电厂锅炉水净化系统初步方案.docx

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电厂锅炉水净化系统初步方案

电厂锅炉水净化系统初步方案

一、进出水指标

1.1进水指标阴阳离子指标

项目

mg/l

mg.mol/l

mg.mol%/l

阳离子

K+

-------

-------

-------

Na+

-------

-------

-------

Ca2+

27.00

0.3500

39.7059

Mg2+

24.6000

2.0500

60.2941

Fe3+

0.0000

0.0000

-------

Al3+

-------

-------

-------

NH4+

0.0000

0.0000

0.0000

Cu2+

0.0000

0.0000

0.0000

合计

51.6000

2.4000

100.0000

阴离子

Cl-

21.0000

0.9515

9.9362

SO42-

51.2700

1.0681

17.9422

PO43-

0.0000

0.0000

0.0000

OH-

0.0000

0.0000

0.0000

CO32-

0.0000

0.0000

0.0000

HCO3-

117.4650

1.9250

32.3366

NO3-

0.0000

0.0000

0.0000

SiO32-

90.0000

2.3684

39.7850

合计

279.6950

5.9530

100.0000

1.2.进水化学指标

项目

数据

单位

全硬度

3.4000

mg.mol/l

暂时硬度

1.9250

mmol/l

永久硬度

1.4750

mmol/l

负硬度

1.4750

mmol/l

总碱度

1.9250

mmol/l

酚酞硬度

0.0000

mmol/l

腐殖酸盐

0.0400

mmol/l

总固体物

413.4000

mg/l

悬浮物

43.4000

mg/l

溶解固体物

370.0000

mg/l

二氧化硅

71.0550

mg/l

游离二氧化碳

-----------

------------

溶解氧

-----------

------------

耗氧量

1.1200

mgp/l

电导率

740

us/cm

PH

7.3

1.3.进水物理指标

项目

数据

气味

无味

颜色

无色

浊度

0.2度

水温

15度

-----------------------------------------------------------------------------------------

1.4.出水指标要求

项目

数据

单位

备注

锅炉用水标准

PH

8.5~9.2

加氨调节后

电导率

＜10

us/cm

硬度

0

mol/l

外状

清

说明：

超滤产水量为200t/h，反渗透产水量为100t/h。

二、工艺选择及说明

2.1工艺选择

双膜法（UF+RO）处理工艺有着很多优势。

双膜法水处理系统用连续超滤作为预处理手段代替传统预处理中的絮凝、砂滤及碳滤；反渗透作为主要除溶解性固体手段，替代了传统的阳床、阴床离子交换。

连续超滤系统（UF）工艺采用中空纤维膜分离技术，中空纤维膜分离技术是一种新型的净化分离技术，可满足离子交换、反渗透等处理技术对于进水严格的要求，超滤膜分离技术用于水处理可彻底地去除水中的细菌、微生物、悬浮物等，出水的TSS可达到0.1ppm，污染指数（SDI）可小于3。

而一般砂滤可达到的悬浮物为小于2ppm,SDI小于5。

以每日5000吨的水量来计算：

用传统的砂滤造成进入系统中的污染物为10公斤，如用中空纤维膜分离技术则把污染物减到0.5公斤，这可大大减少后续设备的再生、清洗频率，提高生产率，减少排污、能耗及化学药品消耗。

原水的SDI值对反渗透的运行有很大影响。

反渗透的化学清洗频率和进水SDI有着如下的关系：

SDI值

反渗透化学清洗频率

<3

半年

～4

1－2月

>5

1-2星期

以上数据表明我们的连续超滤系统作为反渗透的预处理可以大大减少反渗透的化学清洗频率。

UF出水细菌含量近于零，有效地阻止了反渗透或离子交换床的生物污染。

多介质过滤的出水水质不稳定，而超滤系统的出水水质稳定。

连续超滤替代传统的絮凝、砂滤、活性碳吸附、杀菌等工艺有以下优点：

水质好：

产水水质高并且水质稳定，出水TSS<0.1ppm,细菌～0，SDI<3；

省地：

可大大减少设备占地面积；

省钱：

可以延长反渗透系统的使用寿命；减少化学清洗频率，减低反渗透的运行压力而达到节能的目标；

省工：

UF系统自动化控制程度高，可以降低劳动强度和劳动成本并降低运行费用。

省电：

处理一立方米水只需要0.1-0.2度电。

另外，诺卫公司的连续超滤系统（UF）是以中空纤维超滤膜为中心处理单元，配以特殊设计的管路、阀门、自清洗单元、加药单元和自控单元等，形成一闭路连续操作系统。

诺卫公司的连续超滤系统与其它的连续超滤系统相比还有以下特点：

⑴独特在线气水双洗，保持膜高通量;

⑵水回收率高，大于96%；

⑶系统高度自动化，操作简单，运行成本低。

反渗透（RO）膜分离技术是一种高效节能技术。

它是将进料中的水（溶剂）和离子（或小分子）分离，用高压水泵将预处理水增压后，借助半透膜的选择截留作用，将原水中的无机盐、细菌、病毒、有机物及胶体等杂质去除，以获得高质量的脱盐水。

从而达到纯化水质的目的,该过程无相变，一般不需加热，工艺过程简单，能耗低，操作控制容易，应用范围广泛。

RO纯水处理系统以经过UF预处理的水作进水。

反渗透（RO）系统与传统的阳离子、阴离子交换床系统的比较：

⑴反渗透装置可完全替代传统的阴阳离子交换床。

由于反渗透不需用强酸强碱进行再生，免除了强酸强碱的储存、稀释和运送中造成的安全隐患，明显地改善工作环境，简化了工作程序，对操作员的技术水平要求也降低了。

⑵反渗透（RO）系统操作非常简便，出水水质相当稳定。

⑶由于用强酸、强碱进行再生会产生大量高盐浓度污水，在目前国内已开始执行污染物总量控制的情况下，反渗透工艺与离子交换相比有绝对优势。

同时如果厂方考虑到污水回用，低含盐量的污水更加容易处理回用。

2.2工艺设计说明

双膜法（UF+RO）+混工艺系统主要是由连续超滤（UF）系统、反渗透（RO）系统组成，辅以UF的化学清洗、水反洗及化学反洗系统、加药系统、反渗透的化学清洗及加药系统等。

定期的水反洗、化学反洗及化学清洗对保持膜组件的透水能力起着极大的作用。

工艺流程示意图如下：

3.3流程及系统说明

3.3.1流程说明

用UF供水泵泵入预过滤器滤除去500微米以上的颗粒物质，以保护超滤膜，减少反洗次数延长其使用周期和寿命。

经预过滤的水，还存有绝大部分的细菌、病毒、藻类、胶体物质、有机物及微小的颗粒物等有害物质，需进入超滤膜组继续进行深度处理，由于超滤膜本身的特性，大部分的细菌、藻类、胶体物质和微小的颗粒物质可以在此去除。

由于超滤产水的一些剩余的有机物和溶解固形物含量可能超过用户对水质的要求，为了用水的安全，超滤产水再用反渗透（RO）进一步处理，以达到降低水中溶解固形物和有机物的含量的目的，这样可以保证整个系统的出水水质完全满足用户的要求。

系统除了超滤及反渗透（RO）膜组件外,还配有辅助系统,包括超滤气、水反洗系统和化学清洗系统，以去除膜上黏附的细菌、藻类等生物体、水垢和有机物等，使其通水量得到良好的恢复。

反渗透（RO）系统备有阻垢剂加注系统、进水PH调节系统、去余氯系统与化学清洗系统。

为保证出水达到10μS/cm以下的要求，系统中采用了二级反渗透工艺。

第二级反渗透的浓水掺入第一级反渗透的进水中，所以，第二级反渗透无水的消耗。

全系统采用现场监控仪表和PLC组成自动控制系统自动控制，避免人为因素的影响。

3.3.2系统说明

3.3.2.1预过滤器

来水经供水泵泵入预过滤器滤除500微米以上的颗粒物质，以保护超滤膜，减少反洗次数延长其使用周期和寿命。

3.3.2.2连续超滤系统

原水经过粗过滤后，便送入我们的UF系统。

原水在系统中得到净化，各种悬浮颗粒、SS、细菌、藻类和浊度均得到有效的去除。

系统的出水流入清水池，一部分做为反渗透系统的供水，一部分可供直接使用。

UF技术具有许多其他生物化学处理工艺无法比拟的明显优势，与传统的加药混凝、沉淀、过滤、消毒的工艺相比性能极为优越，包括：

（1）出水浊度（NTU）<0.1，悬浮颗粒（SS）去除率高达99%以上，产水水质极为稳定可靠；

（2）细菌总数接近为零;（3）化学品用量极少;（4）无污泥产生;（5）结构紧凑，占地少；（6）设备投资和运行费用低廉;（7）高度自动化。

UF系统的组成及功能

、主系统（制水系统）

泵：

为系统供水或化学药液的使用提供动力。

主要有连续超滤膜供水泵、反洗水泵、化学清洗泵和化学计量泵。

连续超滤膜组：

为本系统的核心部件，有承前启后的作用，即对预过滤的水进行深度处理，也为反渗透膜组的进水水质提供保障。

、辅助系统

水反洗系统：

按一定的周期（主要取决于进水水质），自动进行反洗，以恢复膜的通水量。

空气反洗系统：

与水反洗共同作用，即我公司独有的“在线气水双洗技术”增强反洗效果。

化学清洗系统：

是属于对膜作彻底的清洗，以去除膜上黏附的细菌、藻类等生物体、水垢和有机物等，使其通水量得到良好的恢复。

采用的化学药品包括：

盐酸、氢氧化钠及次氯酸钠等。

3.3.2.3反渗透部份

预加压泵：

向保安滤器提供流体动力，并向高压泵提供正压力。

阻垢剂的投加：

根据原水水质计算，RO浓水LSI饱和指数>0，判断具有结垢倾向，所以在原水进入RO装置前需投加阻垢剂。

保安滤器：

为防止水中及管道中的微粒进入高压泵和RO膜组件，特设保安滤器作为最后的预处理手段。

当滤器进出囗压差大于0.1Mpa时需更换滤芯（由于被过滤的介质直接进入到微孔滤膜的空隙中，因此很难通过酸碱清洗恢复通量）。

滤器结构能满足快速更换滤芯的要求。

高压泵：

反渗透膜分离推动力是压力差，而这种压力是由高压泵来提供的，因此高压泵的设置是为了使反渗透的进水达到一定的压力，让反渗透过程得以进行。

即克服渗透压使水分子透过反渗透膜到淡水层。

高压泵配备变频器，以便提供恒定的压力。

反渗透装置：

反渗透装置是该项目预脱盐的心脏部分，经反渗透处理的水能去除无机盐、有机物、微生物及细菌等。

设计的合理与否直接关系到项目的投资费用，整个系统运行经济合理，使用寿命长，操作可靠简便。

本设计中采用二级二段反渗透系统，一级反渗透回收率80%考虑，二级反渗透回收率85%考虑，第一级反渗透的浓水排水用于超滤的反洗，第二级反渗透的浓水返回第一级反渗透进水中继续使用。

自动低压冲洗装置：

反渗透在运行的过程中，浓缩过程和浓差极化将导致膜表面所接触原水的固含量浓度远远大于原水的本体浓度。

因此配备自动低压冲洗装置在停机后、开机前或连续运行一个可调整的期间后对反渗透膜进行定时的低压冲洗，将附于膜表面的少量污染物冲走。

冲洗完成后，系统自动恢复到冲洗启动前的状态。

辅助配置：

反渗透装置设置流量计、电导率仪就地显示监视运行工况的产水量、电导率等重要参数。

系统设置高、低压保护开关，保证反渗透系统安全可靠运行。

反渗透每支压力膜管产水侧设有取样囗，方便取样。

4.0电气控制设计说明

4.1概述

水处理是一种较复杂的生产过程，既有泵组等启停、保护、设备相互协调和分配，滤器产水运行和反洗控制；又有水质控制量的闭环控制和大量现场设备的运行状态、水质、水量、压力、水位等参数的采集，还有24小时运行数据的处理，报表打印等。

基于以上特点，为提高运行的可靠性和水务管理的可行性，并降低运行成本。

系统可采用集中分散控制系统对水处理设备集中管理和对现场分布控制。

4.2设计方案

为达到处理系统集中管理分散控制的目的和对数据的充分利用及提高生产监督水平。

在总体设计思路指导下，采用PLC可编程序控制器构成工艺生产各过程监督控制的分散级就地站和以工控PC机构成的集中监控级上位操作监控站的集中分散控制系统。

在控制室内配置上位操作站工控PC机和远操站。

设立1个主PLC控制站，通过PLC控制站可实现对预处理和除盐水生产过程及系统再生装置的控制。

为提高系统运行的可靠性，对于各生产过程的重要工艺参数在中控室上位机上进行在线状态监控并进行数据存贮；配置声光报警装置实现对重要信号超限报警提示；在操作台上设置主要程控步序操作的按钮用于实现脱离上位PC监控站时而达到对生产过程紧急情况的远程操作。

配置就地手动操作箱以实现应急情况处理及就地控制设备目的。

项目实施最终实现水处理工艺生产过程的计算机自控运行、操作台远程遥控和就地近控操作运行的目的。

4.3控制方式

控制方式分为手动、半自动、全自动。

其中手动为优先控制。

5.0设备技术规范

5.1　UF原水罐（如果进水压力超过2公斤，此项免除）

数量：

1个

有效容积：

20m3

5.2UF供水泵（如果进水压力超过2公斤，此项免除）

型式:

离心泵

扬程:

20米

流量:

120m3/h

功率:

7.5KW

数量：

3台（2用1备）

5.3预过滤器

材质：

不锈钢

数量：

2台

额定流量：

150m3/h

过滤精度：

0.5mm

5.4连续超滤主机

型号：

NOVO-90

数量：

3套机组

额定流量：

90m3/h/机组

膜数量：

30只组件/机组

5.5UF反洗泵

型式：

离心泵

数量：

2台（1用1备）

扬程：

15米

流量：

100m3/h

功率：

7.5KW

5.6中间产水池、UF反洗水罐

数量：

水池1座、水罐1个

有效容积：

50m3/座、3m3/个

5.7UF化学清洗泵

型式：

离心泵

数量：

1台

扬程：

15米

流量：

100m3/h

功率：

7.5KW

5.8UF溶液泵

型式：

离心泵

数量：

1台

扬程：

10米

流量：

30m3/h

功率：

2.2KW

5.9UF次氯酸钠加药装置

5.9.1计量泵

数量：

1台

流量：

10L/h

扬程：

20m

功率：

0.1KW

5.9.2计量箱

材质：

玻璃钢

规格：

1M3

数量：

1个

5.10UF酸洗系统

5.10.1酸洗槽

材质：

玻璃钢

规格：

6M3

数量：

1台

5.10.2酸计量泵

数量：

2台

流量：

6.5L/min,10L/h

扬程：

20m

功率：

0.4KW

5.10.3酸计量箱

材质：

PE

规格：

1M3

数量：

1个

5.11UF碱洗系统

5.11.1碱洗槽

材质：

玻璃钢

规格：

6M3

数量：

1个

5.11.2碱计量泵

数量：

1台

流量：

6.5L/min

扬程：

10m

功率：

0.4KW

5.11.3碱计量箱

材质：

玻璃钢

规格：

1M3

数量：

1个

5.12储气罐

数量：

1个

容积：

1.6m3

压力：

0.8MPa

材质：

CS

5.13RO供水泵

型式：

离心泵

数量：

3台（2用1备）

扬程：

40米

流量：

80m3/h

功率：

11KW

5.14阻垢剂加药装置

5.14.1计量泵

数量：

2台

流量：

0.190-38L/H

扬程：

58m

5.14.2计量箱

材质：

PE

规格：

1M3

数量：

1台

5.15去氯加药装置

5.15.1计量泵

数量：

2台

流量：

0.190-38L/H

扬程：

58m

5.15.2计量箱

材质：

PE

规格：

1M3

数量：

1个

5.16保安过滤器

设计出水：

80M3/H

材质：

不锈钢

数量：

2台

5.17一级高压泵

流量：

80m3/h

扬程：

120m

转速：

2900转/分

效率：

92.4%

功率：

45KW

过流材质：

SUS316

数量：

2台

5.17二级高压泵

流量：

60m3/h

扬程：

13.4m

转速：

2900转/分

效率：

92.4%

功率：

37KW

过流材质：

SUS316

数量：

2台

5.19反渗透装置

5.19.1一级反渗透装置

型号：

NOVO-R60

产水量：

60m3/h

水回收率：

80%

设计水温：

25

数量：

2套

5.19.2膜元件

型号：

8040

有效膜面积：

400ft2

脱盐率：

99.2%

透过水量：

12000GPD

数量：

21*6根

5.19.3膜外壳

型号：

80A30-6W

材质：

玻璃钢

数量：

21根

5.19.4二级反渗透装置

型号：

NOVO-R50

产水量：

50m3/h

水回收率：

85%

设计水温：

25

数量：

2套

5.19.5膜元件

型号：

8040

有效膜面积：

400ft2

脱盐率：

99.2%

透过水量：

12000GPD

数量：

12*6根

5.19.3膜外壳

型号：

80A30-6W

材质：

玻璃钢

数量：

12根

5.20化学清洗装置

5.20.1清洗水泵

型号：

CRN45-2

流量：

Q=45m3/h

扬程：

H=38m

转速：

2900转/分

效率：

87%

功率：

7.5KW

数量：

1台

5.20.2清洗水箱

型号：

PT-5000L

体积：

5m3

材质：

PE

规格：

ф1900*H2040

数量：

1台

5.20.3清洗滤器

型号：

1000*5μ*40

型式：

压力式

材质：

304不锈钢

5.21管阀件

UF本体及反渗透高压部分采用不锈钢SS304管阀件，其余均为UPVC管阀件。

5.22仪器、仪表

5.22.1流量计

每组UF的出水及浓水管路均装有流量计,以监测UF运行流量

每套反渗透装置均装有产水流量计和浓水流量计，以监测反渗透的运行状况.

5.22.2压力表及压力传感器

在原水泵的出口、UF的进出口、保安滤器的进出口及反渗透装置的进口、二段进口及浓水端均装有压力表，以监测设备运行状况

5.22.3电导率仪

在每套反渗透的产水端均装有电导率仪，监测反渗透装置的产水水质

5.22.4高低压开关

在每台高压泵的进出口均装有高低压保护开关，以防止高压泵吸空或压力过高。

5.22.5余氯监测仪

在反渗透的进水端装有余氯监测仪，监测反渗透装置的进水余氯浓度

5.22.6PH在线监测仪

在连续超滤和反渗透的进水端均装有PH仪，监测反渗透装置的进水水质

5.22.7二氧化硅在线监测仪

在反渗透出水端监控水质。

公用条件

供电：

380V，500KW，三相五线制

压缩空气：

46Nm3/h压力;0.6Mpa;按仪表用气的质量要求