某垃圾焚烧发电厂化学水处理系统三种设计方案的对比研究 王成林

某垃圾焚烧发电厂化学水处理系统三种设计方案的对比研究

王成林

摘要：通过对某垃圾焚烧发电厂的化学水处理系统三种设计方案进行详细的技

术经济比较，结果表明采用全膜法“超滤+两级反渗透+EDI”的方案技术上优于“超

滤+两级反渗透+混床”方案和“超滤+反渗透+一级除盐+混床”方案。全膜法主要优

势在于：无需酸碱，更加环保；水回收率更好；占地更小；更加便于自动化控制。全膜法的一次性投资要略高于传统的离子交换，但运行费用更低。综合来看，垃

圾焚烧发电厂中的化学水处理系统推荐采用全膜法。

关键词：化学水处理全膜法离子交换电除盐垃圾焚烧发电

1.引言

目前我国城市生活垃圾量增长迅猛，垃圾焚烧发电成为城市垃圾处理的发展

趋势[1]。垃圾焚烧发电厂的化学水处理系统起着维持热力系统正常的水汽循环运

行的重要作用。因此选择化学水处理系统不仅要系统安全可靠，还要技术先进和

运行经济[2]。

近些年来，随着超滤、反渗透、电除盐等各种膜技术的日臻成熟完善，已在

水处理领域得到广泛的应用[3]。目前电厂化学水处理系统常用的工艺系统如下：方案一：采用超滤+一级反渗透+二级反渗透+EDI方案，简称“两级反渗透+EDI

方案”，也叫全膜法。

方案二：采用超滤+一级反渗透+二级反渗透+混床方案，简称“两级反渗透+混

床方案”；

方案三：采用超滤+反渗透+一级除盐+混床方案，简称“反渗透+一级除盐+混

床方案”。

本文将以某垃圾焚烧电厂的化学水处理系统为例，对以上三种水处理方案进

行技术经济比较。

某垃圾焚烧电厂日焚烧处理生活垃圾2250吨，设置三条焚烧线，单台焚烧炉处理能力为750t/d，余热锅炉采用次高温次高压蒸汽锅炉(485℃，6.4MPa)，并2

套25MW抽凝式汽轮机+30MW发电机组。

2.化学水处理系统工艺设计

2.1设计规模

根据《发电厂化学设计技术规范》（DL5068-2014），计算化水处理系统的生

产能力：

a)余热锅炉总额定蒸发量：a=72.8t/h×3=218.4t/h

b)正常运行汽水循环损失（按锅炉额定蒸发量的5％计）为b=10.92t/h

c)余热锅炉连续排污损失（按锅炉额定蒸发量的1％）为c=2.184t/h

d)启动及事故增加的损失（按全厂最大一台锅炉最大连续蒸发量的10％计）

为d=7.28t/h

e)余热锅炉部分引起的化水系统正常负荷为：e= b＋c=10.92+2.184＝13.104t/h

f)考虑余热锅炉超负荷10%运行时，化水系统出力为

f=1.1e=1.1×13.104=14.41t/h

此外：

g)SNCR喷射用水g=2.5 t/h

h)加药设备用水h=0.42 t/h

i)水环真空泵用水i=4 t/h

j)化水系统正常负荷为e+g+h+i=14.41+2.5+0.42+4=21.33 t/h

k)化水系统最大负荷为（d +f+g+h+i）： 7.28+14.41+2.5+0.42+4＝28.61t/h 根据以上用水负荷，综合不可预见因素，考虑适当加大化水系统的出水能力，最终确定本工程化水系统采用2条出力为30 t/h的生产线。正常情况下化水系统

一条线连续运行，期间两条线需要在不超出膜处理设备的保养期内定期轮换运行，生产过程中也可根据实际情况，合理调整运行模式，确保除盐水系统和厂区生产

正常、稳定；厂区出现最不利工况时，化水系统需要同时两条线满负荷运行，确

保厂区生产正常、稳定。

2.2三种方案概述

2.2.1三种方案共性部分

由引言部分可知，三个方案的前半部分工艺流程均为超滤+反渗透，此为三个

方案的共性部分。三种方案的详细流程和主要设备选型如下：

2.2.2方案一的流程和主要设备选型

主要流程：原水→原水箱→原水泵→生水加热器→自清洗过滤器→超滤装置→

超滤水箱→一级反渗透提升泵→一级反渗透保安过滤器→一级反渗透装置→中间

水箱→中间水泵→二级反渗透保安过滤器→二级反渗透提升泵→二级反渗透装置

→RO产水箱→EDI提升泵→EDI装置→除盐水箱→除盐水泵→除盐水加氨加药→主

厂房用户。

除盐系统要求出力要求为2×30 t/h，二级反渗透处理系统设计2×40 t/h，电除

盐系统设计与二级反渗透系统匹配，电除盐系统设计2×30 t/h。

系统连接方式：超滤、电除盐设备采用母管制连接，一级、二级反渗透采用

单元制连接。

其出水水质可达到以下标准：

二氧化硅：≤10g/L

电导率（25℃）：≤0.15s/cm

2.2.3方案二的流程和主要设备选型

主要流程：原水→原水箱→原水泵→生水加热器→自清洗过滤器→超滤装置→

超滤水箱→一级反渗透提升泵→一级反渗透保安过滤器→一级反渗透装置→中间

水箱→中间水泵→二级反渗透保安过滤器→二级反渗透提升泵→二级反渗透装置

→RO产水箱→混床→除盐水箱→除盐水泵→除盐水加氨加药→主厂房用户。

除盐系统要求出力要求为2×30 t/h，，二级反渗透处理系统设计2×40 t/h，电

除盐系统设计与二级反渗透系统匹配，电除盐系统设计2×30 t/h。

系统连接方式：超滤、电除盐设备采用母管制连接，一级、二级反渗透采用

单元制连接。

2.2.4方案三的流程和主要设备选型

主要流程：原水→原水箱→原水泵→生水加热器→自清洗过滤器→超滤装置→

超滤水箱→一级反渗透提升泵→一级反渗透保安过滤器→一级反渗透装置→预脱

盐水箱→预脱盐水泵→无顶压逆流再生阳床→除二氧化碳器→中间水箱→中间水

泵→无顶压逆流再生阴床→混合离子交换器→除盐水箱→除盐水泵→除盐水加氨

加药→主厂房用户。

除盐系统要求出力要求为2×30 t/h，，一级除盐加混床处理系统设计2×30 t/h。

系统连接方式：超滤、混床采用母管制连接，一级反渗透和一级除盐设备采

用单元制连接。

3.化水系统三种方案技术经济比较