预脱盐系统出力异常下降原因分析及对策研究

2014年第31期科技创新科技创新与应用预脱盐系统出力异常下降原因分析及对策研究刘德宏1王宗祥2（1、保利协鑫能源控股有限公司（电力），江苏苏州2150282、湖北汉川发电有限公司，湖北武汉430000）前言随膜工业的发展，火力发电厂锅炉补给系统采用超滤+反渗透+离子交换已成为常规设计，并在火电中得到广泛运用。但由于原水水质，原水预处理方法、系统设计及运行方式的不同，经常会因膜的污染导致预脱盐系统处理出了严重下降而危及机组正常运行。某公司锅炉补给水系统于2012年11月15日机组经过168试运后转入正常生产运行。锅炉补给水系统同期投入了正常运行，系统投运初期，处理能力达到设计处理出力。随运行时间的延长，系统开始频繁出现问题。为此，成立了技术小组，攻关解决了预脱盐系统出了下降问题。1锅炉补给水系统流程及主要设备概况该公司锅炉补给水处理系统水源来自江水，采用超滤+反渗透+离子交换除盐工艺。水源通过一期循环水提升泵并加入聚合氯化铝絮凝剂进入混凝澄清池进行澄清处理后进入工业消防水池作为三期工业用水水源。工业水经化学原水泵提升并加入杀菌剂后进入纤维过滤器处理后进入化学清水箱，作为预脱盐系统水源。清水通过超滤水泵升压后进入超滤系统过滤处理，处理后的出水进入超滤产水箱。在超滤系统运行过程中，截留清水中少量的悬浮物、大分子有机物、胶体等，随运行时间的延长，超滤膜跨膜压差增加，利用超滤产水箱的产水对超滤膜反洗，反洗后超滤系统跨膜压差下降，恢复过滤功能。为保证超滤系统的膜通量，还定期对超滤膜系统进行化学加强洗，对超滤进行杀菌、洗垢处理。2系统投运后状况及异常现象锅炉补给水系统于2012年9月份经过调试，2012年11月15日经168试运行后投入正常运行，运行初期，超滤膜通量、反渗透膜通量及系统出力达到设计要求，超滤膜及反渗透膜系统跨膜压差在膜产品设计范围内。但是，随运行时间的延长，到2013年3月中旬开始，系统处理出力急剧下降，开始出现如下问题：（1）保安过滤器压差上升，频繁更换反渗透滤芯。（2）反渗透段间压差上升，反渗透系统出力下降。最恶化工况条件下，系统出力下降了60%左右。（3）反渗透系统脱盐率下降到92%左右。（4）反渗透膜污堵，进水断面上附着了很多污染物。为解决预脱盐系统存在的问题，技术人员从系统设计、加药控制、表征现象、异常原因及解决方法等多方面分析，期望彻底解决系统出了下降的问题。3预脱盐系统产水量下降的常见原因解析3.1原水预处理不合格预脱盐系统一般采用混凝沉淀处理，通过对原水的混凝处理，沉淀原水中的大颗粒的机械杂质、胶体、细菌及大分子有机物，如果混凝效果不好，胶体及细菌和大分子有机物会穿透系统，最终堵塞反渗透膜间隙中，导致预脱盐系统处理出力下降。3.2超滤膜断丝，出水SDI不合格通常脱盐系统采用超滤作为反渗透的预处理系统，超滤是一种与膜孔径大小相关的筛分过程，以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当原液流过膜表面时，超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液，而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，因而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。3.3水质对反渗透系统的影响3.3.1结垢天然水体中含有低浓度的碳酸钙、硫酸钙、二氧化硅等成垢物质，在反渗透运行过程中，这些成垢物质浓缩可能超过其浓度积而析出，沉积在反渗透膜表面堵塞其通道，导致反渗透系统运行压差上升、膜通量下降。3.3.2金属氧化物沉积水处理过程中加入的絮凝剂水解及管道系统腐蚀产物中含有氢氧化物胶体，这些胶体颗粒污堵在反渗透膜通道上，导致反渗透膜运行压差上升，使反渗透系统的出力下降。3.3.3悬浮物颗粒的污染反渗透系统一般前置保安过滤器，保安过滤器采用5微米的滤芯，用来截留腐蚀产物、过滤介质及投运初期的冲洗不彻底时，可能使反渗透膜元件收到污染。有时，因滤元破损或缺陷造成短路，导致悬浮物颗粒进入反渗透系统，使得反渗透膜元件通量下降。3.3.4微生物污染水体中的微生物被反渗透膜表面截留时，膜所去除的盐类离子被滞留在黏泥层中，不容易被水冲走，成为细菌的营养物质，助长了微生物的滋长，从而形成了生物污染层。同时，反渗透阻垢剂的加入也对微生物助长作用。3.3.5胶体污染胶体粒径比反渗透膜通道小，比反渗透膜孔径大，能够进入膜通道，且胶体带有电荷，易被反渗透膜截留并粘附在反渗透膜表面，导致反渗透膜污堵，使运行压差上升，产水率下降。通常情况下，反渗透系统出现污堵，往往是上述多种因素造成的，可能某一因素占主要作用而已，当反渗透系统发生污堵时，应计算查明原因，并及时调整、维护使系统正常运行。4预脱盐系统产生量下降原因分析预脱盐系统掺水量严重下降过程中，相关技术人员组对系统进行分析，根据相关表征现象，先后排除了系统设计、超滤短