发电厂化学水处理反渗透除盐系统简析知识交流

发电厂化学水办理反浸透除盐系统简析(1)
化学水办理反浸透除盐系统
一、超临界机组对水质的要求
直流锅炉没有进行水汽分别的气包，给水一次性经过锅炉的预热、蒸发、过热等受热面后全
部转变为过热蒸汽，并输送到汽轮机中推进汽轮机做功。

直流锅炉没有水的循环，不可以进行炉内加药办理。

给水带进锅炉的盐量一部分被蒸汽溶解带走，进入汽轮机，其余的堆积在锅
炉各蒸发受热面上形成水垢。

水垢的导热系数很低，结垢致使管闭温度上涨，严重时可能出
现超温爆管。

此外，锅炉水质仍是控制水冷壁腐化破坏重点要素。

所以，为了保证锅炉受热面安全，给水质量一定知足超临界直流锅炉的水质要求。

蒸汽从锅炉带出的盐份进入汽轮机后，因为
盐类在蒸汽中的溶解度跟着蒸汽压力的降低而降落，所以参数越低，假如蒸汽带盐
达到必定限度，高出相应压力、温度下蒸汽的溶盐能力，就会析出并堆积在喷嘴和叶片上，
使叶片通流截面减小，致使汽轮机效率降低，轴向推力增大，严重时还会影响转子的均衡而
造成更大事故。

所以锅炉产生的蒸汽不单要切合设计规定的压力和温度，并且还要达到规定
的蒸汽质量。

二、化学工作的重要性
1 、内容
在火力发电厂中，水是传达能量的工质。

水进入锅炉后，汲取燃料焚烧放出的热能转变为蒸
汽，导入汽轮机。

在汽轮机中，蒸汽的热能转变为机械能，发电机将机械能转变为电能，送
至电网。

为了保证机组的正常运转，对锅炉用水的质量有严格的要求，并且机组的蒸汽参数愈高，其要求也愈严格。

蒸汽在汽轮机内做功后进入凝汽器，被冷却为凝固水。

凝固水由凝固水
泵送到低压加热器，加热后送入除氧器，再由给水泵将已除掉氧的水经高压加热器加热
后送入锅炉。

在上述系统中，水汽虽是循环的，但运转中总难免有些损失。

为了保持发电厂
热力系统的水汽均衡，保证正常水汽循环运转，就要随时向锅炉增补合格的水来填补其损失，
这部分水称为补给水。

凝汽式电厂在正常运转状况下，补给水不超出锅炉额定蒸发量的
2 %～ 4 %。

热力系统中的水质是影响火力发电厂热力设施(锅炉、汽机等 )安全、经济运转的
重要要素之一。

没有经过净化办理的原水，此中含有很多杂质，这类水是不一样意进入热力
设
备中的水汽循环系统的，一定经过适合的净化办理，达到标准后，才能保证热力设施的稳固运转。

假如质量不良的水进入水汽循环系统，就会造成以下几方面的危害：
(1 )热力设施的结垢
假如进入锅炉或其余热互换器的水质不良，则经过一段时间的运转后，在和水接触的受热面上，会生成一些固体附着物，这些固体附着物称为水垢，这类现象称为结垢。

结垢的速度与锅炉的蒸发量成正比。

所以，假如质量不良的水进入高参数、大容量机组的水汽循环系统，
就有可能在短时间内造成更大的危害。

因为水垢的导热性能比金属的差几百倍，这些水垢又易形成在热负荷很高的锅炉炉管中，这样会使结垢部位的金属管壁温度过热，惹起金属强度降落，在管内压力作用下，就会发生管道局部变形，产生鼓包，甚至惹起爆管等严重事故。

结垢不单危害到锅炉的安全运转，并且会影响发电厂的经济效益。

此外，在汽轮机凝汽器内结垢，会致使凝汽器真空度降低，使汽轮机达不到额定卖力，热效率降落;加热器结垢会使水的加热温度达不到设计值，致使整个热力系统的经济性降低。

并且热力设施结垢后还一定实时进行冲洗，所以增添了机组的停运时间，减少了发电量，增添了冲洗、检修的花费，以
及增添了环保工作量等。

(2 )热力设施的腐化
热力设施的运转常以水作为介质。

假如水质不良，则会惹起金属的腐化。

因为金属资料与环
境介质反响而惹起金属资料的破坏叫做金属的腐化。

火力发电厂的给水管道，各样加热器，锅炉
的省煤器、水冷壁、过热器和汽轮机凝汽器都会因水中含有溶解性气体和腐化介质而引
起腐化。

腐化不单会缩短金属的使用寿命，并且因为金属腐化产物转入给水中，使给水杂质增加，进而又缩短了在热负荷高的受热面上的结垢过程，结成的垢又会促进锅炉管壁的垢下腐化。

这类恶性循环，会快速致使爆管事故的发生。

(3 )过热器和汽轮机的积盐
假如锅炉使用的水质不良，就不可以产生高纯度的蒸汽，随蒸汽带出的杂质就会堆积在蒸汽流
通部分，比如过热器和汽轮机里，这类现象称为积盐。

过热器管内积盐会惹起金属管壁过热，
甚至爆管 ;汽轮机内积盐会大大降低汽轮机的卖力和效率。

特别是关于高温、高压的大容量
汽轮机，它的高压蒸汽通流部分的截面积很小，所以少许的积盐就会大大增添蒸汽流通的阻
力，使汽轮机的卖力降落。

当汽轮机积盐严重时，还会使推力轴承负荷增大，隔板曲折，造
成事故停机。

水中杂质对水办理设施和热力设施影响见下表1-1.
表1-1 水中杂质对设施的有害影响
序号杂质名称对设施影响
1悬浮物污染树脂，降低其互换性能，特别对逆流重生设施影响较大。

2 有机物 1 、使阴离子互换树脂污染老化，降低互换容量及使用寿命;
2、进入锅炉后能造成汽水共腾，恶化蒸汽质量。

3游离氯是氧化剂，能形成树脂的不行逆膨胀而使树脂破坏。

4 溶解氧可造成水办理系统和给水系统的腐化，但在高纯给水中进行中性水加氧办理，可形成一层保护膜，减缓对给水系统的腐化。

5硅酸化合物易在热力系统结垢，在汽轮机叶片上结垢析出，影响机组卖力。

6碳酸盐化合物在加热后能分解出二氧化碳，在给水系统造成二氧化碳腐化。

7钙镁盐类能在强受热面上结出坚硬的水垢。

8钾钠盐类能在过热器、汽轮机叶片上结盐。

9铜铁垢进入离子互换树脂内不易再被互换出来 ;在锅炉水冷壁管上结垢又能造成溃疡性垢下腐
化，严重影响锅炉安全运转。

10氨和铵盐适当的氨对克制系统中的二氧化碳腐化有益处，但量大后能促进对铜的腐化。

11硝酸、亚硝酸盐能形成水冷壁及过热器的腐化。

所以，火力发电厂化学水办理工作主要
担负着以下任务：
(1 )净化原水：制备热力系统所需要的补给水工艺，包含除掉原水中的悬浮物和胶体颗粒的
澄清、过滤等预办理，除掉水中所有溶解性盐类的除盐办理。

制备补给水的办理往常称为炉外
水办理。

(2 )给水办理：关于给水，进行除掉水中溶解氧或加氧、提升PH 值等加药办理，以保证给水
的质量。

(3 )凝固水办理：对直流炉机组及高参数机组，要进行汽轮机凝固水的除铁、除盐等净化处
理。

(4 )冷却水办理：关于直流冷却的循环水，要采纳加药的方式进行防备微生物滋长等的办理，
也叫循环水办理。

(5 )水汽监察：对热力系统各部分、各阶段的水汽质量进行监察，并在水汽质量劣化时进行
的办理，也是水办理工作的内容之一。

(6 )机组停运养护：跟着机组容量的增添和参加调峰，机组停运养护工作愈显重要，并且它
与水办理工作也亲密有关。

它包含机组停运前对热力系统进行加药办理等工作。

(7 )化学冲洗：当锅炉水冷壁结垢量超出部颁标准时，一定对锅炉本体进行化学冲洗。

在化
学冲洗过程中，要求在不一样阶段供给不一样质量的水，所以水办理工作是保证化学冲洗成效的
重要要素之一。

除此以外，火力发电厂水办理工作还包含发电机冷却水办理、发电机转子氢
冷系统供氢和来自各样渠道的废水办理等。

2 、化学的主要分工及作用
净化站：主要对原水中的悬浮物和胶体颗粒等进行澄清、过滤，以除掉原水中的悬浮物和部
分胶体的预办理系统。

补给水办理：主要达成水中溶解性盐类的除盐办理系统。

给水、凝固水加药系统：主要进行给水、凝固水加氧、提升PH 值、机组启动或异样时的除
氧及停炉养护等的各样加药办理，以保证给水的质量。

凝固水精办理：进行汽轮机凝固水的除铁、除盐等净化办理系统。

机组水汽及凝固水检漏系统监察：对热力系统各部分、各阶段的水汽质量
进行监察，保证水汽质量知足机组正常运转的要求。

废水办理站：将全厂各样排至废水站的废水分别办理合格后排放，切合环保要求。

加氯站：分别向循环冷却水及净化站来原水中投加氯，防备水中微生物滋长。

供氢站：向发电机氢冷系统供给纯度、湿度合格和必定压力的氢气，以知足发电机正常运转的
需要。

此外，化学实验班组主要负责平时的汽、水、煤、油、气等监察和查定及化学冲洗工艺配合
等工作。

反浸透预脱盐系统
1、原理
水从稀溶液一侧经过半透膜自然向浓溶液一侧流动的过程叫水浸透。

人们制造了一种膜，它只同意水分子经过，溶液中的盐类则不可以经过，这类膜叫半透膜。

反浸透是利用半透膜透水
不透盐的特征，去除水中的盐份。

在反浸透膜的原水侧加压，使原水中的一部分纯水沿与膜垂
直方向透过膜，水中的盐类和胶体物质在膜表面浓缩，节余部分原水沿与膜平行的方向将
浓缩的物质带走。

透过膜的水中仅节余少许盐份，采集利用透过水，即达到了脱盐的目的。

反浸透可除掉水中98% 的无机盐，对有机物的去除为相对分子质量大于200 的有机物以及胶体，相对分子质量小于200 的有机物会透过反浸透膜，它是今世公认的最初进的脱盐技
术。

反浸透脱盐一定知足两个基本条件：①半透膜拥有透水而不透盐的选择透过特征。

②盐水与淡水两室间的外加压差大于浸透压差。

切合条件①的半透膜称之为反浸透膜。

2、浸透膜
(1 )反浸透膜资料
膜得分别性能与膜资料的分子构造亲密有关。

人们依据脱盐的要求，从大批的高分子资猜中挑选出醋酸纤维素 (CA)和芬芳聚酰胺 (PA)两大类膜资料。

别的，复合膜的表皮层还用到其余
一些特别材。

醋酸纤维素又称乙酰纤维素或纤维素醋酸酯。

常以含纤维素的棉花、木材等为原料，经过酯化和水解反响制成醋酸纤维素，再加工成反浸透膜。

聚酰胺膜资料包含脂肪族聚酰胺和芬芳族聚酰胺两类。

当前使用最多的是芬芳族聚酰胺膜，膜资料为芬芳族聚酰胺、
芬芳族聚酰胺 - 酰肼以及一些含氮芬芳聚合物。

复合膜的特色是由两种以上的资料制成，他是由很薄的致密层与多孔支撑复合而成的。

多孔支撑层又称基膜，起加强机械强度作用;致密层也称表皮层，起脱盐作用，故又称脱盐层。

由单调资料制成的非对称膜，有以下不足之处：①致密层与支撑层之间存在着易被压密的过
滤层 ;②表皮层厚度的最薄极限约为1000× 10-10m，很难经过减少经过膜厚度降低推进压力;
③脱盐率与透水速度互相限制，因为同种资料很难兼具脱盐与支撑二者均优。

复合膜较好的解决了上述问题，它能够分别对致密层的功能要求选择一种脱盐性能最优的资料，针对支撑层的功能要求选择一种机械强度高的资料。

复合脱盐膜能够做的很薄，有益于降低推进力;
他除去了过渡区，抗压密能力强。

别的，复合膜还有以下特色：膜高脱盐率和高透过性兼顾 ; 优秀的化学稳固性和耐热性 ;可干膜寄存 ;推进压力低 ;抗污染能力强。

(2 )反浸透膜的构造
膜的构造包含宏观构造和微观构造。

前者是指膜几何形状，主要有板式、管式、卷式和中空纤
维式四种 ;后者是指膜的断面构造和结晶状态等。

从容貌看，膜大概可分为二类：均相膜
和非均相膜。

非均相膜又称非对称构造膜。

其容貌特色是在垂直与膜表面的截面上孔隙散布
不平均，由表向里孔隙渐增，表层孔隙最小，低层孔隙最大。

当前应用最为宽泛的是非对称
膜。

膜的非对称构造，决定了膜的方向性。

比如反浸透膜，当致密层面向高压侧时，可获取
预期的脱盐率 ;反之，当多孔层面向高压侧时，膜的脱盐率显然变差。

所以，使用膜时应注
意方向。

膜的致密层表面比多孔层表面比多孔层光滑有光彩。

(3 )反浸透膜的分类
鉴于不一样考虑，膜的分类有很多方法。

①按膜资料分。

主要有芬芳聚酰胺膜和醋酸纤维素膜。

别的，还有聚酰亚胺膜、磺化聚砜膜、磺化聚砜醚膜等。

②按制膜工艺分。

可分为溶液相转变膜、熔融热相转变膜、复合膜和动力膜。

当前，广泛应
用的是复合膜。

③按膜构造特色分。

可分为均相膜、非对称膜和复合膜。

当前常用非对称膜和复合膜。

有人将均相膜、非对称膜和复合膜挨次称之为第一代膜、第二代膜和第三代膜。

④按传质机理分。

有活性膜和被动膜之分。

活性膜是在溶液透过膜的过程中，透过组分的化学性质可改变 ;被动膜是指溶液透过膜的前后化学性质没有发生变化。

当前所有反浸透膜都属于被动膜。

⑤按膜出厂时的检测压力分为超低压膜、低压膜、和中压膜。

⑥按膜的用途分为苦咸水淡化膜、海水淡化膜、抗污染膜等多个品种。

⑦按膜的形状分。

主要有板式膜、管式膜、卷式膜和中空纤维膜。

本厂反浸透膜采纳螺旋卷式构造，材质为聚酰胺复合资料 (电中性 )，最低脱盐率 99.5%，单膜水回收率 15%，进水自由氯最高浓度 <0.1ppm.
(4 )反浸透膜的性能要求
为适应水办理应用的需要，反浸透膜一定拥有应用上的靠谱性和形成规模的经济性，其一般要求是：
①浸透性要大，脱盐率要高。

②有必定的强度和坚固程度，不致因水的压力和拉力影响而变形、破碎。

膜的被压实性尽可能最小，水通量衰减小，保证稳固的产水量。

③构造要平均，能制成所需要的构造。

④适应较大的压力、温度和水质变化。

⑤有好的耐温、耐酸碱、耐氧化、耐水解和耐生物污染性能。

⑥用寿命要长。

⑦成本要低。

3、反浸透装置
反浸透应用于水办理工程，除膜自己外，还需要 2 个配套零件：淡水室和浓水室(兼原水室 )。

所以，反浸透膜一定与其余器件一同才能组合成拥有引进高压盐水和采集淡水功能的设施。

这类拥有出入水功能的脱盐单元称为膜元件。

膜元件往常按水办理工艺需要，将多个膜元件组合
起来形成一个较大的脱盐单元，这类单元称膜组件。

多个膜组件又可进一步组合成更大的脱盐单元，形成反浸透装置。

广义的讲，反浸透装置应包含所有膜组件、连结收道、阀门、仪表、以及高压泵等有关设施，
甚至能够延长到整个反浸透系统 ;狭义的讲，反浸透装置仅指膜组件自己。

因本厂反浸透膜采
纳螺旋卷式构造，故在此主要介绍此种装置。

(1 )螺旋卷式膜元件(膜组件 )的构成
膜元件 (膜组件 )的基本构成包含：膜、膜的支撑物或连结物、水流通道、密封、外皮、进水
口和出水口等。

①膜
膜是构成膜元件以致反浸透系统的中心部分。

②支撑物或连结物
反浸透膜在组装成膜元件过程上，为了固定膜使其拥有必定形状和强度，需要支撑物。

螺旋卷式膜一般将隔网夹在两膜之间，隔网既是支撑物又是水流通道。

③水流通道
从盐水进入到浓水和淡水流出器件的所有水流空间称为水流通道。

大部分水流通道是经过膜与膜之间的支撑体、导流板或隔网来实现的。

隔网广泛用于卷式反浸透膜元件，水流在隔网的空隙中流动，隔网厚度一般为0.76mm 和 1.1mm. 优秀的水流通道应当是水流散布平均、
没有死角、流速适合、浓差极化轻、简单冲洗和占用空间小。

④密封
反浸透需要在必定压力下才能进行，为了防备浓淡水互窜，一定采纳密封装置，让这两股水各行其道。

密封地点主要在膜与膜之间、膜与支撑物之间、膜与原件之间、以及与外界接口
处等。

螺旋卷式膜元件主假如将重叠的两张膜的三边密封形成膜袋，以及串连膜元件中心管之间
的密封。

密封破坏致使脱盐率降落是反浸透装置运转中的常有故障之一。

⑤外皮
卷式膜元件的最外层壳体称为外皮，膜袋被卷成像布匹样的圆柱体后再包上外皮。

外皮资料一般为玻璃钢 (FPR )。

⑥进水口与出水口
卷式反浸透膜元件的中心管的一端为淡水出口，膜元件两端的多空端或涡轮板的一头为进水
口，另一头为浓水出口。

该多孔板拥有平均布水、防备膜卷突出的作用。

(2 )螺旋卷式膜元件(膜组件 )的特色
①水流通道由隔网缝隙构成，水在流动过程中被隔网频频切割聚集呈波涛状起伏行进，提升了水流紊动强度，减少了浓差极化。

②水沿膜表面呈薄层流动，这类薄层流动的设计提升了膜的装填密度，也有益于降低膜表面
的滞流层厚度，相同有益于减少浓差极化。

③膜的装填密度比较高，一般为650-1600m2/m3，仅次于中空纤维膜组件。

④抗污染能力比中空纤维式强。

⑤水流阻力介于管式与中空纤维式之间。

(3 )螺旋卷式膜元件(膜组件 )的构造膜元件中心部分由膜、进水隔网和透过水隔网围中心管卷
绕而成。

膜的脱盐层面对进水隔网，支撑层面对透过水隔网。

透过水隔网构成透过水通道，
并起支撑膜的作用。

进水隔网构成进水和浓水通道，并起扰动水流防备浓差极化作用。

多孔中心管与透过水通道相通，采集透过水。

在压力推进下，原液在进水隔网中流动，水量不停减少，浓度不停增添，最后变为浓水从下游排走。

透过水在透过水隔网内流动，流量不停增
添，最后进入中心集水管。

(4 )使用条件
为了保证膜长久稳固安全运转，压力、进水流量、温度、进水
膜生产厂家规定了使用膜元件时所限制的条件，包含：操作PH 值范围、进水浊度、进水 SDI 、进水余氯、浓缩水与透过
水量的比率和压力损失等。

运转时一定将反浸透装置控制在这些条件所规定范围内。