能量回收装置典型对比方案样版

锅炉补给水处理系统方案选择

【内容提要】：

本专题基于水源水质特征及超超临界机组对锅炉补给水的严格要求，对锅炉补给水处理采用“超滤+反渗透+二级除盐”、“超滤+一级反渗透+二级反渗透+EDI”两种工艺方案进行了详细的技术经济比较，以确定最适合于本工程的锅炉补给水处理系统工艺方案。

1电厂概述

1.1本工程系新建性质。本期建设规模为 2 × 660 MW，并考虑留有再扩建的可能。1.2电厂厂址位于宁夏回族自治区银川市所辖灵武市境内，厂址位于灵武市东南约55km、马家滩镇西南9.5km处。

1.3电厂将以 750 kV出线两回接入宁东（灵州）换流站，按煤电联产方式运行，电厂年利用小时：工艺系统设计按 5500小时，经济效益分析与评价按 5000小时。

1.4本工程2×660MW机组计划于2014年6月开工建设，分别于2016年7月和2016年10月投产发电，由中铝宁夏能源集团公司负责工程建设。

2水源及水质资料

本工程补给水源为积家井矿区矿井排水，太阳山供水工程所提供的工业水将作为补充和备用水源。现阶段矿井排水和太阳山供水工程均无水质全分析资料，目前矿井排水水质暂按满足直接补入辅机循环水系统考虑。同时厂内预留有矿井排水深度处理的场地。

根据《火力发电厂化学设计技术规程》要求，当采用地表水时应提供全年每月的水质全分析资料。建议业主在下阶段的设计中提供近期全年的数据完整的水质全分析报告。

3锅炉补给水处理质量标准

根据GB/T 12145-2008《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》标准要求，超临界直流炉的锅炉补给水水质标准如下：

二氧化硅：≤10μg/L

TOC：≤200μg/L

除盐水箱进水电导率(25℃)：≤0.15μS/cm；期望值≤0.10μS/cm

除盐水箱出口电导率(25℃)：≤0.40μS/cm

4水处理系统出力

4.1全厂汽水损失

4.2系统出力的确定

锅炉正常补给水~73t/h，锅炉补给水处理系统正常制水能力75t/h ，最大制水能力145t/h。

根据《火力发电厂化学设计技术规程》对除盐水箱总有效容积的规定：超临界及以上直流炉机组启动冲洗水流量及冲洗时间确定或为最大一台锅炉3h的最大连续蒸发量。除盐水箱按2×3000m3设计。机组启动、事故及表凝式空冷系统补充所需增加的水量可由除盐水箱供给。

5系统方案设计

本工程锅炉补给水处理系统方案选择分两部分来考虑：

（1）预处理部分；

（2）脱盐部分。

5.1预处理系统

本工程厂内未设净化站，锅炉补给水处理系统需要进一步进行预处理。预处理过滤的主要目的是去除来水中的悬浮物、胶体以及有机物等，以确保后面的系统的安全运行。

由于目前无矿井疏干水的水质，为保证后续超滤膜系统运行的稳定性、可靠性、安

全性。本工程设计中推荐采用双介质过滤器+超滤作为反渗透装置的前处理设施。

5.2可供选择的除盐水处理系统方案

随着环保法规的加强、人们环保意识的提高以及反渗透等新型水处理方法的普及应用，人们在选择锅炉补给水处理系统方案时拥有了越来越多的选择余地。我们知道，选择一个合适的水处理系统必须根据原水的水质情况、用水设备对水处理系统出水水质的要求、设备和药品（包括酸碱、氧化剂、阻垢剂等）的供应情况、当地的环保要求、场地布置条件、水处理系统的定员等因素综合确定。可供选择的系统主要有以下几类：全离子交换除盐系统、反渗透预脱盐的除盐系统。

5.2.1全离子交换除盐系统方案选择

该方案的原理是利用阴、阳树脂作为载体的OH-和H+离子交换基团分别与水中的阴离子和阳离子发生交换反应，去除水中的盐分制取纯水。这种工艺是一种传统的除盐方法，也是目前广泛采用也是最为可靠的除盐方法，技术非常成熟。如原水含盐量低，经计算系统运行周期不小于12h，都可以采用此种工艺。

其出水指标：

二氧化硅：≤20μg/L

导电度：≤0.20μs/cm(25℃)

虽然本工程的锅炉补给水系统水源的含盐量并不高，但由于超临界机组对给水水质要求比较严格，要求TOC ≤ 200μg/L。而常规的离子交换系统对TOC去除效果不佳，其出水水质很难达到TOC ≤ 200μg/L的要求，难以满足超临界机组的水汽品质要求，因此本工程不予采纳。

5.2.3带反渗透预脱盐的除盐方案选择

反渗透技术作为一种绿色生产工艺，随着技术的进步和投资的降低，在我国应用日益广泛，它具有运行环境好、运行连续、工作强度低、污染物排放少等优点，因而被广泛采用。采用反渗透预除盐，也可有效的去除原水中的小分子有机物，对于保证系统出水中TOC达到超临界机组的水质要求是非常有利的，所以有专家建议在超临界机组的电厂，如采用地表水等可能被污染的水源时，锅炉补给水处理系统应设置去除有机物的

设施，最为有效的是设置反渗透装置。

1）两级混床技术：用一级混床顶替一级除盐加混床中阳、阴离子交换器，以保证系统产出稳定合格的除盐水。相对于反渗透+一级除盐+混床方案每串设备减少了一台设备，占地面积减少一些。但实际运行中由于混床树脂层高有限，最高只能做到1000mm/1000mm，其阳、阴树脂匹配选择不好确定，并且反渗透出水中阳阴离子含量无法确定，其一级混床运行周期短，再生剂耗量大。

采用本方案，随着反渗透脱盐率的下降，会造成混床运行周期缩短，而混床再生十分复杂，再生比耗高。若一至两天就再生一次，则操作强度大，酸碱耗量也大。

2）连续电除盐技术：该技术又常称为电除盐技术（EDI），是近年来出现的一项利用离子交换选择性膜、离子交换树脂及直流电生产高纯水的新技术。

6预脱盐加除盐方案的选择

6.1各比选方案的共性设计

比选方案中有反渗透+二级除盐系统方案、反渗透 +EDI方案，各方案均按以下原则设计：

1)锅炉正常补给水量为70t/h，各方案在水量平衡计算时均以此作为系统净产水量进行计算。

2)共设二列75t/ h的除盐设备。

3)各方案均采用程序控制，就地只设电子设备间，不设控制室，统一在集控室联网监控，定期巡视。

4)化验楼设计在水处理区域内，设计有水、煤、油的全分析实验室及环保化验室。

5)各装置的回收率：超滤90%，一级反渗透75%，二级反渗透90%，电除盐90%。

6.2反渗透+二级除盐系统方案（方案一）

6.2.1系统流程

工业水箱→超滤给水泵→生水加热器→双介质过滤器→精密过滤器→超

滤装置→超滤水箱→清水泵→反渗透单元（保安过滤器→高压泵→反渗透装置）→淡水