1、A某电厂供热工程化水车间设计1B发电厂反渗透设备化学清洗设计16C电厂反渗透水处理设备调试大纲24A 某电厂供热工程化水车间设计摘要：XX电厂化学处理车间是电厂的供热改造工程的配套工程，电厂供热改造新增供热能力92t/h，增加的化水处理能力按100t/h设计，水源为地面水，处理流程为采用反渗透加水混床，文章从工程角度探讨反渗透装置在化水系统的应用，并从设计角度简述类似工程的共性、注意事项等内容。 关键词：预处理 机械加速澄清池 反渗透装置 后处理 加药装置 1 工程概况XX电厂供热改造新增供汽能力92t/h，蒸汽来源为225MW机组打孔抽汽，抽汽量为2x40t/h，其锅炉为中温水压锅炉；新建7

2、5t/h锅炉对外供汽12t/h。全厂锅炉总的补给水量需要125t/h，原有的化水车间的设计制水量为50t/h，现有的实际供水能力约30t/h，必须新建化学水处理系统，最大出力按100t/h设计。经与甲方协商，并经实地考虑，新建的化水车间考虑利用原化水车间东侧的旧厂房，其面积和高度均能满足新增设备的要求，室外场地也能满足各类水箱及处理构筑物的布置要求。化学水用水直接从冷却循环水供水母管上接入。2 水质分析资料及锅炉给水水质要求橡胶坝水库水分析资料平均值主要项目摘录如下：总固体：275mg/L ； 溶解性固体：268mg/L； 悬浮物（夏季）：5.1mg/L； 总碱度：3.8mmol/L； 总硬度

3、：4.5mmol/L； 强酸根离子含量：1.20mmol/L； 游离二氧化碳：3.74mg/L； 耗氧量：4.64mg/L； 含盐量：373.6mg/L； Fe3+：1.5mg/L； Cu2+：1.5mg/L 根据火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准GB/T12145-1999，中温中压锅炉给水水质要求。硬度20mol/L ； 氧15g/L； 铁50g/L； 铜10g/L；pH 8.8-9.2； 油1.0mg/L其中SiO2的含量以不影响蒸汽品质为准，中温中压锅炉蒸汽中SiO2的含量20g/kg。3 系统选择根据有关规程和相应的设计导则，中压锅炉采用一般除盐离子交换系统，即能满足补水水质的要

4、求，但锅炉的补给水率高，根据XX电厂的实际运行情况，其补给水率为锅炉蒸汽量的15-22%，约是正常计算补水量的2.5倍。根据供水水质和改造成供热机组后要求的补给水水质标准高等情况，可采用一级除盐加混床系统，这样是能够减少锅炉的排污率，减少锅炉的超额补水量，使之维持到正常水平的补水量。以上处理系统曾经是厂院双方所共同认可的，设计院提供给厂方的高级阶段的设计文件中推荐的也是一级除盐加混床的系统。该项目从立项到施工图设计阶段有近三年的时间，所以当我接手施工图，并提出反渗透（RO）加混床（MB）的系统时，厂方技术人员是有疑问的，原因有以下几点： 根据有关设计原则，一般认为当进水含盐量500mg/L时，

5、采用反渗透是技术可行，经济合理的。在原水含盐量为370mg/L时采用反渗透是否经济合理。 原化水车间采用电渗析（ED）加一级除盐（H-O-OH）系统，厂方的技术人员对一级除盐系统的运行管理比较熟悉，另外，原有的电渗析系统由于多方原因基本上建成后就无法运行，大家对反渗透系统也存有疑虑。 厂方认为反渗透系统比一次除盐系统一次性投入大得多。实际上随着反渗透技术应用的增多，特别是反渗透低压膜、超低压膜（或抗污染膜）的使用，大大降低了运行成本，尤其是电力费用，以至于认为含盐量超过100mg/L的原水（在美国的价格条件下，原水总溶解固形物大于75mg/L时，采用RO是经济的），采用反渗透作为预除盐也是经济

6、合理的，再者，RO系统可减少酸碱用量，排水对环境污染小，操作容易，对原水质变化适应性强，产品水有机物含量低，在有效地去除胶体硅等技术上有优越性，因此，供水量比较稳定的热电厂反渗透装置的使用是可适当放宽的。另外，单从反渗透系统的综合造价而言，已从原来的每吨水5-6万元，降至每吨水2-4万元，初投资与一般除盐系统相比，根据水质情况而稍有差别，是基本持平或稍高，但反渗透的制水成本要远小于一级除盐的，这一点是有共识的。根据对临近的部分电厂正在运行的反渗透系统的考查，厂方最终同意采用RO+MB系统，具体流程如下：预处理和后处理流程的选择考虑了下列因素：水源为地面水，雨季及红薯收获水质变化较大；满足供热机

7、组的用水水质要求，工艺设备要可靠；操作简单，适应水质改变和设备故障的能力强，处理设备的备用情况；废液的处置与排放；投资和运行费用，具有可靠的监测手段。上述流程还应包括反渗透装置的清洗过程，具体内容下面的有关章节有详述。4 处理构筑物和设备针对流程中涉及的处理构筑物和设备，文章从设计计算、工程使用、设备性能、在线仪表等方面简介如下：4.1 机械搅拌澄清池在机械搅拌澄清池、水力循环澄清池、脉冲澄清池、悬浮澄清池等几个池型中选择机械搅拌澄清池， 是因为其处理效率高，单位面积产水量大；对水质、水量、水温的变化适应性强，运行稳定、投药量少，易于控制；进水浊度一般不大于5000mg/L(短时间内允许达50

8、00-10000mg/L)出水浊度小于10mg/L。设备处理水量的确定应考虑设备的自用水率，并应根据原水水质计算出各级设备的自用水率，初期估算可按以下原则：混床的用水率5%，RO装置回收率75%，过滤器自用水率15%，澄清池自用水率15%，计算得出机械加速澄清池处理水量为185m3/h。设计选用单座额定出力120m3/h，直径7500mm机械加速澄清池两座（95S721），在清水区水面下0.50m处增设斜管，斜管长L=1.00m，倾角=600。这样不仅使澄清池的出力增加80%左右，达220m3/h，还可改善澄清池出水品质，设计考虑两座池子同时运行，澄清池在低负荷运行，对保证后续处理设备进水水质

9、是有把握的，一座澄清池检修，另一座澄清池运行仍能满足正常的供水要求。机械加速澄清池能去除约75%的进水有机物，其出口有机物含量约1.16mg/L。在每座机械加速澄清池进口设流量表，出口设浊度计（监测范围0-50mg/L）,进出口设温差监测仪等。4.2 混凝剂加药系统和杀菌加药系统混凝剂加药系统采用成套加药装置1套，型号CTA1-1/2xJ。包括加药桶（V=500L）1个，柱塞计量泵（Q=40L/h，H=0.5-4MPa）2台，计量泵考虑可同时使用。混凝剂采用硫酸铝，雨季时采用聚丙烯酰胺，混凝剂的投加量可参照类似原水条件下的现有净水厂的运行经验确定，因影响混凝因素较多，实际运行时，混凝剂的加入量

10、应在烧杯试验的基础上作调整。杀菌剂通常选用次氯酸钠，由于采用次氯酸钠作为杀菌剂，水中有残余氯，为满足RO装置（复合膜）的进水要求，原水进入RO装置前必须去除残余氯。现在的膜供应商根据膜的性能够提供非氧化杀菌剂，这样后续流程就不用投加还原剂。药剂加在第一反应室内。4.3 机械过滤器机械过滤器的处理水量为160m3/h，选用2台3200的双层滤料过滤器，正常运行速度V=10m/h，强制滤速V=20m/h，设计再生周期24h。滤料采用稀土瓷砂滤料，该滤料球状度在0.96-0.98之间，接近于球形，其粒径和密度均可在生产时控制，设计滤料的参数如下：上层滤料高400mm,粒径1.2-1.4mm，密度1.

11、0-1.2g/cm2，下层滤料高800m，粒径0.8-1.0mm，密度2.0-12.2g/cm2。这样滤料基本为均质滤料，整体粒径分布上大下小，接近于理想配置。 过滤器的设计水头损失29.4-49.0kpa，反洗采用空气擦洗加全浮动状态下的逆流反洗。一般发生下列情况之一时，需要进行反洗，过滤器水头损失达到规定值（或建议值）；过滤器出水水质变坏或达到设定的水质上限时；过滤器运行达到规定（或建议）的运行时间。反洗参数的确定按相关规范执行。 过滤器的运行监控项目主要有：水头损失，出水质量，自动反洗时的起始状态与运行周期，滤速（流量），反洗强度、反洗持续时间等，监控仪表主要有：进口流量计,出口浊度仪，

12、进出口压力表（或压差仪）等。 过滤器出口浊度2mg/L，Fe0.3mg/L(以Fe表示)。4.4 活性炭过滤器 活性炭过滤器的处理水量为160m3/h，选用2台3200活性炭过滤器，要求选用优质果核壳类活性炭，以确保机械强度好，满足吸附速度快，吸附容量大的要求。原水进入活性炭过滤器前，尽量把颗粒胶体物除去，以防堵塞炭的细孔使炭床孔隙堵塞，以提高活性炭的吸附效果。一般要求进吸附柱浊度3-5mg/L。活性炭过滤主要用来除去有机物和残余氯，选择水处理措施可采用A值指标（英国中央发电局使用）。 耗氧量指标是27，用kmno4作氧化剂，氧化4小时测得的O2值。A0.004不用除有机物措施。 A=0.00

13、4-0.008 复床中用大孔树脂。 A=0.008-0.0015 用活性炭或CL型树脂预处理。 A0.015采用加氯氧化分解和活性炭吸附处理。因此，在澄清池投加氧化剂的基础上，还需增加活性炭吸附处理。活性炭过滤器放在机械过滤器的后面，是保证活性炭过滤器的进水浊度满足要求。一些反渗透供应商希望把活性炭过滤器放在机械过滤器前面，理由是活性炭的破碎颗粒加重的保安过滤器的负担，并有可能进入RO装置，这一点主要是由于所选活性炭滤料不合理造成的，活性炭过滤器不应直接面对浊度较高的原水。活性炭吸附终点的控制，应根据去除有机物的性质而定，一般吸氯优于有机物，而且吸附率几乎是100%，如以余氯作控制点则控制CL

14、20.1mg/L；如果以有机物作控制点，应控制A值0.004。本工程是以去除有机物为主。值得指出的是活性炭（GAC）过滤器内滤料的多孔结构，活性炭吸附的有营养的有机物，提供了细菌繁殖的环境，因此，GAC过滤器的定期擦洗或化学处理是必要的。活性炭过滤器的在线监控仪表主要的：进口流量计，出口余氯仪（本工程不设），进出口压力表等。4.55m保安过滤器因为反渗透装置对进水中悬浮物杂质含量有严格的要求，除了需要预先对原水进行常规的粒状滤料过滤外，还有必要使用滤芯滤料过滤（常用5m滤芯），以除去水中微量的悬浮杂质。保安过滤器的处理水量为140m3/h，选用600mm的5m保安过滤器2台。不同厂家的产品对悬

15、浮物的去除效果稍有不同，下面给出某种5m过滤器过滤性能：5m滤芯透过大于5m颗粒的几率小于0.05%；进水浊度低于1mg/L时，其出水浊度低0.3mg/l；进水浊度低于2mg/l时，其出水浊度低于0.5mg/L; 进水中Fe含量为100mg/L时，出水中Fe的含量为13mg/L；对硅的去除效果不明显的,约在20%左右；对进水SDI值的降低效果显著，去除率在80%左右。另外，从经济运行的角度看，滤芯的运行压差不宜过大，否则，出现能量消耗大以及堵塞严重的情况下，当进水流量（或压力）有波动时，会将截留杂质带过滤芯而影响出水水质。建议单个滤芯出力为0.5m3/h时，使用压差最好小于0.05MPa，此时

16、的运行时间约为20d。对于给定水量的过滤器内所需滤芯的组合及数量，应根据厂家对滤芯性能的说明而定，过滤器的运行周期和压降也需根据滤芯性能和过滤的结构进行测算。保安过滤器的进出口应装压力表（或压差计）。4.6 RO装置 RO系统主要从反渗透的进水水质、反渗透膜结垢的控制、RO装置的本体设计及RO装置的清洗等方面来论述。1）反渗透的进水水质设计采用海德能公司生产的840CPA3膜，是普通复合膜，其运行条件如：最大SDI4.0，最高温度45，最大浊度1NTU，pH范围3.0-10.0，最大给水流量75gal/min。测试条件（1500mg/L，NaCL，1.6Mpa，25，pH6.5-7.0，回收率

17、15%）下的产水量42m3/d，脱盐率（CL-%）99.5%，膜表面积37m2。下面给出常用的反渗透膜的进水水质，可供参考。a 、卷式醋酸纤维素膜 其对反渗透进水水质的要求如表一所示。b、中空纤维式聚酰胺膜 其对反渗透进水水质的要求如表二所示表一 卷式醋酸纤维素膜对反渗透进水水质的要求项目 建议值最大值SDI1544浊度（NTU）0.21含铁量（mg/L）0.10.1游离氯（mg/L）0.2-11水温（）2540水压（MPa）2.5-3.04.1pH（值）5-66.5表二 中空纤维式聚酰胺膜素膜对进水水质的要求项目 建议值最大值SDI1533浊度（NTU）0.20.5含铁量（mg/L）0.10

18、.1游离氯（mg/L）00.1水温（）2540水压（MPa）2.4-2.82.8pH（值）4-1111c、常规卷式复合膜 其对反渗透进水水质的要求如表三所示d、超低压卷式复合膜。 其对反渗透进水水质的要求如表四所示。表三 常规卷式复合膜对反渗透进水水质的要求 项目 建议值最大值SDI1545浊度（NTU）0.21含铁量（mg/L）0.10.1游离氯（mg/L）00.1水温（）2545水压（MPa）1.0-1.64.1pH（值）2-1111表四 超低压卷式复合膜对反渗透进水水质的要求 项目 建议值最大值SDI1545浊度（NTU）0.21含铁量（mg/L）0.10.1游离氯（mg/L）00.1水

19、温（）2545水压（MPa）1.054.1pH（值）3-1010其中SDI量用来衡量反渗透装进水水质的一个很有用指标，即污染指数FI，也可称为淤泥密度指数SDI。SDI值测试与膜元件运行状况不是一致的，与浊度指标相比，也是仅能更好反映反渗透装置污染程度而已，SDI值与污染程度关系见表五。表五 SDI值与污染程度关系SDI值污染程度3低污染3-5一般污染5高污染在反渗透装置中，通常用15min的SDI值。SDI值的极限值为6.7。2)反渗透膜结垢的控制中空PA膜和复合膜不能忍受氧化剂如残余氯、碘、溴、臭氧等，这些氧化剂对膜有侵蚀破坏作用。当水中存在铁锰、铜等金属时，它们会起催化剂作用，加速残余氯

20、的氧化侵蚀作用。去除水中氧化剂通常加入还原剂亚硫酸钠，本工程无需加入还原剂，是因为澄清池投加是非氧化杀菌剂。投加还原剂工程设计时可采用成套的加药装置。反渗透系统通常防止CaCO3在膜上沉淀的方法是加酸调节水的pH值，加酸的多少就是要使浓水中朗格里尔指数小于或等于零，使CaCO3无法在膜上沉淀出来。一般情况下加HCL，加药装置可采用成套的加药设施。防止硫酸盐（CaSO4）等的结垢的方法，通常是在给水中加入六偏磷酸钠（SHMP）等。一般来说，判断硫酸盐是否在RO膜上析出，需要用溶度积KSP来判断。加药装置可采用成套的加药设施。本工程经计算不需单独投加SHMP。实际上，现在的膜的供应商都是根据原水的

21、水质情况，提供一种综合的药剂，满足调pH值、阻垢等要求，使加药系统简化。3)RO装置在设计反渗透除盐装置时应考虑如下因素：a. 系统的出力、系统回收率、系统脱盐率； b. 选择合理的膜类型和膜构型； c. 计算所需膜元件（组件）的数量； d. 测算膜组件合理的排到组合，尽量使各段膜元件的出力和压降相当； e. 确定高压泵的位置，本工程高压泵与膜组件分开布置； d. 合理选择连接管道。 e. 合理选择与水接触的就地仪表及探测敏感元件等，实际工程中基本是由设计人员提出相应的要求，由膜供应商根据原水水质及反渗透膜的具体数据给出RO装置的整体安装、加工方案，并配供相关的附件，如必要仪表、管道、阀门等。

22、以下仅就系统回收率、膜元件的渗透水量、高压泵的选择等给以介绍。 系统的回收率在采取适当预处理的情况下，通常采用75%回收率，该回收率也称为标准系统回收率。这主要由下面两个因素决定：a. 采用75%回收率时，可选用6m长的压力容器（内装6个40长的膜元件或4个60长的膜元件），每个压力容器最佳回收率为50%，当采用2:1排列时，系统回收率为75%。该排列无需使用浓水循环，即可把相当高比例的给水转为渗透水。b. 回收率不大于75%，对整个RO渗透水质量不会有太大的影响，当回收率超过75%时，水质急剧下降。 RO渗透水量单个膜元件的渗透水量q可按下式计算式中PN膜元件的实际净运行压力； 污染系数，小

23、于1； qv.d单个膜元件的额定渗透水流量（由膜厂商提供）； Pd单个膜元件的额定运行压力（由膜厂商提供）； TJ温度校正系数（由膜厂商提供）根据单个膜元件的渗透水量q和总出力即可计算所需的膜元件数。作项目估算时，可按单个膜元件的额定渗透水量的70%计算。本工程经计算共需108只CPA3膜元件，供两套装置，2:1排列，回收率75%，每套RO装置设计出力50t/h。 高压泵与RO装置配套的高压泵通常选用丹麦格兰富泵，一套RO装置配一台泵（或两台泵），不备用，本设计选用SRN65-7-1型泵2台。高压泵的实际运行压力由净运行压力PN、渗透水的压力（背压）Ppea、系统压差Ppd的一半、系统平均渗透

24、压ar相加得到。对溶液TDS低于1000mg/L的RO系统，当回收率为75%时，渗透压对膜的透过水量的影响可以忽略不计。 反渗透装置的清洗在正常运行条件下，反渗透膜可能被无机物垢、胶体、微生物、金属氧化物等污染，这些物质沉积在膜表面上，将会引起反渗透装置出力下降或脱盐率下降，因此，为了恢复良好的透水和除盐性能，需对膜进行化学清洗。清洗条件应根据膜制造商提供的清洗导则进行，如果膜制造商未提供清洗导则，则应遵循下列原则，即凡是具备下列条件之一的情况，均需要对膜元件进行清洗。a.标准渗透水流量下降10%-15%。 b.标准系统压差增加10%-15%。 c.标准系统脱盐率下降1%-2%或产品水含盐量明

25、显增加。 d.已证实有污染或结垢发生。至于清洗药剂的选择，不同的膜生产厂商对污染物采用的药剂有不完全一致的要求。具体清洗配方或专利清洗液向膜供应商索取。一般清洗系统由清洗泵、清洗水箱、5m保安过滤器及所需的管道、阀门和控制仪表（如pH计、温度计、流量表）等组成。清洗流程见下图。 1-清洗水箱；2-清洗泵；3-保安过滤器；4-RO装置。本工程设V=3.0m3清洗水箱一个，600mm保安过滤器一台，CRN64-2-2清洗泵一台等设备。提醒注意的是清洗泵应耐腐蚀，一般压力可为0.3-0.5Mpa，流量数据可向生产厂商索取，确定清洗水箱的体积时，应考虑压力容器的容积、保安过滤器的容积、有关管道的容积等

26、。4.7 混床RO装置的出水水质不满足锅炉补给水的要求，必须增设后续处理设施，设计采用混床，混床出力按105t/h，选用2台1500mm混合离子交换器，树脂层高500（阳）/1000（阴），阳树脂型号D001MB，阴树脂型号D201MB。考虑混床同时运行，混床出口加装树脂捕集器。混床出水质量：电导率（25）0.1S/cm，二氧化硅0.02mg/l，满足锅炉补给水的要求。混床的在线监测仪表主要有：进口流量计、出口电导仪、进出口压力表等。4.8 相关的配套设施1）再生设施新建化水车间紧临原化水车间东侧，酸、碱贮存设施均可利用原有设施，仅需增设酸计量箱一个，碱计量箱一个。计量箱可根据树脂装填量、树脂

27、的交换容量及再生剂耗量（应最终换算至再生浓度）计算得到，计量箱的有效容积应满足再生一次用量，并应有富余量。设计酸计量箱容积为1.5m3,碱计量箱容积为1.5m3，采用喷射器输送再生液。计量箱应单独放置一个房间内，并需通风。2）罗茨风机机械过滤器反洗用气和混床清洗时用气采用罗茨风机供给。罗茨风机的供气量及供气压力可根据有关导则算出，并最终确定罗茨风机型号，本工程罗茨风机型号L41WD，罗茨风机的供气量仅需满足最大一台设备的供气量即可。罗茨风机设计时要加装空气过滤器和消声器等配套设施，并要求单独放在一个房间内。3）水泵水泵主要包括原水泵、反冲洗水泵、中间水泵、除盐水泵、再生泵、清洗水泵等，均布置在

28、水泵间。原水泵、中间水泵、除盐水泵的扬程按0.4Mpa选用，反冲洗水泵的扬程按0.2Mpa选用，再生泵的扬程按0.3Mpa选用，清洗水泵的扬程按0.3-0.5Mpa选用（前已述及）。原水泵、中间水泵、除盐水泵均为二用一备，考虑多工况运行情况，反冲洗水泵不备用，再生泵一用一备，清洗水泵不备用。设计时应注意水质不同，选择的泵也应不同，原水泵、反冲洗泵可采用一般的清水泵，其他泵要选用防腐蚀的泵。4）加氨系统氨与给水中残留的游离二氧化碳化合，提高给水的pH，以防止氢去极化腐蚀，保护金属氧化膜。加药量为每毫克CO2消耗0.40.8 NH3，药剂可以采用钢瓶液氨或氨水。加氨点设在除盐水泵出口处，这有利于保

29、护除盐水管。控制给水的pH值8.5-9.2，给水含氨量在1.0-20mg/L以下。利用成套加药装置投加氨液，该装置为2箱2泵式，包括500L加氨桶2个，J2-40/4.0柱塞计量泵2台及搅拌器等，平面尺寸为3000x2400mm，加氨需单独一个房间，并需排风。5）各类水箱水箱的容积可根据规范要求确定，设计时可适当放大。具体如下：原水箱2台，单台容积150m3，与澄清池成组布置。 中间水箱1台，容积50m3。 除盐水箱2台，单台容积200m3。水箱液面铺设液面球，以减少空气中的CO2、O2重新溶入水中。上述水箱均为钢制，外刷防锈漆两道，油性调和漆一道，原水箱、中间水箱内衬酚醛玻璃钢6层，除盐水箱

30、内涂环氧树脂漆6层。水箱均布置室外。6）化验设施化验设备与原化学车间的化验设备合用，新车间设运行值班室，可做简单的监测化验。5、存在的问题项目设计完成后，没有立即实施，近期建设方决定实施该项目，经与建设方、意向的设备供货方讨论，认为设计存在以下不足，应予改正。(1)机械过滤器滤速偏高，对保证后续设备的进水水质安全有一定的影响，应增加一台机械过滤器。(2)混床虽已考虑单独运行的可能性，但原设计直径偏小，无备用，应把混床直径由1500mm改为1800mm，考虑备用。6、化水设计简述通过本工程的设计，总结出一些经验和建议，希望能有些参考价值。(1)设计出步骤及内容1）要求建设方提供水源的水质全分析资

31、料，校核水质，确定水质类型。2）计算设计出力，包括正常出力和最大出力。3）根据水质分析情况和锅炉对补给水的要求，确定经济合理的处理流程。4）确定主要处理设施的设计出力，应考虑自用水量，可从后向前计算，工程初期可估算，混床按5%，过滤器按10-15%，机械机械加速澄清池按15%。5）根据设备的设计出力确定处理设备的型号、尺寸，选择合适的滤料和树脂；选择合适的膜元件，并确定其数量和布置方式。6）确定各类水泵的参数、数量、备用情况，应满足不同工况（如一套RO装置清洗时）的运行要求。7）根据过滤器和混床的用气参数，确定罗茨风机的型号，应有备用。8）根据混床树脂装填量、树脂的交换容量、进水水质数据计量出

32、一次再生酸、碱用量，并以此算出计量箱大小、酸碱贮罐的容积、中和池的容积及调节用酸碱的用量。计算计量箱时要换算成再生浓度，而酸碱贮罐的容积应按工业供货的浓度计算，根据中和池的容积得出排污、搅拌用水泵的参数。9）根据规范计算出各类水箱的容积，并确定其尺寸。10）画出工艺处理流程图，流程图中应标示出各种设备连接方式、管径、在线仪表的安装和阀门等，应给出图例、主要设备清单。11）画出设备的平面布置图，其中澄清池、水箱、酸碱贮罐和中和池宜布置在室外，一般水处理车间分高低两跨，高跨主要布置过滤器、RO装置、混床等，低跨主要布置泵类、计量箱、罗茨风机、加药设备等。设备布置时，管道连接要简捷、顺畅，泵类的布置

33、和室外水箱应统一考虑，避免管道交叉过多，应考虑通行的要求。 应考虑值班、电气、实验室的面积。12）给出化水车间管道布置的总体方案，包括位置、标高、管道间距等。13）根据管道布置的总体方案画出各分册的施工图。以上即为化水设计包括的内容，其中一些步骤次序可以调换。(2)向其他专业提资要求设计不同时段时，应及时向相关专业提出设计资料及相应的技术要求。1）总平面布置完后，应向建筑专业提出设计资料，图中应给出门、窗尺寸，厂房净高，室内外高差、管沟、排水沟等数据。2）在建筑返回设计资料后向结构专业提出设计资料，图中应包括设备基础大小、设备荷重、基础预留螺栓孔、基础和梁（板、柱、墙体、沟壁）上的预埋铁、留洞

34、等数据。3）向电气专业提供用电设备的用电负荷、控制要求等数据，并提供平面布置。4）向热控专业提供各种监测仪表的要求，如测量范围、平面位置、安装高度等条件，并确定各类设备的控制方式，如集中或分散控制，就地还是远程控制等，并提供设备平面布置图及工艺流程图。5）向暖通专业提供需要通风的房间的所要求通风次数。以上是基于个人的经验提出的建议和相关数据，供同行参考。参考文献：1火力发电厂化学设计技术规程（DL/T5068-1996），中华人民共和国电力工业部，1996年。2火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量（GB/T12145-1999）。3中国市政工程西南设计研究院，给水排水设计手册第一册，中国建筑工业

35、出版社，2000年。4上海市政工程设计研究院，给水排水设计手册第三册，中国建筑工业出版社，1986年。5华东建筑研究设计院有限公司，给水排水设计手册第四册，中国建筑工业出版社，2002年。6冯敏主编，工业水处理技术，海洋出版社，1992年。7冯逸仙、杨世纯编著，反渗透水处理工程，中国电力出版社，2000年。B 发电厂反渗透设备化学清洗设计【摘要】本文叙述了发电厂反渗透设备长时间运行后，出现端间压差升高、脱盐率下降这一情况，并指出它是由反渗透膜结有垢物和受到细菌污染而造成的。文中对反渗透垢的生成和细菌污染进行了分析，阐明解决办法是对反渗透设备进行化学清洗，并详细地制订出了反渗透设备化学清洗的技术

36、措施。【关键字】反渗透； 污染； 结垢； 化学清洗 前言我厂于1998年10月建成投产了三套反渗透予脱盐设备，此三套设备是由水处理工程公司成套供应，反渗透膜使用美国流体公司生产的复合膜。采用的水源为我厂直接从地下采取的深井水,保安过滤器入口前投加了反渗透阻垢剂。但是在以后近六年的运行期间反渗透端差逐渐升高,制水能力也下降,脱盐率明显降低,初投产时脱盐率为98.3%,目前只有9394%。究其原因应为反渗透膜中生成了不同种类的垢物、产生了细菌微生物的污染。只有去除垢物与微生物污染物才能恢复反渗透的正常运行。1 反渗透膜污染原因的分析反渗透膜表面生成的污染物是导致反渗透出力降低的原因，这些污染物的产

37、生是设备运行中逐渐积累而形成的,它与设备的运行方式和来水水质以及水处理方法有很大的关系。1. 目前我厂化学水处理反渗透水源为地下深井水。水处理流程为: 加入阻垢剂深井水升压泵清水箱清水泵细砂过滤器活性炭过滤器保安过滤器高压泵反渗透予脱盐水箱在水处理流程中,起到处理作用的设备主要是细砂过滤器和活性炭过滤器，细砂过滤器可以除去机械杂质和悬浮物,活性过滤器吸附有机物。2. 地下水水源情况如表1所示。表1 地下水水质分析表项目2003年10月2004年2月2004年5月2004年7月pH7.557.277.267.25DD m/l1092109210981085Ca2+ mg/l142.28156.3

38、1160.32120.24Mg2+ mg/l43.7429.1826.3246.17HCO32-mg/l 396.63390.53390.53402.73SO42+ mg/l138.67134.77140.12119.54Cl- mg/l 102909282H0 10.710.210.29.8JD6.56.46.46.6悬浮物 mg/l0000铁铝氧化物mg/l4.04.53.51.0SiO2 mg/l10.515.515.221.2CODMn mg/l0.640.841.63.683. 情况分析从表中可以看出：1）地下水中所含钙镁离子,硫酸根离子,铁的氧化物,二氧化硅与有机物都较高。在反渗透

39、膜上容易生成的污染物主要也就是钙、镁垢,铁铝氧化物,二氧化硅以及细菌有机物。2）由于水中硫酸根含量比较高,钙、镁离子含量也很高，从反渗透脱盐的机理来分析，钙、镁垢中应有一定数量的硫酸钙垢,这是一般酸洗无法去除的垢物。3）由于系统内没有杀菌措施,仅靠活性炭来吸附有机物,而细砂过滤器与活性炭过滤器均为卧式过滤器,滤层薄, 活性炭吸附有机物效果也不理想，因此对有机物的处理效果欠佳，有机物很容易穿过过滤器,进入反渗透膜中，并且在反渗透膜上进一步滋生细菌。4）我厂反渗透来水是经过化学集中取样水水冷却器的地下水，水温偏高，反渗透设备又经常停备用，这样适宜的温度也是反渗透膜易产生细菌微生物污染的原因。5）针

40、对反渗透膜生成的污染情况,要采取相应的措施,方可逐步消除污染,使反渗透设备恢复正常使用。0 反渗透膜清洗方案的确定消除反渗透的污染目前最好和最有效的办法就是实施有效的化学清洗.由已知的对反渗透膜可能发生污染的情况,就可以设计有针对性的反渗透化学清洗措施.清洗措施中的工艺必须有效地消除上述各种污染物。1反渗透膜污染情况分析1.1一般细菌微生物对渗透膜的污染,主要集中在反渗透的一段,并且是在前面的几根反渗透膜,它直接影响反渗透的端间压差.目前反渗透的一段压差占总端间压差的70%以上.反渗透膜如被细菌微生物污染还将大大降低反渗透的脱盐率.所以反渗透清洗措施中必须有合理的杀菌方法。1.2反渗透的结垢一

41、般在浓水区,是由于被浓缩盐水中过量的溶解盐沉淀而结垢，所以反渗透的结垢严重部位应在反渗透的二段，除去垢物可以采取有效的酸洗方法或专门的除垢剂来去除。1.3 铁铝氧化物是系统中的腐蚀产物,它一般沉积在反渗透膜的进水端，可以采用化学酸洗的方法去除。1.4 二氧化硅的污染一般分为胶体硅与活性硅的污染,胶体硅一般都沉积在反渗透的一段,可用碱洗加表面活性剂的方法去除。活性硅一般是硅酸盐,它一般在二段生成硅酸盐垢物,可以采用化学清洗的方法进行去除。1.5 为保证反渗透膜的清洗效果，在清洗时应使一段、二段分开进行化学清洗，清洗时要保证清洗流量达到要求。2. 反渗透膜化学清洗配方的确定1） 杀菌处理。2） 碱

42、洗(加表面活性剂)除硅。3） 酸洗除铁铝氧物。4） 酸洗除钙镁水垢。3清洗工艺流程的确定。清洗配方确定后，清洗工艺和操作是确保清洗质量的有效保证。3.1 清洗流程可以采用顺流清洗，对于胶体硅污堵、结垢污堵的清洗效果较好，因为这两种物质易化学溶解，且结垢在二段，所以溶解后易随水流冲出。对于细菌微生物污染，主要集中在一段，可以采用分段清洗，即一段单独清洗，防止交叉污染，药剂的主要作用是剥离、分散其污物。3.2 反渗透膜清洗采用复合清洗，因为膜的污染是复杂的，最上一层通常是粘附着的微粒，胶体微生物物质等，第二层是积沉的盐类及铁铝等金属化合物，最靠近膜的第三层通常是交叉结合的复杂硅酸盐，络合性的有机物

43、等。只有将酸洗、碱洗、络合清洗、杀菌处理等程序连接起来复合清洗才能达到目的。3.3 清洗时宜采用动态与静态相结合的方式进行，因为单一动态清洗冲刷、剥落下的污物被冲到反渗透格栅的边角处成为死角，分散、溶解的时间长。到静态浸泡时，压实的污物又分散到药液中，反而溶解加快。动静交替清洗与混合清洗相结合，省时、省力、经济、效果好。3 反渗透膜化学清洗的具体措施：1.药品准备1） 清洗剂High Flux A；2） MicroTreat BIO；3） 氢氧化钠（固体）优级纯或分析纯； 4） 十二烷基硫酸钠（固体）分析纯； 5） 盐酸（液体）分析纯。2.清洗前的准备工作2.1 做好清洗箱的回液软管接口，并分

44、别在一段浓水和二段浓水入口处加装阀门，连接好清洗系统。2.2 对连接好的清洗管道及设备进行冲洗，保证无杂物。2.3 清洗泵运转正常，确保加热装置好用。2.4 清洗前将RO系统各项指标进行全面统计，做好记录。 2.5 仪表及水质分析方法的准备，包括实验室用PH表、导电度表、温度计、硬度测定方法、铁离子测定方法、COD测定方法.2.6 保安过滤器滤芯已经更换完毕。3.清洗步骤3.1清洗剂High Flux A清洗（酸洗）除去钙镁垢物、铁的氧化物。3.1.1 将清洗箱内注满反渗透预脱盐水，投加热器加热，启动清洗泵，自循环，水温控制在30-35，水温达到要求后，按正常的低压冲洗方式，对反渗透设备进行冲洗，时间约5分钟，冲洗时应注意清洗箱液位及温度，随时补充预脱盐水，保持高水位。3.1.2 冲洗后，排空清洗水箱内的冲洗水，向清洗水箱内注入预脱盐水，配制好3m3的High Flux A清洗溶液。测定清洗溶液的硬度和铁离子含量。（配好清洗液后可启动清洗泵进行自循环。）3.1.3 关闭清洗箱二段回水门，打开清洗箱一段浓水回水门，开启清洗泵进口门，关清