二联件
火筒式加热炉
钟文健
【摘 要】本文以广东粤电靖海发电公司反渗透海水淡化(SWRO)为例,分析了海水淡化在沿海电厂设计预处理工艺方案应结合水质及用水特点进行选择,论述了反渗透系统回收率、膜元件排列及使用能量回收装置的要点,并对实际运行中存在的问题进行了浅析. 【期刊名称】《化工中间体》
锯末板【年(卷),期】2017(000)005
【总页数】2页(P106-107)
【关键词】海水淡化;预处理;回收率;能量回收
【作 者】钟文健
【作者单位】广东粤电靖海发电有限公司 广东 515223
【正文语种】中 文
【中图分类】T
近年来，随着经济发展，我国水资源日益短缺。特别是在沿海地区，经济发达，人口密集，水资源更是十分匮乏。沿海电厂使用海水淡化技术可充分利用海水循环冷却水系统，减少取水投资；且海水淡化系统稳定性高，不依赖天然降水，不受旱涝影响，可有效保证用水安全性。
广东粤电靖海发电公司为解决淡水水源不足的问题，采用了反渗透法(SWRO)作为电厂海水淡化处理工艺，最大出力为日产1万吨淡水。海水淡化系统产水供至全厂公用的服务水池和消防水池，与净水站（水源顶溪水库）产水的混合，作为电厂一期2×600MW+2×1000MW机组的工业水、消防水、锅炉补给水用水的水源，项目已于2011年投产。
(1)工艺介绍
反渗透海水淡化工艺（SWRO）是在外加压力作用下利用反渗透膜对物质选择性透过的特
性，对海水中的溶解物质进行分离，达到制取淡水的目的。它是一项成熟的工艺，由于设备投资省、能量消耗低、建设周期短、可国内自主设计和生产等诸多优点，近年来发展迅速，在国内工程应用也较多，正日益成为海水淡化的主导技术。
其工艺流程图如下：
海水提升泵来水→斜板沉淀池→V型滤池→清水箱→清水泵→双室双流细砂过滤器→中间水箱→一级反渗透给水泵→一级保安过滤器→一级反渗透高压泵（带能量回收装置）→一级SWRO装置→一级产品水箱→二级反渗透给水泵→二级保安过滤器→二级反渗透高压泵→二级RO装置→二级产品水箱→成品水输送泵→消防、服务水池
(2)预处理系统
预处理的目的
反渗透海水淡化技术的关键部件是反渗透膜，预处理主要是去除海水中的悬浮物、胶体物质和大颗粒有机物等有害物质，以减缓海水进水杂质对膜的污染，延长膜的使用寿命。另外，海水的温度、pH值、余氯含量、压力等参数的劣化会引起膜的降解、氧化。反渗透系
高频磁芯统的进水要求非常高，其进水水质要求如表1所示。
因此，为保证反渗透系统长期稳定运行，海水在进入反渗透海水淡化装置之前必须经过预处理。
反渗透海水淡化预处理工艺分析
目前，反渗透海水淡化预处理工艺主要有常规预处理及膜法预处理。常规预处理工艺由加药混凝、沉淀、过滤等多个单元组成。常规预处理在海水淡化工程中应用广泛，其出水可以满足反渗透进水水质要求。但同时也存在一些问题，难以维持稳定的SDI值，无法满足反渗透进水水质恒定的要求。而以超滤装置为代表的膜法预处理作为RO的预处理近年得到广泛应用，它可以大幅度降低原水SDI、浊度等，但需频繁地反冲洗和化学清洗，使耗能偏高，运行成本高，存在膜阻塞和膜污染问题。
根据水质分析报告，靖海发电公司海水水质具有含泥沙量大、悬浮物、浊度等较高特点，必须进行多级混凝沉淀处理。可采用斜板沉淀池和V型滤池相结合的模式，消除原水中含有的悬浮物、胶体及颗粒，降低出水浊度，滤池设计出水浊度小于1NTU。但滤池出水仍
不满足SWRO进水水质的要求，还需进一步去除清水中的悬浮物、胶体等杂质才能满足其进水SDI小于5的要求。使用细砂过滤器进一步过滤处理，可确保RO进水的SDI值小于4。
采用超滤工艺，其出水SDI值可以非常好的控制在2以下，水质优于反渗透进水水质要求，减轻了后续系统的运行负荷，化学清洗周期延长。但超滤膜的定期更换使得淡化成本仍然较高、膜污染问题一定程度上制约了其发展。常规预处理的出水水质SDI值虽然偏高，但常规预处理可以提供完全满足反渗透膜进水要求的水质。
根据靖海发电公司用水特点，在丰水季节，可尽量采用水库水作为淡水水源，海水淡化设备需要轮换运行，超滤膜也需要轮换用药液浸泡保养。而且超滤系统设置的泵台数较多，由此还要增加电耗，这些会造成整个系统的运行费用升高和投资的浪费。
根据以上分析，综合考虑成本、系统安全、及运行、维护简单化等特点，经过多方论证，电厂采用常规的斜板澄清池+V型砂滤+细砂过滤器作为海水淡化系统的预处理工艺。经过近几年的应用实效来看，采用常规的预处理工艺能满足电厂反渗透海水淡化进水水质要求，运行平稳，可靠，维护量小。
(3)反渗透系统
反渗透装置是反渗透海水淡化（SWRO）工艺中最主要的脱盐设备，具有极高脱盐能力。靖海发电公司海水淡化工艺，设有两级反渗透系统。
关于系统回收率探讨
根据反渗透系统水的回收率的定义，在产水量一定时，回收率的提高，可以减少浓水的排放量，降低整个系统的进水量。从而减小反渗透系统的预处理规模，降低反渗透系统的建设成本及运行成本。海水RO系统通常回收率为40%～45%，这主要受两个因素的影响：①渗透压。对于含盐量为35000mg/L的海水，渗透压高达2．8MPa。回收率增加，浓水的浓度随着增加，渗透压增加，膜元件污染速度加快。②产水水质。回收率越高，系统最后的出水浓度越高，相应地最后膜元件的产水浓度越高，因此SWRO产水水质足以限制系统水的回收率。
反渗透系统膜元件排列方式的选择
通常海水反渗透系统膜元件采用“一段式排列”，特别是对于开放式取水，受海水水质的影响，末端浓水流速不能太低的限制，压力容器一般装填6～8支膜元件。靖海发电公司一级反渗透采用一段式排列，每个压力容器装填7支膜元件。
对于二级反渗透系统，由于进水水质较好（TDS≤400mgL），为提高系统回收率（回收率≥85%），可增加系统中反渗透膜的数量和段数，以增加淡水产量。靖海发电公司二级反渗透采用两段式排列系统，排列比例为16：7，每个压力容器均装配6支膜元件。
能量回收装置（PX）
由于海水的含盐量高，渗透压大，反渗透淡化海水需要提供较高的工作压力，约5．6MPa。一级反渗透装置水的回收率≥42%，即高压浓盐水的排放量可占进水流量约58%，这部分浓盐水排出反渗透装置时尚有约5．4～5．6MPa的压力。如果直接排放，一方面比较浪费，另一方面也较危险。在反渗透浓水出口利用能量回收装置（PX），可使浓水能量的回收率高于92%，大大降低了能源的浪费，同时降压后的浓盐水排放更安全。
(1)耐海水腐蚀材料的选择
靖海发电公司SWRO系统中与海水接触的低压泵过流部件材质均选用#2205双相不锈钢，管道选用衬塑管；与海水接触的高压泵（包括增压泵）过流部件及其管道均选用#2507双相不锈钢。实践证明，该材质选用适当，可长期在海水介质中运行。斜板澄清池集水槽最
初选用的不锈钢喷塑材质，但在实际应用中发现，不锈钢喷塑材质在露天环境中，很容易发生表层与主材剥离的问题，为消除安全隐患，全部更换为玻璃钢材质。经实际应用，玻璃钢集水槽耐海水性能优良，强度完全能满足使用要求。
电磁屏蔽罩
(2)能量回收装置（PX）
扬长机运行中注意事项
能量回收装置（PX）具有结构简单，回收效率高的特点，但平时运行中应特别注意，防止陶瓷转子损坏。靖海发电公司已于2015年对PX进行解体检查发现：①浓水及海水端盖上发现坑和侵蚀部位，见图1；②转子浓水侧肋崩裂破损。
原因分析
①能量回收装置没有外部的直接控制，转子转速和水流量成比例。超流量时会损坏能量回收装置陶瓷转子，图中坑和侵蚀损伤是和超流量造成的损伤一致；
②能量回收装置运行过程中发生气蚀，陶瓷端板上也可观察到气蚀损伤。
注意事项
①设置系统超流量报警和超流量停机保护，防止超流量损坏陶瓷转子；
②设置能量回收装置低压排放背压大于0．1MPa，防止运行过程中产生破坏性气蚀；
③定期检查能量回收装置浓水排放阀，确保阀门处正常状态，防止产生低背压。
靖海发电公司反渗透海水淡化系统运行几年来，能满足电厂对淡水的需求，选用的常规预处理技术符合电厂现状，能提高合格反渗透进水水质，反渗透系统设计合理，值得其他项目借鉴。
钟文健（1978～），男，广东粤电靖海发电有限公司；研究方向：电厂化学设备及技术管理。
【相关文献】
[1]吕彬,胡黎明,方运磊．膜法海水淡化技术在海丰电厂的应用[J]．城市建设理论研究(电子版),2015,5(14)．
[2]肖建．沿海电厂海水淡化处理工艺方案的探讨[J]．重庆电力高等专科学校学报,2009,14(2),12-14．
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议