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火电行业

作者：成都洪拓来源：成都洪拓发布时间：2015-04-25

火电行业用水，主要用于锅炉补给水，目前主流的工艺为：反渗透+混床、反渗透+EDI，部分余热发电项目（如水泥厂或冶金厂）可能会使用反渗透+软化工艺，以便节约成本。

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攀枝花黑沙矿业自备电厂60吨反渗透+混床设备

我们公司生产的锅炉补给水设备特点:

我公司在纯水设备设计、生产、安装和调试方面有多年的从业经验，可根据用户的原水情况、现场情况、投资预算、设备自动化程度要求和最终产水品质要求等，为用户提供最佳的配置。

典型工艺流程介绍：

1.反渗透+混床工艺：

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2.双级反渗透+EDI工艺：

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典型业绩简介：

攀煤联合焦化有限公司

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项目简介：

本项目采用的工艺为：石英砂过滤器+超滤+阻垢剂添加装置+板式换热器+单级反渗透+混床+加氨装置。本项目产生量为150吨/小时，产水标准达到《GB_T 12145-1999_火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准》。

备注:

我公司在本项目的初期设计和最终实施时提出并实现了分段取水的方案,使客户可以根据不同工艺阶段,使用不同品质的纯水,避免了全部使用5MΩ.cm的纯水带来的浪费，使设备的运行成本降低了30%。

工艺流程介绍：

1．采用单级反渗透+混床，其流程如下：

原水→原水箱→原水加压泵→多介质过滤器→活性炭过滤器→阻垢剂添加装置/软水器→精密过滤器→一级反渗透→混床系统→精密过滤器→用水点

产水品质：电阻率≥5MΩ.cm

本工艺为传统工艺，因其初期投资低、运行稳定而被大量采用。当原水电导率≥2000μs/cm时，可增加一级反渗透，以便提高混床的进水品质。

2.采用双级反渗透+EDI，其流程如下：

原水→原水箱→原水加压泵→多介质过滤器→活性炭过滤器→阻垢剂添加装置/软水器→精密过滤器→一级反渗透机→PH调节→中间水箱→第二级反渗透→EDI给水箱→中间水泵→微孔过滤器→EDI系统→用水点

产水品质：电阻率≥15MΩ.cm

这是目前性价比最高的一种工艺，尤其是在电力锅炉补给水方面，目前应用的非常广泛，正在逐步替代混床工艺.

3. 采用离子交换方式，其流程如下：

原水→原水加压泵→多介质过滤器（选配）→阳树脂过滤床→阴树脂过滤床→阴阳树脂混床→微孔过滤器→用水点

产水品质：电阻率≥5MΩ.cm

本工艺为老工艺，现已基本淘汰，但是在原水电导率≤100μs/cm的项目中，仍有使用空间。

备注：

1. 多介质过滤器部分可以用盘式过滤器/自清洗过滤器+超滤装置替换，以便节约设备占地空间，同时提高预处理产水品质，延长反渗透膜的使用寿命；

2. 由于锅炉补给水对PH值、溶解氧有严格的要求，故需追加加氨装置和除氧器。

纯水制备工艺优劣势比较：

目前制备锅炉补给水制备脱盐水的工艺基本上是以上三种，其余的工艺流程大都是在以上三种基本工艺流程的基础上进行不同组合搭配衍生而来。现将他们的优缺点分别列于下面：

1.采用单级/双级反渗透+混床工艺：

优点：初期投资少，故障发生率低，维修方便，维护费用低；

缺点：必须定期对树脂进行再生，操作难度较大。树脂再生消耗大量酸碱，导致运行成本高，且污染环境；

2.采用双级反渗透+EDI的工艺：

优点：水质稳定无波动，产水电阻率≥15MΩ.cm；全自动运行，可24小时不间断工作，综合运行成本低，无污染物排放。

缺点:初期投资相对较高。

这是目前制取脱盐水最经济、最环保的制备工艺，其产水高品质和工作稳定性已经在大量的实践中得到检验。

3. 采用反渗透+钠离子交换工艺：

优点：初期投资较小、运行成本低、维护便捷、维修成本低；

缺点：对钙镁之外的其他离子，如硅等，去除率较低。

我们公司生产的脱盐水设备特点

系统关键部分介绍

1) 反渗透部分：此部分主要作用是去除水中绝大多数的盐类、有机物、胶体、细菌和病毒，反渗透部分产水品质通常可以达到电阻率≥0.5 MΩ.cm。

反渗透膜典型脱除率

溶质	分子量	脱除率 %
氟化钠 NaF	42	99
氰化钠 NaCN（pH11）	49	97
氯化钠 NaCl	58	99
二氧化硅 SiO₂（50ppm）	60	98
碳酸氢钠 NaHCO₃	84	99
硝酸钠NaNO₃	85	97
氯化镁MgCl₂	95	99
氯化钙 CaCl₂	111	99
硫酸镁 MgSO₄	120	>99
硫酸镍 NiSO₄	155	>99
硫酸铜CuSO₄	160	>99
甲醛 HCHO	30	35
甲醇	32	25
乙醇	46	70
异丙醇	60	90
尿素	60	70
乳酸（pH2）	90	94
乳酸（pH5）	90	99
葡萄糖	180	98
蔗糖	342	99
微量含氯杀虫剂	-	>99

备注：测定标准条件：溶质浓度2,000ppm，操作压力1.6MPa（225psi），溶液温度25^oC（77^oF），未标注溶液的pH＝7。

2) 钠离子交换器：当含有硬度离子的原水通过交换器树脂层时，水中的钙、镁离子与树脂内的钠离子发生置换，树脂吸附了钙、镁离子而钠离子进入水中，这样从交换器内流出的水就是去掉了硬度的软化水。随着交换过程的不断进行，树脂中Na⁺全部被置换达到饱和后就失去了交换功能，此时必须使用工业NaCl(无碘)溶液对树脂进行再生，将树脂吸附的Ca²⁺、Mg²⁺置换下来，树脂重新吸附了钠离子，恢复了软化交换能力。

结构示意图

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3) EDI:又称连续电除盐技术,这一新技术可以代替传统的离子交换装置，生产出电阻率高达15MΩ·cm以上的脱盐水，并且产水品质稳定，无需酸碱再生，操作和维护简单;下图为EDI工作原理图：

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下表是西门子Ionpure EDI模块的工作参数：

操作参数
回收率	90-95%
最大允许进水压力	7bar(100psi)
最高允许进水温度	45℃(113°F)
名义流量时的压降范围	1.4-2.1bar(20-30psi)
产水水质
产水电阻率	>16MΩ.cm
说明:实际性能可以用Ionpure的IP-Pro 设计软件确定
硅(SiO₂)去除率	90-99%，取决于进水条件
氯化钠（NaCl）去除率	大于99.9%，最终含量<3ppb

4）混床系统：混床离子交换除盐，就是把阴阳离子交换树脂放在同一交换器中，运行前，先把它们分别再生成OH^- 型和H⁺型，然后混合均匀。所以混床可以看作由许许多多阴阳树脂交错排列而组成的多级式复床。

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在混床中，由于运行时阴阳树脂是相互混匀的，所以其阴阳离子交换反应几乎是同时进行的。或者说，水中阳离子交换和阴离子交换是多次交错进行的。因此，经阳离子交换所产生的H⁺和经阴离子交换所产生的OH^—都不会累积起来，而是马上互相中和生成H₂O。这就使交换反应进行得非常彻底，出水水质很好。混床中树脂失效后，应先将两种树脂分离，然后分别进行再生和清洗。再生清洗后，再将两种树脂混合均匀，又投入使用。