反渗透系统在一五○发电厂的应用
一五○发电厂始建于1970年，原水处理系统设计为3×40 t/h的一级除盐加混床。近几年来，水源水质严重恶化，含盐量由原来的276 mg/l增加到现在的585 mg/l，远远超过原水处理除盐系统的设计参数。除盐系统投产初期运行周期达20 h左右，目前仅为6 h左右。运行周期的缩短，再生频繁，酸、碱耗升高，工作量大大增加，再加上机组老化而引发的补水率上升，原水处理系统已难以满足一五○发电厂补给水的需要。
反渗透作为一种先进的膜处理技术逐渐成熟，在国内多家电厂应用效果良好。目前，水处理系统中采用反渗透作为前置预除盐方式的比较多，原有的单纯离子交换除盐方式逐步被反渗透作为预脱盐的方式所取代。因此，通过研究和论证，一五○发电厂的水处理改造采用了先进的反渗透膜技术。
1反渗透系统简介
1.1系统构成
一五○发电厂选用了2×40 t/h反渗透系统。由深井水经双料过滤器后加入阻垢剂以防止反渗透浓水区结垢，通过5 μm保安过滤器后出水经升压泵进入反渗透装置。每套反渗透装置配置1台升压泵，流量64 m3/h，扬程151.4 m。反渗透装置由压力容器、反渗透膜元件、配套仪表和PLC控制系统构成，每套反渗透有6个压力容器，采用4∶2布置，每个压力容器内装6根膜元件，膜元件为涡卷式复合膜，型号为BW330-400，膜材料为芳香族聚酰胺膜。反渗透产品水管上装设爆破膜和逆止阀，防止产生的背压破坏膜元件，当产品水压力超过规定值时，爆破膜自动破裂泄压，以防止膜元件背压过高而影响寿命，同时在淡水管路上安装排放阀，停运时打开以消除淡水管的静压。
反渗透设自动启停装置，启动时自动冲洗管道内不合格水，然后冲洗反渗透排除反渗透内的空气，防止形成气锤损坏膜。
高压泵出口装有电动慢开门，当高压泵启动后电动慢开门才缓慢开启，以保证膜元件压力平缓上升，避免膜元件因突然升压而受损。同时高压泵出口还设高压保护开关，压力过高时，压力高限报警停泵；泵入口设低压报警，压力过低时，低限报警停泵；电流过载自动开关可在高压泵电流过载时，自动跳闸断电，防止烧坏高压泵。
1.2反渗透装置进水水质要求及运行条件
工作压力：1.1～1.8 MPa
设计水温：18 ℃
给水流量：54 m3/h
产水流量：40 m3/h
SDI≤4.0
余氯≤ 0.1 mg/L
脱盐率≥97%
回收率<75%
反渗透装置进水的预处理对反渗透的正常运行和延长膜寿命非常重要，如处理不当则会后患无穷。一五○发电厂引用深井水，浊度较低，故采用双层滤料过滤器，滤料由石英砂和无烟煤组成，运行中严格控制出水污染指数SDI，水质变差时立即停运反洗。
压力是反渗透脱盐的推动力，应按反渗透组件的要求维持一定压力，若压力过小会影响脱盐率和水的回收率，而压力达到一定程度后脱盐率趋于稳定，且膜的压密是不可逆的，因此为延长膜的使用寿命，应在脱盐率和产水率满足的情况下，尽量采用低压力，一五○发电厂反渗透压力为1.1～1.8 MPa。
2反渗透应用的问题分析和改进情况
2.1问题分析
按厂家设计为反渗透后直接加混床，但反渗透建成投运后，混床只能运行7～15 h，频繁的再生使工作量不但没有减少反而比原除盐系统工作量更大，酸、碱用量节省也达不到预期要求，分析原因如下。
a. 反渗透系统出水电导率为20～24 μS／cm，而原来的一级除盐系统出水电导率最大不超过5 μS/cm，故现在混床运行时间大大缩短，由原来的8、9 d减为现在的7～15 h（由供给机房的水量而定，冬季用水量大，运行时间有可能更短），严重影响着安全生产。
b. 混床和一级除盐系统相比虽具有出水水质好的特点，但同时也存在如下缺点：树脂交换容量利用率低；反洗、混合造成树脂损耗大；再生操作复杂，需用时间长。如果混床如此频繁再生，树脂损耗率将非常高，甚至会超过原来没有用反渗透时的树脂损耗率；此外混床树脂交换容量利用率低，故酸、碱用量增大；再加上混床再生操作复杂，时间长，经济技术都没有优势。
c. 再生混床一般需用质量非常好的除盐水，而一五○发电厂由于混床出水直接进机房，故再生混床只能用淡水箱的水即反渗透出水，水质较差，造成混床再生效果不好，故混床出水水质不如以前。
d. 反渗透出水存在硬度和一些阴离子杂质，如长期用此水，再生混床将造成树脂交叉污染。运行一段时间后，运行时间还将进一步缩短，出水水质进一步变差。
e. 如3个混床都失效，将无法象以前那样直接供一级除盐水，安全系数低。
2.2改进情况
鉴于以上问题的存在，一五○发电厂对系统进行了改进，即利用上一级除盐系统。系统流程如下：
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双层滤料过滤器→高压泵→反渗透装置→淡水箱→淡水泵→一级除盐系统→除盐水箱→除盐水泵→混床→机房
现在一些电厂采用反渗透加混床，并且取得了良好的经济效果。但一五○电厂的反渗透系统在原系统基础上改进，利用一级除盐系统，并不用增加投资，而从运行情况来看，不论是安全性、稳定性还是节约酸、碱用量来说，采用反渗透加一级除盐加混床都比反渗透加混床要好。
3综合评价
3.1技术可行
改进的反渗透系统延长了制水运行周期，节省了酸、碱用量。采用反渗透加一级除盐系统加混床后，其显著优点是一级除盐系统的运行周期成倍增加，再生次数大大减少，节省大量酸、碱。原一级除盐运行周期6 h，而采用反渗透加一级除盐系统加混床后，一级除盐运行周期达8～10 d，周期制水量从240 t增至8 600 t左右，混床运行时间可达1个月以上。
3.2除盐水质量提高
利用反渗透后发现一级除盐出水电导率降至0.8 μS／cm以下，SiO2含量也降低,混床出水水质更好，有效地保证了为锅炉提供优质的除盐水。
3.3运行维护量减少
采用反渗透后，离子交换器的运行周期增加，再生次数减少，运行维护减少，工作条件得到改善，劳动强度大大降低。
3.4保护环境
从环境保护的角度来看，采用反渗透后，废酸、碱的排放量大大减少，其环境效益和社会效益十分明显。
3.5经济效益可观
原水处理除盐系统周期制水量为240 t，现在为8 600 t，酸、碱用量减少97.2%。以2001年酸耗量1 200 t、碱耗量1 000 t计算，1 a可节省酸碱费87万元，运输费12万元，每 a补充树脂费约2万元，系统维护费可节约资金6万元；利用反渗透后每年阻垢剂用10万元，设备费215万元，故可在2 a多的时间内收回成本，以后每a可节省约90万元。
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