165m3/h锅炉补给水处理系统技术方案
一、总则
根据用户提出的低压锅炉补给水的用水要求，本技术方案就165m3/h低压锅炉补给水系统的工艺设计、设备结构、性能等方面的要求做出了详细说明，我方保证提供符合本技术方案和最新工业标准要求的优质产品。
1.采用的规范和标准
1.1国产设备的制造和材料符合下列标准、规范、规定的最新版本要求。
1)DL5000-94《火力发电厂设计技术规程》
2)DL/T 5068-96《火力发电厂化学水处理设计技术规程》
2)DL5028-93《电力工程制图标准》
3)GB150-98《钢制压力容器》
4)劳锅字(1990)8号《压力容器安全技术监察规程》
5)劳锅字(1992)12号《压力容器设计单位资格管理与监督规则》
6)JB/T2982-99《水处理设备技术条件》
7)HGJ32-90《橡胶衬里化工设备》
8)DLJ58-81《电力建设施工及验收技术规范(火力发电厂化学
篇)》
9)DL5007-92《电力建设施工及验收技术规范(火力发电厂焊接
篇)》
10)DL5031-94《电力建设施工及验收技术规范(管道篇)》
11)GB12145-89《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准》
12)HGJ34-90《化工设备、管道外防腐设计规定》
13)DL5009.1-2002《电力建设安全工作规程》
1.2进口设备或部件的制造工艺和材料应符合美国机械工程师协会
（ASME）和美国材料试验学会（ASTM）的工业法规中所涉及的标准。
1.3对外接口法兰符合下列要求
1)87GB《火力发电厂汽水管道零件及部件典型设计手册》
2)JB/T74-94《管路法兰技术条件》
3)JB/T75-94《管路法兰类型》
1.4衬里钢管及管件符合下列标准的最新版本的规定要求：
1)HG21501《衬胶钢管及管件》
1.5设备外部管路的设计符合下列标准最新版本的要求：
1)DL/T5054-1997《火力发电厂热力设备和管道保温油漆设计技
术规定》
2)HGJ34-90《化工设备、管道外防腐设计规定》
1.6 当上述规定和标准对某些专用设备和材料不适用时,则采用材料生
产厂的标准。
1.7 供方提供反渗透膜所遵循的设计导则及设计和运行标准软件计算书。
2.系统概述
2.1 系统要求
2.1.1产水用途：锅炉补给水
2.1.2系统总进水：220m3/h
2.1.3系统设计水量：预处理系统设计水量：220m3/h
一级RO系统设计水量：165 m3/h
钠离子软化系统设计水量：165 m3/h
2.1.4系统配置：预处理系统、3×55 m3/h 一级RO系统、165 m3/h
钠离子软化系统及相关辅助设备
2.1.5 RO系统脱盐率：≥98%（一年内）
反渗透系统回收率：75%
钠离子软化系统回收率：97%
2.2设计依据
2.2.1原水水源：深井水
2.2.2原水水质：用户提供，按水质情况设计
2.3系统对外界要求
2.3.1 进水管：需方将进水管接至供方第一台设备入口处。
2.3.2 出水管：需方将出水管接至除盐水泵出口处。
2.3.3 供电：需方根据供方的容量提供动力电源。
2.3.4 气源：反洗用气由罗茨风机提供，气动阀用气由用
户提供。
二、工艺说明
1. 工艺简述
按照用户提出的产水水质要求，本方案采用预处理+一级反渗透+钠离子软化的水处理工艺，对原水进行处理，预处理系统设计出力为220m3/h，一级反渗透系统产水量为165m3/h，钠离子软化系统的产水
量为165m3/h，处理后的产品水可达到低压锅炉用水的水质要求。
2. 工艺流程
根据需方的用水要求，采用如下工艺流程：（见下页）
3.
4.
4.1
原水泵4台，2用2备。
4.1.2 絮凝剂（PAC）加药系统
絮凝剂注入可使原水中的悬浮物、有机物、胶体等物质凝聚成较大的絮凝物，以便于有效的过滤去除，有效降低原水的浊度及SDI值，防
止反渗透膜的污染。
原水中的悬浮物和胶体等杂质往往带有一定量的同性电荷，它们相互排斥，难以自动聚集成大颗粒。PAC（聚合氯化铝）是长链的高分子聚合物，可吸附水中分散的悬浮物、有机物、胶体等小颗粒杂质，使其絮凝成大颗粒的矾花，以便于过滤去除。
絮凝剂的加入点选择在多介质过滤器的进水母管上，并装设管道混合器进行搅动混合。
4.1.3杀菌剂加药系统
在原水中投加强氧化性消毒剂，可大大降低原水的微生物指标，以防止反渗透系统的有机物污染，有效的保护反渗透膜。
杀菌剂的加入点选择在原水泵前的进水母管上。
4.1.4高效纤维束过滤器
高效纤维束过滤器主要滤除水中的颗粒物、悬浮物、胶体、有机物等杂质，去除水中部份微生物，防止水中的颗粒物质和悬浮物堵塞膜组件，降低原水的SDI值，控制出水的SDI值≤4。
设备特性：
△具有独特的均匀布水方式，使过滤达到最好效果，能长期满足反
渗透膜对污染指数的要求。
△填料选用优质滤料，截污量大，以保证良好的过滤效果。
△反洗装置带空气擦洗，采用大水量反洗，清洗彻底。
△过滤精度高，水中悬浮物去除率接近100%，对细菌、病毒、大
分子有机物、胶体、铁等杂质有明显的去除作用。
△过滤速度快，一般为30m/h，最高可达60m/h，是传统过滤器
的3倍上。
△截污容量大，一般为5-15Kg/m，是传统过滤器2倍以上。
△占地面积小，制取相同水量，占地面积为传统过滤器1/3以上。
△不需要换滤元，滤元被污染后可方便地进行清洗，恢复过滤性能。
根据需方要求，本系统设置直径3200mm的高效纤维束过滤器2台，单台出力241m3/h。
4.1.5活性炭过滤器
活性炭过滤器可有效去除水中的分子有机物、余氯等氧化性物质，也能减少水中异味和色度。有效防止反渗透膜不受有机物污染，以延长反渗透膜的使用寿命。
设备特性：
△具有独特的均匀布水方式，使过滤达到最好效果，能长期满足反
渗透膜对有机物污染指标的要求。
△填料选用优质果壳活性碳，以保证良好的过滤效果。
△配有反洗装置，清洗彻底。
△采用较低的运行流速，以适应将来水质变坏的可能。
根据需方要求，本系统设置3200mm的活性碳过滤器3台,单台出力88m3/h。
4.1.6反冲洗水泵
其作用是为高效纤维束过滤器和活性炭过滤器的反冲洗提供充足的水量，高效纤维束过滤器反冲洗水量较大，每台每次反冲洗流量达到
350m3/h（每次反冲洗20--60分钟），但所需的扬程低，本系统设置2台出力为400m3/h，扬程为20m的反冲洗水泵（一用一备）。
4.2 一级反渗透系统
反渗透系统由反渗透本体装置及其保护装置组成,主要是完成对预处理出水的脱盐处理,以满足用户的要求。
4.2.1 阻垢剂加药系统
阻垢剂加药装置的作用是在经过预处理后的原水进入反渗透系统之前，加入高效率的专用阻垢剂，以防止反渗透浓水侧产生结垢。
原水中Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、HCO3-、SO42-、SiO2等倾向于产生结垢的离子浓度积一般都小于其平衡常数，所以不会有结垢现象。但在高压下经反渗透膜过滤后，在浓水端已经浓缩后的水中各种离子的浓度积可能大大超过其饱和平衡常数，因此会产生严重的结垢现象。
本系统推荐采用进口复合阻垢剂，它可以大大提高水中的难溶物质的饱和度，防止原水中Ca2+、Mg2+等硬度盐及硫酸盐等在反渗透膜表面脱盐时浓缩沉积，它具有以下功能：1)抑制析出作用；2)络合作用；3)分散作用；4)晶格扭曲作用。并且该阻垢剂是非磷系有机复合物，排放之后，不会对环境产生污染。
4.2.2保安过滤器
系统配置精度为5μm的保安过滤器。5μm保安过滤器可截留水中大于5μm的颗粒，以防止其经高压泵加压后进入反渗透系统击穿膜组件，造成大量漏盐现象。
保安过滤器采用304不锈钢外壳，内置可更换的PP熔喷滤芯，孔
型呈锥形结构，从而达到深层过滤的目的，它具有纳污量大、寿命长、易更换的特点。
4.2.3高压泵
高压泵的作用是为反渗透本体装置提供足够的进水压力，以保证系统达到设计要求的产水量。
高压泵采用格兰富（GRUNDFOS）多级不锈钢离心泵。该泵具有体积小，效率高，噪声低，运行安全可靠等特点。
4.2.4反渗透本体装置
反渗透装置是本系统中最重要的脱盐装置，经过预处理的水，在系统中被高压泵加压后，在多段膜中可脱除98%以上的盐分，并可去除绝大部分的胶体、有机物、微生物、色素、热源等杂质，系统水回收率可达到75%以上。
经过预处理后的合格的原水进入反渗透系统后，水分子和极少量的有机物通过反渗透膜层，经收集管道集中后，经产水管注入反渗透除盐水箱，反之不能通过的盐分及其它杂质就经由另一组收集管道集中后通往浓水排放管排放。系统的进水、产水和浓水管道上都装有一系列的控制阀门，监控仪表及程控操作系统，这样可以很好的保证设备系统化运行。
反渗透膜采用美国陶氏公司的BW30-365卷式复合膜，它具有较宽的水流通道，抗污染性能好；其单只膜标准脱盐率为99.6%。性能稳定可靠。
4.2.5反渗透清洗系统
反渗透化学清洗系统的作用是为反渗透膜定期提供化学清洗服务。
无论预处理如何彻底，反渗透经过长期使用后，反渗透膜表面仍会受到一定程度的污染。化学清洗是根据反渗透膜的污染情况，配置一定浓度的特定清洗溶液，清除反渗透膜中的污染物质，以恢复反渗透膜原有的特性。
化学清洗水箱采用PE水箱，清洗水泵采用不锈钢泵。为了保证未溶的化学药剂不污染反渗透膜，清洗水泵出口配有精度为5.0μm的药剂过滤器一台，同时系统配有仪表、阀门、管道等配套附件。
同时膜组件在长期运行时，膜组件表面可能积累污染物，系统同时设置物理快冲洗功能，定期冲洗表面沉积物，以防止污染物沉积或产生盐垢。主机停机后，进行物理冲洗，膜组件浓水被纯水转换出，保证系统停机安全。
4.2.6反渗透冲洗系统
反渗透冲洗系统的作用是通过冲洗水泵用反渗透的产品水置换反渗透系统中滞留的浓水，防止污染物在膜表面沉积结垢，以保护反渗透膜。
4.2.7脱碳器
脱碳器的作用是去除在反渗透产品水中含量较高的游离CO2。由于原水为地下水，碱度较高，水中含有较高的游离CO2，而反渗透膜对游离CO2没有去除作用，游离CO2几乎可以全部透过膜而存在于产品水中。通过脱碳器处理后，水中的游离CO2含量可以降低到5mg/l左右。
本系统设置1台直径为2000mm的脱碳器，材质为碳钢衬胶，内
部装填直径为50mm的塑料多面空心球，并配有1台配套离心风机。4.2.8中间水池（需方自备）
由于反渗透产水带有一定的压力，自行流入中间水池可使反渗透膜的产水侧承受较低压力，避免反渗透膜受到背压而导致不可恢复的损坏，并可通过中间水池的液位控制反渗透装置的启、停运行。
4.2.9脱盐水泵
设置脱盐水泵2台（1用1备），保证为后续用水提供稳定的工作压力和水量。
4.2.10中间水泵
设置中间水泵2台（1用1备），保证二级反渗透进口水压。
4.3 钠离子软化系统
4.3.1钠离子软化器
由于原水硬度盐含量较高，一级反渗透出水硬度达不到0.03mmol/L的低压锅炉用水硬度要求，反渗透产水再经过钠离子软化器进一步脱除硬度，即可完全保证低压锅炉的用水要求。
同时，由于钠离子软化器进水水质好，可提高运行流速以减小设备配置，以降低设备投资。
4.3.2盐再生系统
为钠离子软化器提供再生服务，钠离子软化器需要周期性再生，以置换出树脂中已经吸附的原水中的离子，保证其正常的运行，采用5-8%的食盐溶液进行再生。
盐再生系统主要包括:溶盐池、盐泵、计量箱
4.3.3脱盐水箱
贮存产品水，起到调节水量和压力的作用，并可通过脱盐水箱的液位控制脱盐水泵的启停运行。
4.3.4脱盐水泵
设置脱盐水泵2台（1用1备），为用水点提供稳定的工作压力和水量。
4.3.5浓水箱
贮存浓水，起到调节水量和平衡压力的作用。
4.4 气反洗供气系统
本方案采用罗茨风机供气系统，其主要由进出口消声器、安全阀、排气消声器、单向阀、Y型空气滤清器、压力表等构成。
进出口消声器:LC-L型
用途：本系列消声器用以降低罗茨鼓风机或叶氏鼓风机的进、
排气噪声。
特点：结构简单、重量轻、耗材少、造形美观、安装方便、
防火。在风机流量相同条件下，本系列消声器也适
用于一般高压风机的进、排气消声
性能：产品降噪效果好，消声值高于25 dBA，压力损失
小于20 mmH2O。
空气过滤器：HGS07-16,25,40Y型
过滤网：不锈钢100目/英寸
材质：不锈钢
特点：采用高密度过滤网，对管道内杂质进行过滤，防
止杂质对设备造成损伤，用于压缩机前。
罗茨风机：L52LD
特点:○机壳进、排气口采用具有良好声学技术特性的异
形口结构，很好地缓解了气压的冲击，减少了气流
脉动，从声源上有效地控制了气动噪声。
○叶轮型面采用复合叶轮型线，密封性好，高效节能。
○主要零部件精度高：齿轮为5级精度，轴承采用进口
轴承，主要零部件均采用数控设备和专用机床加工，
因而产品噪声低，运行可靠，使用寿命长。
○转子经过严格动平衡，平衡精度高，振动小，噪音低。
○特殊的设计，独特的结构，使噪音进一步降低。
○输送介质不含油。
○机种齐全，结构型式多样，可按用途选型。
三、控制系统
1.控制方式
高效纤维束过滤器、活性炭过滤器、反渗透系统等均采用自动/手动操作。
2. 控制系统结构
控制系统的结构方式为：PLC控制+上位计算机
3. 控制系统的功能
3.1系统程序控制
本控制系统中，程序的任务主要是针对于反渗透系统程序控制及其它水泵与液位的连锁。控制系统中的PLC根据工艺运行要求，以完成反渗透系统的启动、停运及高低压保护等控制功能。泵与液位的连锁及参与反渗透运行的信号对于实现反渗透的自动有着不可缺少的作用。我公司长期的反渗透的运行经验及对于反渗透系统的深入研究，对于实现反渗透的自动提供了良好的技术基础。
3.2系统自诊断功能
系统的自诊断功能是在PLC的诊断功能和上位计算机的系统诊断开发功能的基础上，结合我公司的经验实现的。系统的自诊断功能提供系统的故障信息和维修指导，以及系统易耗件失效的报警，对于系统的维护及维修将起到重要的辅助作用。
3.3高效纤维束过滤器控制
多介质过滤器的运行、退出、进气擦洗、进水反洗、投运都是通过PLC来实现的。高效纤维束过滤器的退出运行机制是通过每台过滤器的总产水量或设定的运行时间来控制。过滤器的反冲洗的步骤是由设定在PLC内的程序来完成的。也可以通过操作就地电磁阀可以实现就地人工操作。
3.4活性炭过滤器控制
活性炭过滤器的运行、退出、进气擦洗、进水反洗、投运都是通过PLC来实现的。过滤器的退出运行机制是通过每台过滤器的总产水量或设定的运行时间来控制。过滤器的反冲洗的步骤是由预设定在PLC内的程序来完成的。也可以通过操作就地电磁阀可以实现就地人工操作。3.5 反渗透系统控制
反渗透装置设置一块就地仪表盘和一块就地操作盘，在就地盘上可
读出反渗透的有关工艺参数，如压力、流量、电导率等参数。不仅通过PLC可直接自动控制反渗透的运行，而且能通过设在就地操作盘上启停开关操作反渗透进水高压泵及相关的控制阀门。在就地仪表盘上还配置有取样系统，通过人工取样分析判断每根压力容器的运行状况。
3.6高压泵的保护系统
反渗透装置的高压泵进出口都装有低压保护开关和高压保护开关。当供水量不足，使高压泵入口的水压低于某一设定值（正常为0.1MPa），会自动发出信号停运高压泵，保护高压泵不在空转情况下工作。当因其它的原因误操作，使高压泵的出口压力超过某设定值时，高压泵出口高压保护会自动切断高压泵供电，保护系统不在高压下运行。
3.7 反渗透的启停保护
当反渗透投入运行时，为了防止高压泵突然启动升压，产生对膜元件的高压冲击，破坏反渗透膜，高压泵采用软启动方式，泵出口至反渗透膜组件之间设置1个慢开电动阀门，由可编程序控制器（PLC）控制慢开阀门，使膜元件逐渐升压至一定的压力。为了防止反渗透误操作，在反渗透产水端设置爆破装置，在超高压的情况下自动爆破泄压。当反渗透长期停止使用时，延迟关闭进水电动阀，启动反渗透冲洗泵，打开冲洗自动阀，浓水端自动排放阀和产水自动阀，自动冲洗10-20min左右，即可停运备用。
3.8反渗透运行控制
在本系统中通过脱盐水箱的液位来控制反渗透的投运或退出。反渗透的投运或退出主要是控制高压泵的启停来实现的。而高压泵的启停是通过脱盐水箱的液位变化来决定的。
3.9 钠离子软化器的控制