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电厂锅炉除盐水设备工艺原理及设备优势

作者:北京中天恒远 发布于:2025-11-24 08:39:36浏览量:

一、核心工艺原理:五级防垢纯化系统

针对火电厂、核电厂锅炉补给水对离子、硅化物、有机物的严苛控制需求,中天恒远采用 “超滤预处理→双级反渗透→EDI 深度除盐→精处理保障→智能调控” 阶梯式工艺,产水指标符合《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》(GB/T 12145-2016)超临界机组标准。

1. 超滤预处理:抗污染前置保障

电厂原水常含悬浮物、胶体及微生物,预处理系统针对性强化:

超滤单元:采用 0.02μm 中空纤维超滤膜,通过错流过滤去除 99% 以上的悬浮物与胶体,将原水浊度降至≤0.1NTU,SDI 值≤2,解决传统多介质过滤精度不足的问题。

活性炭吸附:选用柱状颗粒活性炭,吸附余氯(降至≤0.05ppm)及部分有机物(COD 去除率≥40%),避免氧化剂降解后续膜元件。

保安过滤:配备 5μm 折叠滤芯,截留超滤残留微小颗粒,确保反渗透系统安全运行。

2. 双级反渗透:预脱盐核心环节

作为离子与硅化物去除关键,采用 “一级 RO + 二级 RO” 串联架构,适配高盐原水场景:

技术配置:选用抗污染型 CPA3-8040 膜元件,通过高压泵施加 1.0-1.6MPa 压力,利用膜孔径(0.0001μm)的选择性渗透,实现盐类与水分子分离。

处理效果:一级 RO 脱盐率≥98%,二级 RO 叠加至 99.7% 以上,可去除 99% 的硅化物(SiO₂≤0.5mg/L)、重金属离子(Na⁺≤50ppb),将原水 TDS 从数千 mg/L 降至 10mg/L 以下,电导率≤10μS/cm。

运行特性:无相变分离,能耗仅为传统离子交换法的 1/3,水利用率达 85% 以上,浓缩水可回收用于冲灰、脱硫,契合电厂节水要求。

3. EDI 深度除盐:无酸碱精处理

针对超临界、超超临界机组需求,采用 “RO+EDI” 全膜工艺替代传统混床:

EDI 模块:填充阴阳离子交换树脂,在直流电场作用下,离子通过膜定向迁移至浓水室排出,水分子解离产生的 H⁺和 OH⁻自动再生树脂,无需酸碱药剂。

关键控制:精准调控浓水室 pH 值(8.0-8.5),添加阻垢剂防止硅酸盐结垢,进水 SiO₂严格控制在 0.5mg/L 以下。

纯化效果:产水电导率稳定≤0.1μS/cm,Na⁺≤10ppb,SiO₂≤20ppb,完全满足百万千瓦机组锅炉补给水要求。

4. 精处理保障:锅炉安全兜底

针对高参数机组水汽循环需求,增设终端精处理单元:

混床抛光:采用核级均粒树脂,进一步吸附 EDI 残留离子,产水电导率可降至 0.06μS/cm,应对机组启停等特殊工况。

紫外氧化:采用 185nm 深紫外灯管,氧化分解有机物(TOC 去除率≥80%),避免高温下形成有机酸腐蚀锅炉本体。

5. 智能调控:全流程闭环管控

监测系统:配备在线电导率仪、硅表、钠表及 TOC 分析仪,实时监控关键指标,数据存储 1 年并支持云端追溯。

自动控制:通过 PLC 实现 RO 膜定时反冲洗、EDI 电流自动调节、树脂失效报警功能,水质异常时 15 秒内切换至备用系统,避免不合格水进入锅炉。

二、设备核心优势:适配电厂运行需求

1. 水质精准:直击锅炉安全痛点

分机组定制:超临界机组配置 “超滤 + 二级 RO+EDI + 混床” 系统(电导率≤0.1μS/cm),亚临界机组采用 “超滤 + 一级 RO+EDI” 系统(电导率≤0.2μS/cm)。

防垢专项设计:通过二级 RO+EDI 双重除硅,将 SiO₂控制在 20ppb 以下,解决锅炉受热面硅酸盐结垢问题,某电厂应用后垢样厚度从每年 0.5mm 降至 0.08mm。

抗冲击能力:可适配原水 TDS≤6000mg/L(如海水倒灌场景),电导率波动时产水水质偏差≤±0.02μS/cm。

2. 运行可靠:适配连续生产特性

高负荷配置:核心部件采用进口品牌(陶氏 RO 膜、格兰富高压泵),支持 7×24 小时连续运行,年故障率≤3%,满足电厂 “零非计划停机” 要求。

维护便捷性:超滤膜可在线化学清洗,RO 膜更换采用模块化设计,维护时间较传统设备缩短 70%;EDI 模块运行 5 年清洗后性能恢复率≥90%。

远程运维:支持 APP 实时监控水质与设备状态,故障预警响应时间≤30 分钟,降低人工巡检成本。

3. 节能合规:响应双碳政策要求

运行成本优化:EDI 无需酸碱再生,每年减少化学药剂消耗 120kg / 吨水,相比传统混床运行成本降低 45%;双级 RO 水利用率达 85%,某 600MW 机组年节水超 8 万吨。

环保达标:无酸碱废水排放,化学需氧量(COD)排放浓度≤30mg/L,符合《火电厂水污染排放标准》(GB 13458-2013),助力企业通过 ISO 14001 认证。

能耗优势:系统综合能耗低至 0.35kWh/m³,较行业平均水平降低 20%,契合 “双碳” 背景下的节能要求。

三、行业应用价值:保障锅炉安全与效率

设备寿命延长:除盐水钠含量≤10ppb、SiO₂≤20ppb,可减少锅炉腐蚀与结垢,某超临界机组应用后检修周期从 1 年延长至 2 年,管壁腐蚀速率降低 60%。

运行效率提升:水质稳定使锅炉热效率提升 0.5%-1.0%,600MW 机组年增加发电量超 300 万 kWh;同时降低汽轮机积盐风险,机组出力稳定性提升 15%。

合规风险降低:全流程自动化监控与数据追溯,满足电力行业环保督查要求;无酸碱再生工艺减少危废处理成本,某电厂年环保投入降低 30 万元。

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