張 凱，陳玉強(qiáng)，陳 陽(yáng)，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(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西西安 710054；2.華能慶陽(yáng)煤電有限責(zé)任公司，甘肅慶陽(yáng) 745000）

2021 年，國(guó)家相關(guān)部門(mén)先后發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)污水資源化利用的指導(dǎo)意見(jiàn)》和《關(guān)于加強(qiáng)城市節(jié)水工作的指導(dǎo)意見(jiàn)》，明確提出到2025 年全國(guó)地級(jí)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(guó)家相關(guān)環(huán)保及節(jié)水政策，越來(lái)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(shí)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(duì)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(duì)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(guò)程中出現(xiàn)的典型問(wèn)題進(jìn)行歸納分析，給出相應(yīng)的解決對(duì)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(jì)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(jì)總產(chǎn)水量為400 m3/h，分為4 個(gè)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(lái)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(jiàn)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動(dòng)力設(shè)備水汽質(zhì)量》（GB/T 12145—2016），具體見(jiàn)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(jí)反滲透-二級(jí)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(guò)濾器→超濾裝置→超濾產(chǎn)水箱→一級(jí)反滲透給水泵→一級(jí)反滲透保安過(guò)濾器→一級(jí)反滲透高壓泵→一級(jí)反滲透裝置→一級(jí)淡水箱→二級(jí)反滲透給水泵→二級(jí)反滲透保安過(guò)濾器→二級(jí)反滲透高壓泵→二級(jí)反滲透裝置→二級(jí)淡水箱→EDI 給水泵→EDI 保安過(guò)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(hào)的立式中空纖維膜組件，采用內(nèi)壓式死端過(guò)濾模式運(yùn)行。每套超濾裝置前設(shè)有1 臺(tái)過(guò)濾精度為100 μm 的疊片式自清洗過(guò)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(shí)均投加次氯酸鈉溶液，反洗用水取自超濾產(chǎn)水箱；累計(jì)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(jì)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(guò)程往復(fù)循環(huán)，均通過(guò)DCS 系統(tǒng)自動(dòng)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(guò)濾精度為100 μm 的保安過(guò)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(guò)液位控制自動(dòng)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(jí)和二級(jí)反滲透處理單元各有4 個(gè)系列，每個(gè)系列分別包含1 臺(tái)過(guò)濾精度為5 μm 的立式保安過(guò)濾器、1 臺(tái)高壓泵和1 套反滲透裝置，反滲透裝置均為一級(jí)兩段式。產(chǎn)水分別進(jìn)入容積為800 m3的一級(jí)淡水箱和容積為250 m3的二級(jí)淡水箱。為避免二級(jí)反滲透產(chǎn)水水質(zhì)受到過(guò)多外界空氣等環(huán)境因素影響，二級(jí)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(jiàn)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(jí)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(tái)保安過(guò)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(jí)淡水箱，用于一級(jí)反滲透裝置停運(yùn)時(shí)的維護(hù)性沖洗，沖洗廢水排入回收水池。二級(jí)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(jí)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(jí)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(tái)過(guò)濾精度1 μm 的立式保安過(guò)濾器，單套EDI 裝置設(shè)有14 個(gè)蘇伊士ECELL-MK7 型號(hào)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(dòng)控制閥，其余閥門(mén)采用手動(dòng)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(cè)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(guò)在線儀表實(shí)時(shí)反饋的數(shù)據(jù)來(lái)監(jiān)測(cè)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(guò)濾精度為5 μm 的保安過(guò)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(duì)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(wèn)題及對(duì)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(mén)開(kāi)度聯(lián)鎖。

超濾系統(tǒng)采用進(jìn)水母管制，配有2 臺(tái)變頻和2 臺(tái)工頻給水泵，3 用1 備。投運(yùn)1 套或2 套超濾裝置時(shí)，分別對(duì)應(yīng)啟動(dòng)1 臺(tái)或2 臺(tái)變頻泵；投運(yùn)3 套或4 套超濾裝置時(shí)，啟動(dòng)2 臺(tái)變頻泵和1 臺(tái)工頻泵。停運(yùn)時(shí)，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(duì)應(yīng)設(shè)定不同的進(jìn)水母管壓力，此壓力值通過(guò)變頻給水泵適時(shí)調(diào)整運(yùn)行頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)。每套超濾裝置進(jìn)口設(shè)有進(jìn)水氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，設(shè)定閥門(mén)開(kāi)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(jì)水量。

以上控制方式運(yùn)行邏輯簡(jiǎn)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(shí)間的累積，超濾膜性能降低，當(dāng)即使通過(guò)酸堿加強(qiáng)反洗也無(wú)法達(dá)到原有膜通量時(shí)，為保證超濾裝置的產(chǎn)水量，其進(jìn)水調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度將自動(dòng)增大，當(dāng)進(jìn)水閥的開(kāi)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(lái)保證裝置產(chǎn)水量，與之對(duì)應(yīng)的，變頻泵的頻率也會(huì)增大。當(dāng)通過(guò)增大進(jìn)水調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度和提高進(jìn)水母管的壓力均無(wú)法達(dá)到超濾裝置的設(shè)計(jì)水量時(shí)，必須對(duì)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(duì)及優(yōu)化。

超濾反洗單元公用2 臺(tái)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(shí)段內(nèi)同時(shí)或先后執(zhí)行反洗指令，反洗時(shí)段重疊，因此，在設(shè)計(jì)控制邏輯時(shí)，需遵循排隊(duì)反洗原則，排隊(duì)等待期間超濾裝置正常制水。

若4 套超濾裝置同時(shí)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(shí)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(shí)，最后一套超濾裝置的排隊(duì)等待時(shí)間就越長(zhǎng)，即一個(gè)周期內(nèi)的制水時(shí)間就越長(zhǎng)，不利于其長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。因此，操作人員宜依次啟動(dòng)多套超濾裝置，注意前后兩套超濾裝置的啟動(dòng)間隔＞3 min，這樣能人為消除反洗排隊(duì)時(shí)長(zhǎng)，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(guò)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(shí)，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(kāi)度并精準(zhǔn)調(diào)整水量為運(yùn)行設(shè)定值，否則，長(zhǎng)此以往會(huì)對(duì)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(jì)控制邏輯時(shí)，要求超濾裝置在執(zhí)行反洗程序時(shí)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(jì)值約為進(jìn)水流量的2.5～3 倍，為避免反洗大流量對(duì)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(dòng)，從頻率為0 調(diào)整至反洗設(shè)計(jì)流量對(duì)應(yīng)頻率的時(shí)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(shí)通過(guò)啟動(dòng)對(duì)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(kāi)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(gè)管口應(yīng)設(shè)計(jì)在化學(xué)清洗時(shí)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(gè)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(jì)上下接口，以免引起水流擾動(dòng)和測(cè)量誤差。同時(shí)，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(wú)法徹底排出廢液的缺點(diǎn)。

3.1.2 運(yùn)行效果

運(yùn)行過(guò)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(shí)，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(lái)，運(yùn)行穩(wěn)定，在線監(jiān)測(cè)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(jì)和運(yùn)行要求；多次人工取樣測(cè)定出水TSS＜1 mg/L。

3.2 反滲透系統(tǒng)

3.2.1 主要調(diào)試問(wèn)題及對(duì)策

1）一級(jí)反滲透裝置進(jìn)水污染指數(shù)（SDI）控制。

一級(jí)反滲透裝置膜元件安裝前，關(guān)閉保安過(guò)濾器進(jìn)水閥，啟動(dòng)給水泵用超濾產(chǎn)水對(duì)一級(jí)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(jí)反滲透進(jìn)水母管的人工取樣點(diǎn)處連接SDI 測(cè)定儀，多次測(cè)算SDI，當(dāng)SDI＜5 時(shí)，可滿足該型號(hào)膜元件的進(jìn)水條件。

2）藥劑投加量控制。

一級(jí)反滲透系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)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(lái)水中的余氯等氧化性物質(zhì)，通過(guò)在線ORP 計(jì)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)氧化還原電位并控制其值在±200 mV 以內(nèi)。為避免保安過(guò)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(zhǎng)期投加導(dǎo)致菌類產(chǎn)生耐藥性。在每臺(tái)保安過(guò)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(jí)反滲透系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)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(guò)DCS 設(shè)定堿液投加量與進(jìn)水pH、水量自動(dòng)PID聯(lián)鎖，控制二級(jí)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(duì)后續(xù)EDI 處理單元產(chǎn)生影響。

3）二級(jí)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(jí)反滲透裝置的濃水排放管路采用母管制，正常運(yùn)行時(shí)，圖中氣動(dòng)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(shí)，打開(kāi)濃水排放氣動(dòng)蝶閥、產(chǎn)水排放閥及相應(yīng)的進(jìn)水閥，并啟動(dòng)低壓給水泵用一級(jí)反滲透產(chǎn)水持續(xù)對(duì)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(jí)反滲透裝置投運(yùn)時(shí)，因背壓現(xiàn)象無(wú)法對(duì)其他二級(jí)反滲透裝置進(jìn)行沖洗，4 套裝置均停運(yùn)時(shí)，才可逐一對(duì)其進(jìn)行沖洗，否則無(wú)法具備沖洗條件，長(zhǎng)期以往容易造成膜污染堵塞。

圖1 二級(jí)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(jí)反滲透裝置投運(yùn)同時(shí)能對(duì)其他二級(jí)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(duì)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(jí)反滲透裝置完全充水沖洗，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，可滿足運(yùn)行要求。

圖2 優(yōu)化后二級(jí)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(guò)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(gè)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(jì)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(wèn)題及對(duì)策

1）啟停過(guò)程的水錘效應(yīng)消除。

EDI 裝置啟動(dòng)時(shí)，DCS 系統(tǒng)按照控制策略執(zhí)行以下步驟：①開(kāi)啟產(chǎn)水排放閥，以排放不合格產(chǎn)水及啟動(dòng)初期管路內(nèi)空氣；②15 s 后緩慢勻速開(kāi)啟進(jìn)水調(diào)節(jié)閥至設(shè)定開(kāi)度；③進(jìn)水調(diào)節(jié)閥開(kāi)度達(dá)到5%時(shí)開(kāi)啟對(duì)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(kāi)度且給水泵達(dá)到設(shè)定頻率60 s 后開(kāi)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(shí)，產(chǎn)水閥開(kāi)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(shí)，執(zhí)行以下步驟：①開(kāi)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(duì)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(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格限制產(chǎn)水閥和產(chǎn)水排放閥不得同時(shí)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(kāi)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(hào)消除。

4套EDI 裝置共設(shè)有56 個(gè)EDI 膜塊，每個(gè)膜塊配有單獨(dú)的電源裝置，正常運(yùn)行時(shí)單個(gè)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(gè)啟動(dòng)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(huà)面上將會(huì)顯示“斷水”信號(hào)，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(dòng)閥開(kāi)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(hào)；②對(duì)應(yīng)EDI 膜塊極水或濃水浮子流量計(jì)的浮子低于其限位開(kāi)關(guān)，或限位開(kāi)關(guān)松動(dòng)，致使該膜塊自動(dòng)斷電，可檢查限位開(kāi)關(guān)是否高于正常位置或松動(dòng)，其次可通過(guò)輕敲浮子流量計(jì)底部或緩閉浮子流量計(jì)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(kāi)給水泵出口壓力表，及時(shí)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(guò)程中，可能會(huì)影響其他正常運(yùn)行的EDI 裝置短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)斷水信號(hào)，待其啟停穩(wěn)定后，斷水信號(hào)隨即自動(dòng)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(dòng)時(shí)，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(huì)自動(dòng)開(kāi)啟產(chǎn)水閥。若產(chǎn)水管上的電導(dǎo)率測(cè)定點(diǎn)和硅質(zhì)量濃度測(cè)定點(diǎn)至分析儀表的塑料軟管內(nèi)混有空氣，水流將無(wú)法連續(xù)流經(jīng)分析儀表的測(cè)量流通池，出現(xiàn)測(cè)定值大于限值的情況，產(chǎn)水閥開(kāi)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(dòng)之初，運(yùn)行人員應(yīng)密切關(guān)注DCS 系統(tǒng)畫(huà)面上的各項(xiàng)參數(shù)并就地分析儀表的情況，及時(shí)消除異常。此外，還應(yīng)定期對(duì)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(guò)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(jì)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(guò)每日觀測(cè)就地浮子流量計(jì)，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(guò)每日觀測(cè)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(cè)定出水TOC，其值＜200 μg/L，滿足設(shè)計(jì)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(wàn)元/a，省去原有地表水取水費(fèi)2 596萬(wàn)元/a，節(jié)約取水成本1 754 萬(wàn)元/a。年運(yùn)行成本1 032 萬(wàn)元，包含電費(fèi)、藥劑費(fèi)、膜更換費(fèi)等變動(dòng)成本528 萬(wàn)元和檢修維護(hù)費(fèi)、折舊費(fèi)、財(cái)務(wù)費(fèi)用、保險(xiǎn)費(fèi)等固定成本504 萬(wàn)元。按每年累積滿負(fù)荷運(yùn)行6 000 h 計(jì)，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(duì)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(dòng)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(guò)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(mén)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(wèn)題。