华能玉环电厂海水淡化工程介绍

表 ３ 微（ 超） 滤膜性能表
项目 膜材料
ＺＥＮＯＮ（ 泽能） ＺｅｅＷｅｅｄ １０００ 聚偏氟乙烯（ ＰＶＤＦ）
ＨＹＤＲＡＮＡＵＴＩＣＳ （ 海德能） ＨＹＤＲＡｃａｐ６０
聚醚砜 （ＰＥＳ）
ＮＯＲＩＴ（ 诺瑞特） ＳＸＬ－ ２２５ 聚醚砜 （ＰＥＳ）
ＨＹＦＬＵＸ（ 凯能） ＫＲＩＳＴＡＬ３００ 聚醚砜 （ＰＥＳ）
第 ２９ 卷 第 ２ 期 第 ２２期００８ 年 ２ 月
电力建设 Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
Ｖｏｌ ． ２９ Ｎｏ． ２ Ｆｅｂ， ２００８
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华能玉环电厂海水淡化工程介绍
王洁如
（ 华东电力设计院， 上海市， ２０００６３）
［ 摘 要］ 华能玉环电厂 ４×１ ０００ ＭＷ 超超临界机组建在浙江省台州地区玉环县一个四周环海的小岛上， 由 于淡水资源紧缺， 全厂使用的淡水全部采用海水淡化制取。海水淡化系统采用双膜法， 即超滤＋反渗透工艺， 设计制水能力 １ ４４０ ｍ３／ｈ， 这是目前国内乃至亚洲地区最大的采用膜法技术的海水淡化工程。 ［ 关键词］ 华能玉环电厂； 海水淡化工程； 双膜法技术 中图分类号： ＴＫ２８４．７ 文献标志码： Ｂ 文章编号： １０００－ ７２２９ （ ２００８） ０２－ ００５１－ ０４
水量计算， 需设置直径 ３ ２００ ｍｍ、长度 １２ ０００ ｍｍ 的各类卧式过滤器 ３８ 台， 设备台数多， 操作检修工 作量庞大， 且占地面积也巨大。
表 ２ 淡化水量统计
项目
水量 一期 二期 总计
备注
工业水／（ ｍ３·ｈ－１） ８３０ ６１０ １ ４４０
除盐水／（ ｍ３·ｈ－１） ２１０ 日产量／（ ｍ３·ｄ－１）
如前所述， 电厂位于温带地区， 常年平均水温 １５ ℃， 且取自循环水排水虹吸井的原海水已经具有了一定 的温升， 基本满足了反渗透工艺对水温的要求。综上 原因， 本工程的反渗透脱盐装置不设进水加热器， 以 简化系统设备配置、节省投资， 同时采用了可变频运 行的高压泵， 在冬季水温偏低时， 可提高高压泵的出 口压力， 以弥补因水温而引起的产水量降低的缺陷。
１００ μｍ 盘式过滤器， 进水压力 ０．３ ＭＰａ 进水要求更高 １５￣３０
５
３
３
０．０３￣０．２
０．１１￣０．１５
０．０８￣０．１３
１．１４￣２．６８
１．５￣２．９
１．８￣２．８
０．５￣３．０
第２期
华能玉环电厂海水淡化工程介绍
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系统的出水水质控制要求， 简化了系统的配置， 并相 应节省了动力消耗。
预沉池出水 预沉池出水 预沉池出水 （ 最大） （ 最小） （８０％时间）
备注
进水短时
５０
５
＜ ２０ ７２ ｈ＜２５０ ＮＴＵ
２０
５
＜ １０
１０
３
＜５
碱度／（ ｍｇ·ｌ－１）
１６８
１２５
１５０
碳酸盐硬度／（ｍｇ·ｌ－１） １６８
１２５
１５０
ｐＨ
８．５
７．５
８
温 度／℃
３２
１５
２０
来完成。 传统工艺需设置庞大的介质过滤系统， 按表 ２
数量 ４台 ４套 ６套 ６台 ２台 ６台 ６台 ６台 ６组
Ｑ＝２９５ ｍ３／ｈ， Ｈ＝０．３ ＭＰａ
６台
Ｑ＝２４０ ｍ３／ｈ
６套
２ ４３６ 支
３４８ 支
Ｖ＝５００ ｍ３， φ９ ６５０ ｍｍ
２台
Ｑ＝１６０ ｍ３／ｈ， Ｈ＝１．７ ＭＰａ
３台
Ｑ＝１３０ ｍ３／ｈ
３套
３２４ 支
５４ 支
Ｖ＝５００ ｍ３， φ９ ６５０ ｍｍ
０ 引言
华能玉环电厂共装有 ４ 台 １ ０００ ＭＷ 超超临界 发 电 机 组［１－２］， 电 厂 使 用 的 全 部 淡 水 ， 包 括 工 业 冷 却 水 、锅 炉 补 给 水 、生 活 用 水 等 均 通 过 海 水 淡 化 制 取 。 海水淡化系统采用双膜法， 即超滤＋反渗透工艺， 设 计制水能力 １ ４４０ ｍ３／ｈ， 合 ３５ ０００ ｔ／ｄ， 是目前国内乃 至亚洲地区最大的采用膜法技术的海水淡化工程。 该工程从立项到产出合格的淡化水仅用了 １ 年 １０ 个月， 整套系统已运行了 １ 年半。
化 学 加 强 洗（维 护 性 清 洗 ）
进 水 浊 度／ＮＴＵ
膜前过滤器
对进水适应性 化学清洗周期／天 膜质量保证／年 出 水 浊 度／ＮＴＵ 污 染 指 数（ＳＤＩ）
０．０２
０．０２５
０．０２
０．０１
１５０ ０．８／１．２
１５０ ０．８／１．２
１５０ ０．８／１．２
３５ ０．７／１．３
５０￣１００
包括锅炉补给水、脱硫制石 １８０ ３９０
膏用水、码头生活用水等
３４ ５６０
１ 级淡化水
９ ３６０
２ 级淡化水
￣４４ ０００
注： 工业水水质为 １ 级反渗透出水水质， 除盐水水质为 ２ 级反 渗透出水水质， 各级反渗透出水含盐量不同， 根据各供水点对水质 的不同要求分别提供。
因此在确定淡化方案时按双膜法考虑， 即原海
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第 ２９ 卷
分配系统。由于产水的 ｐＨ 值在 ６．０ 左右， 故需在输 送管路上对这部分水加碱， 以维持合适的 ｐＨ 值， 减 少对工业水管道的侵蚀。另一路进入一级淡水箱， 作 为二级反渗透的进水。
华能玉环电厂海水淡化项目实施以来， 不仅解 决了本厂的淡水资源， 还承担起了一定的社会责任。 ２００７ 年， 在浙江省东部再一次遭遇干旱 ， 华 能 玉 环 电厂连续几个月向玉环县自来水公司提供淡水， 高 峰时达 ５００ ｍ３／ｈ， 为市民解决了生活用水困难问题。
膜 孔 径／μｍ 切 割 分 子 量／ＫＤ 膜 丝 内 外 径／ｍｍ 膜 通 量／［（Ｌ·（ｍ２·ｈ－ １）］ 膜 组 件 面 积／ｍ２ 膜过滤方式 运 行 压 力／ＭＰａ 最 大 操 作 温 度／℃ 运行方式 余 氯 耐 受 浓 度／１０－ ６ ｐＨ 范围 反 洗 压 力／ＭＰａ 反 洗 频 率／ｍｉｎ 反 洗 时 间／ｓ 反洗方法
２ 海水淡化工艺
２．１ 海水淡化系统流程（图 １）及主要设备规范（ 表 ４） ２．２ 反渗透膜系统的特点
（ １） 常规的反渗透系统设计中一般需配置加热 装置， 维持 ２５ ℃的运行温度， 以获得恒定的产水量。 本工程海水淡化系统产水量较大， 若按常规设计则 需配置大量的加热装置， 从而加大了投资， 且无论是 采用电加热还是蒸汽加热， 都需消耗大量的能源。同 时加热装置的材料选择、防腐等问题也不可避免。另
（ ２） 超滤产水箱出来的清海水通过升压泵进入 ５ ｍ 保安过滤器。通过保安过滤器的原水经高压泵 加压后进入第 １ 级反渗透膜堆， 该单元为一级 １ 段 排列方式， 配 ７ 芯装压力容器， 单元回收率 ４５％， 脱 盐率＞９９％。产水分成 ２ 路， 一路直接进入工业用水
名称 原海水供水泵 反应沉淀池 浸没式超滤膜单元 超滤膜透过液泵 超滤产水箱 一级反渗透升压泵 保安过滤器 一级反渗透高压泵 ＰＸ 能量回收装置 外壳： 玻璃钢 一级反渗透增压泵 一级反渗透膜单元 膜元件总数 压力容器总数 一级淡水箱 二级反渗透高压泵 二级反渗透膜单元 膜元件总数 压力容器总数 二级淡水箱
２台
备注
回 收 率＞９０％ 过流材质双相钢 钢 制 内 、外 防 腐 过流材质双相钢
钢制衬胶 过流材质双相钢
转子： 陶瓷；
过流材质双相钢 回收率 ４５％
高脱盐率海水膜 耐高压玻璃钢制品
钢 制 内 、外 防 腐 过流材质 ３１６ 回收率 ８５％ 高脱盐率苦咸水膜 玻璃钢制品 钢 制 内 、外 防 腐
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收稿日期： ２００７－ ０９－ １０ 作者简介： 王洁如（ １９６０—） ， 女， 大学本科， 教授级高级工程师， 从事水处理系统设计工作。
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第 ２９ 卷
水经过反应沉淀后进入超（ 微） 滤装置处理， 产水进 入水箱为后续反渗透脱盐系统待用。
１．３ 超（ 微） 滤膜的性能比较
作为反渗透膜组件长期、安全、稳定运行的预处 理措施， 超（ 微） 滤膜的选择至关重要。目前国际上较 为常用的有： 按进水流向分有外压膜、内压膜； 按膜 组件布置方式分有立式膜、卧式膜； 按膜丝材料分有 聚偏氟乙烯（ 简称 ＰＶＤＦ） 、聚醚砜（ 简称 ＰＥＳ） 、聚砜 等； 按运行方式分有错流、死端过滤等。在项目实施 初期， 在设备系统招标文件发出前， 业主方组织了超 （ 微） 滤膜的中型试验工作， 表 ３ 为参与中试的几种 典型的滤膜性能数据表。
１ 海水淡化预处理系统
１．１ 原海水的取水及预处理
华能玉环电厂位于浙江东南部， 属于温带气 候， 海水年平均温度 １５ ℃。根据电厂直流循环的特 点， 循环冷却水取自原海水， 经过凝汽器后的排水 实际温升可达 ９ ℃， 此时从排水虹吸井取水基本满 足了反渗透工艺对水温的要求。
按 １ ４４０ ｍ３／ｈ 淡水制水量计算， 反渗透淡化工 程的原海水取用量为 ４ ２００ ｍ３／ｈ， （ 过滤装置回收率 以 ９０％计， 第 １ 级反渗透水回收率以 ４５％计， 第 ２ 级反渗透水回收率以 ８５％计） 。从虹吸井取来的原 料海水进入反应沉淀池进行净化处理， 除去悬浮颗 粒和部分胶硅， 出水水质见表 １（ 华能玉环电厂现场 试验结果） 。 １．２ 反渗透预处理
酸 ２ 次／周 ＰＨ２
酸 １４￣２８ 次 ＰＨ２
酸 １４￣２８ 次／周 ＰＨ２
通 常 ﹤５０，短 时 ﹤２５０
通 常 ﹤１０，短 时 ﹤５０
通 常 ﹤１０，短 时 ﹤５０
﹤１０
不需要
适应范围广泛 ６０￣９０
１００ μｍ 盘式过滤器， 进水压力 ０．３ ＭＰａ 进水要求高 ３０￣４５
１００ μｍ 盘式过滤器， 进水压力 ０．３ ＭＰａ 进水要求高 ３０￣４５
４ 海水淡化系统技术与经济指标（表 ５）
指标 工程总造价 系统占地面积 产水量 运行电耗 运行水价
２００
２００
２￣１３
２￣１３
２￣１３
２￣１２
０．０５￣０．０９
０．２４２
０．２２
０．２８
２０￣６０ ６０￣９０ 空气擦洗和水反洗
１５￣４５ ６０￣９０ 水反洗
１５￣４０ ３０
水反洗
１５￣３０ ３０
水反洗
ＮａＣｌＯ ５ 次／周 ５０ ｐｐｍｍ， ＮａＣｌＯ １４￣２８ 次／周 ５０ ｐｐｍｍ， ＮａＣｌＯ １４￣２８ 次／周 ５０ ｐｐｍｍ，
反渗透装置的预处理是整套淡化系统的关键， 可 通 过 传 统 工 艺 即 多 介 质 过 滤 器 、活 性 炭 过 滤 器 组 合 而 成 ， 也 可 通 过 近 年 来 发 展 起 来 的 微 、超 滤 工 艺
表 １ 出水水质
参数
浊 度／ＮＴＵ ＴＳＳ／（ ｍｇ·ｌ－１） ＣＯＤ／（ ｍｇ·ｌ－１）
图 １ 海水淡化系统流程图
表 ４ 海水淡化系统主要设备规范
规范 Ｑ＝１ ３００ ｍ３／ｈ， Ｈ＝０．３ ＭＰａ
Ｑ＝１ ３００ ｍ３／ｈ Ｑ＝５３３ ｍ３／ｈ Ｑ＝６３０ ｍ３／ｈ， Ｈ＝０．２ ＭＰａ Ｖ＝１ ５００ ｍ３， φ１３ １００ ｍｍ Ｑ＝５３５ ｍ３／ｈ， Ｈ＝０．３ ＭＰａ Ｑ＝５５０ ｍ３／ｈ， ５ ｍ Ｑ＝２４０ ｍ３／ｈ， Ｈ＝６．１ ＭＰａ Ｑ＝２９５ ｍ３／ｈ（ ６×５０ ｍ３／ｈ）
１．４ 超滤膜的选定
华能玉环电厂位于浙江乐清湾海域， 海水流动 性较小， 同时附近还有海产品养殖场。厂址段的海水
正常情况下呈微黄色浑浊状， 在部分时间段有少量 的赤潮现象。虽然已经设置了完善的海水预处理系 统， 但原海水水质变化及运行管理会影响到反应沉 淀池的出水水质。在经过多级审查及系统招、评标 后， 华能玉环电厂海水淡化系统最终选用了加拿大 ＺＥＮＯＮ（ 泽能） 公司生产的 ＺｅｅＷｅｅｄ １０００ 的浸没式 超滤膜， 与泽能公司生产的其他膜块不同， 该膜为新 近研究出来， 其性能介于微滤和超滤之间， 第 １ 次用 于海水系统。该膜对进水要求较宽， 无需进水保安过 滤器， 适应于各种水质。其滤芯材料为 ＰＶＤＦ， 具有 较强的韧性而不易断丝， 且化学性能稳定， 在膜表面 受到污染后可用次氯酸钠、盐酸、柠檬酸等化学药剂 交替清洗。同时该膜浸没在被处理的原水中， 对进水 压力无任何要求， 因此海水预处理系统产水仅需依 靠重力流的方式进入膜池即可， 从而降低了预处理
５９￣１４５
６０￣１３０
根据进水水质定
４６．５ 外压浸没式（ 单皮层）
０．００７～０．０８ ４０
４６．５ 内压立式（ 单皮层）
０．０２～０．１５２wk.baidu.com４０
４０ 内压卧式（ 单皮层）
０．０２～０．０８ ４０
５５ 内压／外压立式（ 双皮层）
０．０２１～０．２３１ ４０
死端过滤
错流
死端过滤
错流
１０ ０００
２００