某電廠鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)全膜法調(diào)試問題及對策

張 凱，陳玉強(qiáng)，陳 陽，李小軍，王牛旺，劉貴棟，胡明睿

（1.西安西熱水務(wù)環(huán)保有限公司，高效靈活煤電及碳捕集利用封存全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西西安 710054；2.華能慶陽煤電有限責(zé)任公司，甘肅慶陽 745000）

2021 年，國家相關(guān)部門先后發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)污水資源化利用的指導(dǎo)意見》和《關(guān)于加強(qiáng)城市節(jié)水工作的指導(dǎo)意見》，明確提出到2025 年全國地級及以上缺水城市再生水利用率達(dá)到25%以上，京津冀地區(qū)達(dá)到35%以上的總體目標(biāo)〔1-2〕。為貫徹落實(shí)國家相關(guān)環(huán)保及節(jié)水政策，越來越多的電廠鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)進(jìn)水水源也由原先的地表水、地下水等逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槌鞘性偕?-6〕。以超濾-反滲透-電去離子（EDI）為代表的全膜法處理工藝已經(jīng)成為電廠鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)新建或技改項(xiàng)目中的首選工藝〔7-9〕。華北地區(qū)某電廠擬采用城市再生水作為燃煤機(jī)組鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)水源。該電廠現(xiàn)有化學(xué)制水系統(tǒng)采用超濾、反滲透和離子交換工藝，建成時間較早，部分設(shè)備老化，運(yùn)維成本逐年升高，現(xiàn)有系統(tǒng)出力不能夠滿足電廠后期的正常用水需求，且水源更換為城市再生水后，原有工藝的處理效果難以達(dá)到高品質(zhì)除鹽水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。因此，該電廠對現(xiàn)有鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)進(jìn)行提標(biāo)擴(kuò)容改造。

本研究對該電廠新建鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)各主要處理單元調(diào)試過程中出現(xiàn)的典型問題進(jìn)行歸納分析，給出相應(yīng)的解決對策，并進(jìn)行運(yùn)行效果和經(jīng)濟(jì)效益分析，旨在為同類工程項(xiàng)目的設(shè)計建設(shè)和調(diào)試運(yùn)行提供參考。

1 工程概況

1.1 進(jìn)水水質(zhì)

該電廠新建鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)設(shè)計總產(chǎn)水量為400 m3/h，分為4 個系列，系統(tǒng)水源取自附近生活污水處理廠的城市再生水，來水由兩路DN 800 管道自流進(jìn)入廠區(qū)，經(jīng)提升泵送至變孔隙濾池，出水加氯錠殺菌后進(jìn)入后續(xù)鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)。系統(tǒng)水源水質(zhì)見表1。

表1 系統(tǒng)水源水質(zhì)Table 1 Water source quality in the system

1.2 出水水質(zhì)目標(biāo)

系統(tǒng)出水水質(zhì)執(zhí)行現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動力設(shè)備水汽質(zhì)量》（GB/T 12145—2016），具體見表2。

表2 系統(tǒng)出水水質(zhì)目標(biāo)Table 2 Effluent quality objectives of the system

1.3 工藝流程

新建鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)采用“超濾-一級反滲透-二級反滲透-EDI”的全膜法處理工藝。主系統(tǒng)流程為變孔隙濾池產(chǎn)水→超濾給水泵→板式換熱器→疊片式自清洗過濾器→超濾裝置→超濾產(chǎn)水箱→一級反滲透給水泵→一級反滲透保安過濾器→一級反滲透高壓泵→一級反滲透裝置→一級淡水箱→二級反滲透給水泵→二級反滲透保安過濾器→二級反滲透高壓泵→二級反滲透裝置→二級淡水箱→EDI 給水泵→EDI 保安過濾器→EDI 裝置→除鹽水箱。

此外，還配備有超濾、反滲透及EDI 化學(xué)清洗單元和阻垢劑、還原劑、非氧化性殺菌劑、鹽酸、次氯酸鈉、氫氧化鈉加藥單元等輔助系統(tǒng)。

2 工藝特點(diǎn)及運(yùn)行方式

2.1 超濾處理單元

超濾處理單元分為4 套。單套超濾裝置凈出力169 m3/h，配置42 支KOCH-TARGA 系列10072-35型號的立式中空纖維膜組件，采用內(nèi)壓式死端過濾模式運(yùn)行。每套超濾裝置前設(shè)有1 臺過濾精度為100 μm 的疊片式自清洗過濾器，每隔30 min 周期性反洗1 次。超濾產(chǎn)水進(jìn)入總?cè)莘e1 600 m3的兩座鋼制聚脲防腐水箱。

超濾裝置正常制水和反洗時均投加次氯酸鈉溶液，反洗用水取自超濾產(chǎn)水箱；累計反洗30 次后投加氫氧化鈉和次氯酸鈉溶液進(jìn)行1 次堿加強(qiáng)反洗；累計堿洗3 次后投加鹽酸溶液進(jìn)行1 次酸加強(qiáng)反洗。上述運(yùn)行過程往復(fù)循環(huán)，均通過DCS 系統(tǒng)自動實(shí)現(xiàn)，確保超濾產(chǎn)水濁度＜0.1 NTU。

超濾化學(xué)清洗單元和反洗單元分別設(shè)有過濾精度為100 μm 的保安過濾器。反洗廢水排入回收水池，酸堿加強(qiáng)反洗廢水和化學(xué)清洗廢水排入酸堿廢水池，之后通過液位控制自動啟停水泵將廢水分別提升至后續(xù)處理單元，實(shí)現(xiàn)廢水分質(zhì)分類回收。

2.2 反滲透處理單元

一級和二級反滲透處理單元各有4 個系列，每個系列分別包含1 臺過濾精度為5 μm 的立式保安過濾器、1 臺高壓泵和1 套反滲透裝置，反滲透裝置均為一級兩段式。產(chǎn)水分別進(jìn)入容積為800 m3的一級淡水箱和容積為250 m3的二級淡水箱。為避免二級反滲透產(chǎn)水水質(zhì)受到過多外界空氣等環(huán)境因素影響，二級淡水箱采用下進(jìn)水方式，進(jìn)水管位于水箱側(cè)面下部。

單套反滲透裝置主要性能參數(shù)見表3。

表3 單套反滲透裝置主要性能參數(shù)Table 3 Main performance parameters of a single set of reverse osmosis device

一級反滲透處理單元進(jìn)水母管上設(shè)有還原劑和非氧化性殺菌劑加藥點(diǎn)，每臺保安過濾器進(jìn)水管上設(shè)有阻垢劑加藥點(diǎn)。此外還配有沖洗單元，沖洗用水取自一級淡水箱，用于一級反滲透裝置停運(yùn)時的維護(hù)性沖洗，沖洗廢水排入回收水池。二級反滲透處理單元進(jìn)水母管上設(shè)有氫氧化鈉加藥點(diǎn)。一級反滲透濃水排入電廠原有調(diào)節(jié)池，經(jīng)摻混泵送至脫硫漿液工藝補(bǔ)充水箱，實(shí)現(xiàn)分質(zhì)回用。二級反滲透濃水回收至超濾產(chǎn)水箱再處理利用。

2.3 EDI 處理單元

EDI 處理單元分為4 套，單套產(chǎn)水量100 m3/h，每套EDI 裝置進(jìn)水前端配有1 臺過濾精度1 μm 的立式保安過濾器，單套EDI 裝置設(shè)有14 個蘇伊士ECELL-MK7 型號的逆流EDI 膜塊。每套EDI 裝置的進(jìn)水調(diào)節(jié)閥、產(chǎn)水閥和產(chǎn)水排放閥均為氣動控制閥，其余閥門采用手動閥。每套EDI 裝置的產(chǎn)水管上分別設(shè)有電導(dǎo)率和硅質(zhì)量濃度檢測點(diǎn)，并配有在線電導(dǎo)率儀和硅酸鹽在線分析儀，運(yùn)維人員可通過在線儀表實(shí)時反饋的數(shù)據(jù)來監(jiān)測產(chǎn)水水質(zhì)是否滿足要求。

EDI 和反滲透處理單元共用1 套化學(xué)清洗裝置，配有過濾精度為5 μm 的保安過濾器、容積為8 m3的鋼襯膠水箱（含電加熱器）、化學(xué)清洗離心泵、對應(yīng)管路及控制系統(tǒng)。

3 系統(tǒng)調(diào)試及運(yùn)行效果

3.1 超濾系統(tǒng)

3.1.1 主要調(diào)試問題及對策

1）進(jìn)水母管壓力與泵運(yùn)行頻率聯(lián)鎖，進(jìn)水量與閥門開度聯(lián)鎖。

超濾系統(tǒng)采用進(jìn)水母管制，配有2 臺變頻和2 臺工頻給水泵，3 用1 備。投運(yùn)1 套或2 套超濾裝置時，分別對應(yīng)啟動1 臺或2 臺變頻泵；投運(yùn)3 套或4 套超濾裝置時，啟動2 臺變頻泵和1 臺工頻泵。停運(yùn)時，工頻泵先于變頻泵停運(yùn)。超濾系統(tǒng)進(jìn)水母管上設(shè)有壓力變送器，投運(yùn)不同套數(shù)的超濾裝置對應(yīng)設(shè)定不同的進(jìn)水母管壓力，此壓力值通過變頻給水泵適時調(diào)整運(yùn)行頻率來實(shí)現(xiàn)。每套超濾裝置進(jìn)口設(shè)有進(jìn)水氣動調(diào)節(jié)閥，設(shè)定閥門開度與超濾裝置的運(yùn)行水量聯(lián)鎖，運(yùn)行水量由操作人員根據(jù)生產(chǎn)需求人為給定，但不得大于設(shè)計水量。

以上控制方式運(yùn)行邏輯簡單，在超濾系統(tǒng)投入運(yùn)行之初，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，人為干預(yù)很少。但隨著系統(tǒng)投運(yùn)時間的累積，超濾膜性能降低，當(dāng)即使通過酸堿加強(qiáng)反洗也無法達(dá)到原有膜通量時，為保證超濾裝置的產(chǎn)水量，其進(jìn)水調(diào)節(jié)閥的開度將自動增大，當(dāng)進(jìn)水閥的開度調(diào)節(jié)到一定限度后，只能靠提高超濾系統(tǒng)進(jìn)水母管的壓力值來保證裝置產(chǎn)水量，與之對應(yīng)的，變頻泵的頻率也會增大。當(dāng)通過增大進(jìn)水調(diào)節(jié)閥的開度和提高進(jìn)水母管的壓力均無法達(dá)到超濾裝置的設(shè)計水量時，必須對超濾系統(tǒng)進(jìn)行化學(xué)清洗以使其恢復(fù)至正常運(yùn)行狀態(tài)。

2）反洗排隊及優(yōu)化。

超濾反洗單元公用2 臺變頻反洗水泵，1 用1備。多套超濾裝置投運(yùn)易出現(xiàn)扎堆反洗的現(xiàn)象，即多套超濾裝置在同一時段內(nèi)同時或先后執(zhí)行反洗指令，反洗時段重疊，因此，在設(shè)計控制邏輯時，需遵循排隊反洗原則，排隊等待期間超濾裝置正常制水。

若4 套超濾裝置同時或先后間隔幾秒執(zhí)行反洗指令，由于單套裝置反洗程序包含下反洗、上反洗、快沖和正洗，總歷時約2.5～3 min，則第4 套超濾裝置將多制水約9 min 后再進(jìn)行反洗，且4 套超濾裝置在約12 min 內(nèi)連續(xù)排放大量反洗廢水至室內(nèi)排水溝及回收水池。以此類推，超濾裝置的數(shù)量越多，在出現(xiàn)上述情況時，最后一套超濾裝置的排隊等待時間就越長，即一個周期內(nèi)的制水時間就越長，不利于其長期穩(wěn)定運(yùn)行。因此，操作人員宜依次啟動多套超濾裝置，注意前后兩套超濾裝置的啟動間隔＞3 min，這樣能人為消除反洗排隊時長，有利于保障每套超濾裝置的產(chǎn)水水質(zhì)及膜元件運(yùn)行壽命。

3）反洗過程的水錘效應(yīng)消除。

由于超濾系統(tǒng)采用進(jìn)水母管制，當(dāng)任一套裝置執(zhí)行反洗步驟時，其進(jìn)水閥關(guān)閉的瞬間將引起其他幾套超濾裝置的進(jìn)水量突增，這就要求其他進(jìn)水閥應(yīng)迅速減小開度并精準(zhǔn)調(diào)整水量為運(yùn)行設(shè)定值，否則，長此以往會對膜元件造成水力沖擊，導(dǎo)致端蓋抱箍處漏水，甚至膜斷絲。因此，在設(shè)計控制邏輯時，要求超濾裝置在執(zhí)行反洗程序時其進(jìn)水調(diào)節(jié)閥緩慢關(guān)閉，同期正常制水的超濾裝置的進(jìn)水閥同步靈敏精準(zhǔn)調(diào)節(jié)。

超濾裝置反洗流量設(shè)計值約為進(jìn)水流量的2.5～3 倍，為避免反洗大流量對膜元件和管路的沖擊，設(shè)定超濾反洗水泵緩慢變頻軟啟動，從頻率為0 調(diào)整至反洗設(shè)計流量對應(yīng)頻率的時間應(yīng)控制為50 s。

4）優(yōu)化化學(xué)清洗水箱各管道接口。

超濾化學(xué)清洗單元配有容積10 m3的鋼襯膠水箱，配套2×30 kW 電加熱器，水箱頂部設(shè)有除鹽水進(jìn)水管和鹽酸、次氯酸鈉、氫氧化鈉加藥管，配藥時通過啟動對應(yīng)的加藥泵將適量藥液注入水箱，消除以往工程中需打開水箱頂部加藥孔人工倒入藥液的操作不便性和安全隱患。

水箱頂部還設(shè)有DN 300 的化學(xué)清洗回液管和水泵回流管，這兩個管口應(yīng)設(shè)計在化學(xué)清洗時水箱內(nèi)維持的液面以下，以盡可能地減少清洗液中混入空氣，且這兩個管口的位置應(yīng)遠(yuǎn)離化學(xué)清洗泵進(jìn)水口和磁翻板液位計上下接口，以免引起水流擾動和測量誤差。同時，為保證超濾系統(tǒng)完全充水清洗，化學(xué)清洗回液管的底標(biāo)高應(yīng)高于超濾膜元件和進(jìn)出水管道。水箱采用底部排空方式，消除側(cè)排空無法徹底排出廢液的缺點(diǎn)。

3.1.2 運(yùn)行效果

運(yùn)行過程中，在超濾進(jìn)水母管管道混合器前端投加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的次氯酸鈉藥液（調(diào)試暫定2 mg/L）作為殺菌劑；酸堿加強(qiáng)反洗時，在超濾反洗進(jìn)水母管管道混合器前端分別投加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31%的鹽酸藥液（調(diào)試暫定400 mg/L）和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10% 的次氯酸鈉（調(diào)試暫定200 mg/L）+質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45%的氫氧化鈉（調(diào)試暫定450 mg/L）混合藥液。系統(tǒng)投運(yùn)以來，運(yùn)行穩(wěn)定，在線監(jiān)測儀表反饋進(jìn)水水溫在20～26 ℃間，出水濁度＜0.1 NTU，產(chǎn)水量滿足設(shè)計和運(yùn)行要求；多次人工取樣測定出水TSS＜1 mg/L。

3.2 反滲透系統(tǒng)

3.2.1 主要調(diào)試問題及對策

1）一級反滲透裝置進(jìn)水污染指數(shù)（SDI）控制。

一級反滲透裝置膜元件安裝前，關(guān)閉保安過濾器進(jìn)水閥，啟動給水泵用超濾產(chǎn)水對一級反滲透進(jìn)水母管連續(xù)進(jìn)行大流量沖洗，沖洗廢水排至回收水池。在一級反滲透進(jìn)水母管的人工取樣點(diǎn)處連接SDI 測定儀，多次測算SDI，當(dāng)SDI＜5 時，可滿足該型號膜元件的進(jìn)水條件。

2）藥劑投加量控制。

一級反滲透系統(tǒng)運(yùn)行過程中，在進(jìn)水母管管道混合器前端投加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的亞硫酸氫鈉藥液（調(diào)試暫定3 mg/L）用于還原來水中的余氯等氧化性物質(zhì)，通過在線ORP 計動態(tài)監(jiān)測氧化還原電位并控制其值在±200 mV 以內(nèi)。為避免保安過濾器內(nèi)生物性污染，間斷性地在進(jìn)水母管管道混合器前端投加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%的氯酚類、季銨鹽類等非氧化性殺菌劑（調(diào)試暫定100 mg/L）。非氧化性殺菌劑應(yīng)間斷性沖擊式投加，避免以固定劑量連續(xù)性長期投加導(dǎo)致菌類產(chǎn)生耐藥性。在每臺保安過濾器進(jìn)水管管道混合器前端還需投加稀釋的高分子聚合物類阻垢劑（調(diào)試暫定3.5 mg/L）溶液，以降低反滲透膜結(jié)垢污堵傾向。

二級反滲透系統(tǒng)運(yùn)行過程中，在進(jìn)水母管管道混合器前端投加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45%的氫氧化鈉溶液，通過DCS 設(shè)定堿液投加量與進(jìn)水pH、水量自動PID聯(lián)鎖，控制二級反滲透裝置進(jìn)水pH 穩(wěn)定在8.5 左右，從而去除水中游離CO2，避免對后續(xù)EDI 處理單元產(chǎn)生影響。

3）二級反滲透裝置濃水側(cè)管路優(yōu)化。

運(yùn)行人員根據(jù)生產(chǎn)需求，在用水量低峰期僅投運(yùn)部分系列工藝設(shè)備，須做好停運(yùn)設(shè)備的日常維護(hù)性沖洗工作。如圖1 所示，4 套二級反滲透裝置的濃水排放管路采用母管制，正常運(yùn)行時，圖中氣動蝶閥關(guān)閉，濃水經(jīng)截止閥和止回閥后回收至超濾產(chǎn)水箱；維護(hù)性沖洗時，打開濃水排放氣動蝶閥、產(chǎn)水排放閥及相應(yīng)的進(jìn)水閥，并啟動低壓給水泵用一級反滲透產(chǎn)水持續(xù)對裝置進(jìn)行沖洗。由于濃水排放壓力遠(yuǎn)大于濃水側(cè)沖洗壓力，因而，在部分二級反滲透裝置投運(yùn)時，因背壓現(xiàn)象無法對其他二級反滲透裝置進(jìn)行沖洗，4 套裝置均停運(yùn)時，才可逐一對其進(jìn)行沖洗，否則無法具備沖洗條件，長期以往容易造成膜污染堵塞。

圖1 二級反滲透系統(tǒng)濃水側(cè)管路示意Fig.1 Schematic diagram of concentrated water side pipeline of second stage reverse osmosis system

為滿足在某二級反滲透裝置投運(yùn)同時能對其他二級反滲透裝置進(jìn)行維護(hù)性沖洗的工況需求，按圖2 所示對濃水側(cè)管路進(jìn)行優(yōu)化。濃水沖洗管路上部為拱橋型，且拱橋型管道底標(biāo)高高于頂部膜元件最高點(diǎn)，這有利于二級反滲透裝置完全充水沖洗，經(jīng)現(xiàn)場實(shí)踐，可滿足運(yùn)行要求。

圖2 優(yōu)化后二級反滲透系統(tǒng)濃水側(cè)管路示意Fig.2 Schematic diagram of concentrated water side pipeline of optimized second stage reverse osmosis system

此外，系統(tǒng)啟停過程中，高壓泵頻率應(yīng)緩升緩降，避免突變引起水錘效應(yīng)。

3.2.2 運(yùn)行效果

從DCS 系統(tǒng)隨機(jī)調(diào)取反滲透系統(tǒng)1 個月內(nèi)的連續(xù)運(yùn)行數(shù)據(jù)，如表4 所示，反滲透系統(tǒng)的回收率及脫鹽率均滿足設(shè)計和后續(xù)處理單元的運(yùn)行要求。

表4 反滲透系統(tǒng)運(yùn)行效果Table 4 Operation effect of reverse osmosis system

3.3 EDI 系統(tǒng)

3.3.1 主要調(diào)試問題及對策

1）啟停過程的水錘效應(yīng)消除。

EDI 裝置啟動時，DCS 系統(tǒng)按照控制策略執(zhí)行以下步驟：①開啟產(chǎn)水排放閥，以排放不合格產(chǎn)水及啟動初期管路內(nèi)空氣；②15 s 后緩慢勻速開啟進(jìn)水調(diào)節(jié)閥至設(shè)定開度；③進(jìn)水調(diào)節(jié)閥開度達(dá)到5%時開啟對應(yīng)的給水泵，給水泵頻率勻速緩慢升高至設(shè)定值；④進(jìn)水調(diào)節(jié)閥達(dá)到設(shè)定開度且給水泵達(dá)到設(shè)定頻率60 s 后開啟EDI 整流器電源；⑤當(dāng)產(chǎn)水電導(dǎo)率≤0.1 μS/cm 且硅質(zhì)量濃度≤10 μg/L 時，產(chǎn)水閥開啟；⑥15 s 后產(chǎn)水排放閥關(guān)閉，裝置進(jìn)入正常制水狀態(tài)，產(chǎn)出合格水至除鹽水箱。

EDI 裝置停運(yùn)時，執(zhí)行以下步驟：①開啟產(chǎn)水排放閥，關(guān)閉產(chǎn)水閥；②15 s 后關(guān)閉EDI 整流器電源；③15 s 后對應(yīng)給水泵的頻率緩慢降低至0 并停泵后，EDI 裝置的進(jìn)水調(diào)節(jié)閥再緩慢勻速關(guān)閉；④5 s 后產(chǎn)水排放閥關(guān)閉，裝置完全停運(yùn)。

啟停過程中，應(yīng)嚴(yán)格限制產(chǎn)水閥和產(chǎn)水排放閥不得同時關(guān)閉或瞬間關(guān)閉，且給水泵及進(jìn)水調(diào)節(jié)閥應(yīng)緩開緩關(guān)，從而防止水錘效應(yīng)影響EDI 裝置穩(wěn)定運(yùn)行。

2）膜塊斷水信號消除。

4套EDI 裝置共設(shè)有56 個EDI 膜塊，每個膜塊配有單獨(dú)的電源裝置，正常運(yùn)行時單個膜塊的運(yùn)行電壓為75～95 V，運(yùn)行電流為1.8～2.1 A。EDI 裝置執(zhí)行完前述6 個啟動步驟后，若有部分EDI 膜塊電源裝置的運(yùn)行指示燈未亮，DCS 控制系統(tǒng)的畫面上將會顯示“斷水”信號，分析出現(xiàn)此現(xiàn)象的主要原因并提出解決措施：①由于采用逆流EDI 膜塊，其濃水進(jìn)口位于膜塊頂部，為防止運(yùn)行中濃水竄入淡水室，需調(diào)節(jié)濃水進(jìn)口減壓閥或手動閥開度嚴(yán)格控制濃水進(jìn)口壓力比產(chǎn)水壓力低0.02～0.04 MPa，若不滿足此條件，膜塊可能出現(xiàn)斷水信號；②對應(yīng)EDI 膜塊極水或濃水浮子流量計的浮子低于其限位開關(guān)，或限位開關(guān)松動，致使該膜塊自動斷電，可檢查限位開關(guān)是否高于正常位置或松動，其次可通過輕敲浮子流量計底部或緩閉浮子流量計進(jìn)水閥使浮子恢復(fù)其正常位置；③給水泵出力不足致使EDI 裝置進(jìn)水流量和進(jìn)水壓力不滿足正常運(yùn)行要求，通常是泵腔內(nèi)混入空氣導(dǎo)致，可松開給水泵出口壓力表，及時排除泵腔內(nèi)空氣；④4 套EDI 裝置進(jìn)水端和產(chǎn)水端均采用母管制，任一套EDI 裝置在啟停過程中，可能會影響其他正常運(yùn)行的EDI 裝置短時間內(nèi)出現(xiàn)斷水信號，待其啟停穩(wěn)定后，斷水信號隨即自動消失。

3）儀表取樣管排氣。

為嚴(yán)格保障除鹽水箱的進(jìn)水水質(zhì)，EDI 裝置啟動時，在線分析儀表反饋至DCS 系統(tǒng)的產(chǎn)水電導(dǎo)率和硅質(zhì)量濃度達(dá)標(biāo)后，系統(tǒng)才會自動開啟產(chǎn)水閥。若產(chǎn)水管上的電導(dǎo)率測定點(diǎn)和硅質(zhì)量濃度測定點(diǎn)至分析儀表的塑料軟管內(nèi)混有空氣，水流將無法連續(xù)流經(jīng)分析儀表的測量流通池，出現(xiàn)測定值大于限值的情況，產(chǎn)水閥開啟滯后，大量合格水經(jīng)產(chǎn)水排放閥外排，造成水資源浪費(fèi)并影響系統(tǒng)正常投運(yùn)。因而，在系統(tǒng)啟動之初，運(yùn)行人員應(yīng)密切關(guān)注DCS 系統(tǒng)畫面上的各項(xiàng)參數(shù)并就地分析儀表的情況，及時消除異常。此外，還應(yīng)定期對分析儀表進(jìn)行標(biāo)定和校驗(yàn)。

3.3.2 運(yùn)行效果

該電廠新建鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)自2021 年9 月中旬投運(yùn)，9 月下旬進(jìn)行72 h 滿負(fù)荷連續(xù)試運(yùn)行，10 月下旬滿負(fù)荷連續(xù)商業(yè)運(yùn)行，系統(tǒng)運(yùn)行滿足煤機(jī)供暖前期管網(wǎng)大量補(bǔ)水工作，產(chǎn)水水質(zhì)及水量穩(wěn)定。通過DCS 系統(tǒng)調(diào)取2021 年11 月下旬#2EDI 裝置連續(xù)20 d 的運(yùn)行數(shù)據(jù)，如圖3、圖4 所示，系統(tǒng)進(jìn)水流量為108～114 m3/h，產(chǎn)水流量為98～104 m3/h，產(chǎn)水電導(dǎo)率、硅質(zhì)量濃度分別為0.06～0.08 μS/cm、3～4 μg/L，均滿足設(shè)計及運(yùn)行要求。

圖3 #2EDI 裝置進(jìn)出水流量Fig.3 #2EDI device inlet and outlet water flow

圖4 #2EDI 裝置產(chǎn)水水質(zhì)Fig.4 #2EDI device water quality

此外，運(yùn)維人員通過每日觀測就地浮子流量計，發(fā)現(xiàn)#2EDI 裝置濃水排放流量和極水排放流量通常分別穩(wěn)定在8.0 m3/h 和1.8 m3/h 左右；通過每日觀測就地壓力表，發(fā)現(xiàn)#2EDI 裝置的產(chǎn)水壓力和濃水進(jìn)口壓力分別穩(wěn)定在0.25 MPa 和0.22 MPa 左右，滿足逆流EDI 膜塊的運(yùn)行要求；人工取樣測定出水TOC，其值＜200 μg/L，滿足設(shè)計要求。

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

新建鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)相較于原系統(tǒng)減少了酸堿消耗量，減輕了電廠環(huán)保壓力。新增城市再生水取水費(fèi)842萬元/a，省去原有地表水取水費(fèi)2 596萬元/a，節(jié)約取水成本1 754 萬元/a。年運(yùn)行成本1 032 萬元，包含電費(fèi)、藥劑費(fèi)、膜更換費(fèi)等變動成本528 萬元和檢修維護(hù)費(fèi)、折舊費(fèi)、財務(wù)費(fèi)用、保險費(fèi)等固定成本504 萬元。按每年累積滿負(fù)荷運(yùn)行6 000 h 計，噸水運(yùn)行成本約4.3 元。

5 結(jié)論

鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行對燃煤電廠的安全生產(chǎn)至關(guān)重要。全膜法處理工藝可將城市再生水處理至高品質(zhì)除鹽水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)水電導(dǎo)率＜0.1 μS/cm，硅質(zhì)量濃度＜10 μg/L，TOC＜200 μg/L。整套工藝設(shè)備自動化控制水平高、運(yùn)維成本較低，能為電廠化學(xué)制水系統(tǒng)提質(zhì)增效。系統(tǒng)調(diào)試過程中，應(yīng)以滿足穩(wěn)定運(yùn)行為前提，充分考慮多種不同運(yùn)行工況，嚴(yán)格控制各類藥劑投加量，密切關(guān)注主要水質(zhì)參數(shù)，加強(qiáng)分析儀表的巡檢、標(biāo)定和校驗(yàn)工作，注意泵類及閥門組件的啟停順序，避免水錘效應(yīng)等影響系統(tǒng)安全運(yùn)行的問題。