超高純水技術(shù)在熱電廠(chǎng)的使用

1、前言

我們在為大量電廠(chǎng)客戶(hù)服務(wù)過(guò)程中發(fā)現電導率已不是判定水質(zhì)好壞的唯一標準，而應更加注意粒子、二氧化硅對純水水質(zhì)的影響，同時(shí)設備的穩定性和安全性更是電廠(chǎng)客戶(hù)追求的重點(diǎn)。

鍋爐供水

為了電力生產(chǎn)和過(guò)程加熱，以及較少的環(huán)流供熱的應用，生產(chǎn)高純水供轉化成蒸汽的鍋爐供水。動(dòng)力公用事業(yè)公司是為生產(chǎn)電能而需高純水的主要用戶(hù)。在這些應用中，液體水加入蒸汽發(fā)生器（鍋爐），鍋爐通過(guò)燃油、煤、天然氣或核能將水轉化成蒸汽。然后，將產(chǎn)生壓力272-1360kg的蒸汽輸往渦輪機，渦輪機消耗蒸汽的部分熱能，將其轉化成軸轉動(dòng)形式的機械能。機械能被送往發(fā)電裝置，轉化成電能。自渦輪機排出的蒸汽主要仍呈氣體狀，為了回送鍋爐，將其冷凝。該發(fā)電循環(huán)的效率隨蒸汽的溫度和壓力的增加而改進(jìn)，而在此應用中，需高純度水的基本原因就在于此。就物理和化學(xué)兩方面考慮，對于鍋爐和渦輪機，增加溫度和壓力更為需要。蒸汽中少量的污染物，如鈉、氯化物或二氧化硅能引起渦輪機葉片的腐蝕或污染，結果降低渦輪機效率甚至使其毀壞。在渦輪機對污染物含量較為敏感的同時(shí)，蒸汽的高壓和高溫增加了供水中鹽，特別是SiO2的揮發(fā)性，結果使這些污染物夾入蒸汽相的量增加。因此，在較高溫度和壓力條件下，蒸餾過(guò)程是不能夠有效地自蒸汽中分離出進(jìn)料水中的污染物，因此需在鍋爐的上游去除這些污染物。

作為這些關(guān)系的一個(gè)直接結論是操作壓力決定了鍋爐中必須保持的水的質(zhì)量。其次，補給水的質(zhì)量取決于補給和排放費用的經(jīng)濟分析。因為即使在高壓下，蒸汽比水所含污染物的濃度要低，所以鍋爐濃縮了進(jìn)料水中的污染物。因此，必須排放鍋爐中的一部分水，以維持其水質(zhì)在所要求的水平。為了確保排放液流僅是進(jìn)料水流的一小部分，所以進(jìn)料水的最大的污染物含量必須明顯低于鍋爐所能承受的污染物含量。例如，在壓力272kg或高于272kg的鍋爐中，通常有進(jìn)料水的1/100的排放液流，則要求進(jìn)料水的質(zhì)量比保持在鍋爐中水的質(zhì)量?jì)?yōu)良100倍。同時(shí)可以查看中國污水處理工程網(wǎng)更多技術(shù)文檔。

表1列出了為保證現代鍋爐連續、可靠地操作，鍋爐水雜質(zhì)的最高含量指標。由于鍋爐水質(zhì)隨壓力變化，因此該表僅作為大體的指南。每一個(gè)系統的特殊性質(zhì)，包括鍋爐的設計和渦輪機的現狀，對于適宜保持的水質(zhì)極值也有重大的影響。

許多鍋爐，特別是諸如油精煉廠(chǎng)、紙漿和造紙廠(chǎng)等化學(xué)加工工廠(chǎng)或食品加工系統的鍋爐，用來(lái)生產(chǎn)僅供加熱的蒸汽。在這些應用中，所需蒸汽的質(zhì)量遠不同于電廠(chǎng)所需的蒸汽質(zhì)量。二氧化硅的沉淀和渦輪機葉片的腐蝕不是問(wèn)題，比較而言，返回管線(xiàn)中的冷凝液的酸性腐蝕才是最重要的。這涉及去除水中的碳酸氫鹽和碳酸鹽的堿度，避免這些化合物在鍋爐中的解離，以及產(chǎn)生的二氧化碳進(jìn)入冷凝液管線(xiàn)。

鍋爐的水質(zhì)

2、二氧化硅的去除

二氧化硅具有不同于水中其他無(wú)機污染物的性質(zhì)。二氧化硅是非離子性的物質(zhì)；在大多數進(jìn)料水中，具有可檢出量的濃度。它能以單個(gè)分子或聚合成一定分子量的膠體存在。在一定的濃度和PH條件下，二氧化硅會(huì )沉淀形成單個(gè)粒子。對此單個(gè)粒子的去除，IX是無(wú)能為力的；但是RO對粒狀二氧化硅的去除是完全有效的，同時(shí)也能去除溶解的二氧化硅。

3、高純水系統中的問(wèn)題

因為RO系統是復雜的，高度工程監督的，有運動(dòng)部件的機械過(guò)程，所以它們同所有的設備系統一樣，受制于同樣的缺點(diǎn)。但是，高純系統的某些特性涉及特殊的問(wèn)題，為了避免對水質(zhì)的嚴重的負面影響，在設計和操作階段必須慎審地注意這些特殊的問(wèn)題。有廢水需要處理的單位，也可以到污水寶項目服務(wù)平臺咨詢(xún)具備類(lèi)似污水處理經(jīng)驗的企業(yè)。

3.1、再污染

在設計和開(kāi)始工作階段必須強調這個(gè)問(wèn)題。為了保證良好的性能，組件的制造材料應該在整個(gè)加工過(guò)程中保持潔凈狀態(tài)。從制造不當的膜上漂洗掉粒子是極端困難的。在裝膜之前，應該仔細漂洗RO的管件和壓力容器。添加消毒劑，如過(guò)氧化氫，在最初漂洗期間能夠幫助去除這類(lèi)粒子。當然，如同任何化學(xué)試劑一樣，這些氧化劑的濃度應保持低于會(huì )使RO單元的結構材料降解的濃度。

若可能的話(huà)，RO單元一經(jīng)操作，就應保持連續運作。長(cháng)時(shí)間停工，由于細菌在透過(guò)液流道中的大量繁殖而產(chǎn)生粒子聚集。當RO單元重新使用時(shí)，產(chǎn)品水的細菌污染將明顯增加，需耗費很多時(shí)間沖洗。心要求獲得盡可能好的水質(zhì)場(chǎng)合，必須將RO產(chǎn)品水返至RO單元入口，以保證系統100%時(shí)間操作。

3.2、膜旁路

當水通過(guò)膜流動(dòng)，而不是繞過(guò)膜流動(dòng)時(shí)，可以體現RO的許多優(yōu)點(diǎn)。在關(guān)注去除離子物質(zhì)的場(chǎng)合，膜旁路會(huì )降低產(chǎn)品水的質(zhì)量，增加精處理工序的費用。這尚不是嚴重的問(wèn)題。然而，RO用作減少粒子的場(chǎng)合，特別是半導體制造中，旁路問(wèn)題便是一個(gè)嚴重的問(wèn)題了。在即使只有很小量的水發(fā)生膜旁路的情況下，產(chǎn)品水中的粒子濃度也會(huì )增加許多倍。

膜旁路主要由兩個(gè)條件導致。第一，是膜片之間縫隙密封不嚴，它使進(jìn)料水不首先通過(guò)膜而由膜片之間的咸水側流入透過(guò)液流道。這種情況較少見(jiàn)，最常見(jiàn)的是由產(chǎn)品水返回流入膜間的透過(guò)液隔網(wǎng)的透過(guò)水的流動(dòng)造成的。若有足夠的壓力發(fā)生此回流，則膜間的縫隙將爆裂。若該回流是明顯的，并影響許多組件，則組件性能的下降會(huì )立即顯現出來(lái)。雖然縫隙受到破壞會(huì )發(fā)生這種情況，但是除非仔細監控RO單元，否則使用者覺(jué)察不出。

能夠發(fā)生這類(lèi)情況的原因如下。當RO單元的透過(guò)液排入位于較高高度的貯藏時(shí)，貯藏中水的位頭能有足夠的壓力引起回流，即可破壞膜間的縫隙。通常在RO透過(guò)液的排放處安裝單向閥；但是有時(shí)即使加單向閥，正常操作還是常遭破壞，結果會(huì )使大量的透過(guò)液泄漏，從而損害組件。

引起膜旁路的最常遇到的問(wèn)題是O形密封環(huán)的泄漏。每個(gè)膜單元的兩端都有用O形環(huán)密封的連接器。這是一個(gè)經(jīng)濟的密封方法，在合適的情況下是十分有效的。但是，為了使O形環(huán)密封嚴格，密封的部件必須是靜止固定的，但在RO壓力容器中，這不容易作到，當泵啟動(dòng)時(shí)，壓力容器中的壓力增加，容器拉伸。同時(shí)，由于在咸水流道中水流動(dòng)的拖曳，所有有力作用在膜單元上。由此引起膜單元在咸水流動(dòng)方向上移動(dòng)。

4、結論

高純水生產(chǎn)，必須嚴格控制粒子、細菌和TOC含量是應用的關(guān)鍵過(guò)程。RO膜的質(zhì)量必須不斷改進(jìn)，工程公司必須加強對RO及超高純水系統的應用、設計和操作更多的了解。 來(lái)源：谷騰水網(wǎng)