XX纸业自备电厂除盐水方案

1、XX纸业股份公司2X50MW热电项目水处理系统方案设计2007年6月XX纸业股份公司2X50MW热电项目水处理系统 方案设计目 录1.0技术要求32.0工艺说明53.0控制系统说明144.0工艺流程图和平面布置16 161.0技术要求本方案涉及的工艺流程及设备适用于XX纸业股份公司2X50MW热电项目水处理系统。1.1采用标准和规定1.1.1系统设计符合下列标准和规定a)DL5000-94火力发电厂设计技术规程b)DL5028-93电力工程制图标准c) DL/T5072-1997火力发电厂热力设备和管道保温油漆设计技术规定d) DL/T5054-1996火力发电厂汽水管道设计技术规定e) DL

2、/T5068-1996火力发电厂化学水处理设计技术规程f) GB1214589火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准g) SH3046-92石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范1.1.2设备制造和材料符合下列标准和规定的最新版本的要求。a) GB150钢制压力容器b)JB2932水处理设备制造技术条件c)HGJ32橡胶衬里化工设备d)劳锅字(1990)8号压力容器安全技术监察规程 1.1.3进口设备的制造工艺和材料符合美国机械工程师协会(ASME)和美国材料试验学会（ASTM）的工业法规中涉及的标准或相当标准。1.1.4对外接口法兰符合下列要求a)JB/T74-94管路法兰技术条件b)JB/

3、T74-94管路法兰类型c)JB/T81-94凸面板式平焊钢制法兰d)JB/T87-94管法兰用石棉橡胶垫片1.1.5衬里钢管和管件符合下列标准的最新版本的规定要求：a)HG21501衬胶钢管和管件b)HG20538衬塑（PP、PE、PVC）钢管和管件 1.1.6本方案提出了最低限度的技术要求，并未对一切技术细节作出规定，也未全部引用有关标准和规范的条文。本方案所使用的标准如与所执行的标准发生矛盾时，按高标准执行。1.2设计基础资料系统原水水源采用生产用水，水质全分析见下表。原水水质全分析序号项目单位指标1pH7.32浊度mg/L103总碱度mg/L（CaO计）42.624Cl-mg/L14.

4、05Ca2+mg/L38.086总硬度mmol/L1.257SO42-mg/L53.088SSmg/L119TDSmg/L94.0010余氯mg/L0.51.2.1系统进水水质特性1.2.1.1设计水源： 生产用水1.2.1.2进水水量： 480 m3/h 1.2.2产水要求：1.2.2.1出水水质要求二氧化硅 20 mg/L电导率 5 ms/cm (25)溶解氧 2 ms/cm (25)T-Fe 0.1 ms/cm (25)Cl- 0.1 ms/cm (25)SO42- 0PH 6-8该系统的出水水质能满足需方水质要求。1.2.2.2反渗透系统回收率:75%1.2.3设计界线：从清水箱进水口

5、到混床出口管至厂房外一米处1.2.4系统对外界的要求1.2.4.1进水管：由需方接至供方清水箱进水口。1.2.4.2供电：根据系统的用电量要求，由需方提供动力电源送到供方提供的动力配电盘上。1.2.4.3化学药品：调试过程的所有消耗品由需方提供。1.2.4.4废水处理：中和水泵出口至中和水泵间外一米处。2.0工艺说明本技术规范是专门为XX纸业股份公司2X50MW热电项目水处理系统而制定的，所涉及的工艺流程是以需方提供的当地原水水质为依据，并结合供方在除盐水处理系统方面成功的设计、生产经验，全面采用优质零配件，以确保产品质量的严格要求，完全能够满足用户的要求，并能长期运行、安全可靠。2.1水源情

6、况 水源为需方生产用水。2.2工艺流程概况根据需方提供的水质条件和对除盐水的水质要求，供方采用图下工艺流程：净水站来水®升压泵®板式加热器®多介质过滤器®保安过滤器®高压泵®反渗透装置 ®除碳器®预脱盐水箱®混床给水泵®混合离子交换器®除盐水箱®除盐水泵®加氨装置®新主厂房 老厂反渗透系统包括：保安过滤器、高压泵、反渗透膜组件、反渗透清洗系统、控制仪表等。2.3系统容量的确定2.3.1系统出力：本工程拟建 470m3/h出力的设备。2.4除盐水处理主要设备

7、参数序号名 称数 据单 位备 注二清水泵4台1流量240m3/h2扬程32m三热交换器2台1流量320m3/h2温升20四管道混合器3台规格DN500X1mm规格DN400X2mm五多介质过滤器10台1设备直径3200mm2滤层高度1200mm无烟煤400mm石英砂800mm3运行流速10m/h4设备出力80m3/h5反洗水流量350m3/h六罗茨风机2台1流量9.6m3/min2风压58.8KPa七反洗水泵2台1流量350m3/h2扬程20m八凝聚剂加药装置1套两箱两泵九杀菌剂加药装置1套两箱两泵十阻垢剂加药装置1套两箱两泵十一反渗透装置4套1保安过滤器4台设备直径1100mm过滤精度5um

8、2高压泵4台流量160M3/h扬程1.6MPa3反渗透膜组件4套出力120M3/h十二反渗透清洗装置1套1溶液箱1台有效容积5m32清洗泵1台流量120M3/h扬程30MH2O3保安过滤器60m3/m2.h设备直径1100mm过滤精度5um十三除碳器1台1设备直径3200mm2填料高度2000mm3设计流量240m3/h十四除碳风机2台1型号4-72-11No4.5A15kw十五预脱盐水箱1台1有效容积300m3十六混床给水泵2台1流量210M3/h2扬程40MH2O十七混合离子交换器2台1设备直径2500mm2运行流速40m/h3设备出力200t/h4再生剂种类及浓度HCl-5/NaOH-4

9、%5树脂层高阳-500/阴-1000mm十八除盐水箱1台1设备容积500m3十九除盐水泵2台1流量200M3/h2扬程50MH2O二十加氨装置1套一箱两泵二十二树脂捕捉器2台规格DN200二十三酸碱贮存罐各1台1有效容积25m32设备直径2500mm二十四酸碱计量箱各1台1有效容积2.5m3二十五酸碱喷射器各1台二十六酸雾吸收器1台二十七再生水泵2台1流量50m3/h2扬程50MH2O二十八卸酸泵、卸碱泵各1台1流量15m3/h2扬程20M二十九中和池废水输送泵2台1流量100m3/h2扬程20M三十中和池搅拌机2台三十一压缩空气贮罐1台1设备直径1800mm2体积10m3m3二十二阀门1套三

10、十三填料1套1无烟煤粒径1.2-2.5m3482石英砂粒径0.5-1.2m3963石英砂粒径1-32mmm3484阴树脂201X7吨255阳树脂001X7吨12.5三十四材料1套三十五控制仪表1套1总进水流量计1台2多介质过滤器产水流量计15台活性炭过滤器产水流量计123反冲洗流量计1台4反渗透进水流量表5台5反渗透淡水流量表5台6反渗透浓水流量表5台7反渗透进水电导率表1台8反渗透淡水电导率表5台9反渗透进水 pH表1台10反渗透出水 pH表1台11混床流量计5台12混床出口电导表5台13混床出口流量表5台14酸浓度计1台15碱浓度计1台16pH计3台17中央控制盘1套18压力表130只2.

11、5主要设备说明2.5.1清水泵为后续水处理系统提供稳定的压力和水量。设计2台清水泵，其中1用1备，每台清水泵正常出力为120m³/h，扬程0.32MPa。2.5.2热交换器热交换器的作用是使原水维持在一定的温度范围之内，以利于保证反渗透系统出力的稳定。反渗透系统的出力受进水水温的变化影响较大，在进水压力稳定的条件下，水温每变化1°C，其产水量大致增减2.7。为了弥补因冬季水温较低而致使反渗透系统产水水量的下降，就必须加热进水使其维护在20左右。系统设置2台热交换器，出力为240m³/h，进、出水的温升为20。2.5.3凝聚剂加药装置该装置的作用是为系统投加适量的聚

12、凝剂，将原水中的悬浮物、有机物、胶体等凝聚成大颗粒的矾花，以便其在多介质过滤器中被有效地去除。水中一般含有悬浮物、有机物和胶体等杂质，这些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，在水中可形成带电荷的 Al x (OH) y 3x - y 长链多功能基团，它具有压缩胶体双电层的作用，同时对异性电荷也可以起到中和的作用，而且每一个基团都可以吸附水中分散的悬浮物、有机物、胶体等小颗粒杂质，使其凝聚成大颗粒的矾花，以便通过多介质过滤器将其除去。为了增加水中杂质颗粒到达凝聚剂Al x (OH) y 3x y基团表面而被吸附的机会，应适当

13、地进行搅动混合，因此本系统PAC的加入选择在多介质过滤器的进水母管上，且随后装设静态管道混合器。2.5.4助凝剂加药装置PAM（聚丙烯酰胺）的作用是协助PAC在较短的时间内促进矾花迅速增大，提高凝聚效果，以便多介质过滤器更有效地去除杂质颗粒。PAM是长链的有机聚合物，通过它可以在小矾花之间起到桥架的作用，桥架之后形成的一张网状的污泥层又起到网捕的作用。目前市场供应的PAM有三种：一是阳离子型；二是中性；三是阴离子型的。由于目前常用的复合反渗透膜表面一般都带有负电荷，若遇到阳离子型的有机物就会把它吸引过来而附着在膜表面，从而造成反渗透膜的污染，并且这种污染无法通过化学清洗的方法有效地恢复反渗透膜

14、的运行性能。因此作为反渗透装置之前的加药品种必须采用中性的或阴离子型的PAM助凝剂。2.5.5多介质过滤器多介质过滤器是反渗透系统的重要预处理装置，它的作用是滤除原水带来的细小颗粒、悬浮物、胶体、藻类及有机物等杂质，以及经一级加药后形成的矾花，从而保证其出水SDI(污染指数)4。特性: *能够有效地去除原水中的胶体、悬浮物及藻类等有机物，因为反渗透系统对它们非常敏感。*布水均匀，使过滤达到最大效果，能长期满足反渗透膜对污染指数 SDI 的要求。*反洗装置带空气擦洗，能力强、时间短、水耗低。(气源来自罗茨风机)。*选用较低的运行流速（正常运行8m3/h），以适应将来水质变坏的可能性。根据用户反渗

15、透系统产水水量要求，本系统设置7台直径3200mm的立式多介质过滤器，其中6台运行，1台备用，每台出力80m3/h，总出力为480m3/h，当其中任何一台过滤器的进出口压差达到一定值或出水SDI大于4时，则退出使用进行反洗。同时投运备用多介质过滤器。2.5.6罗茨风机本系统需要充足的压缩空气，用于多介质过滤器反冲洗时的空气擦洗。在多介质过滤器运行过程中，其滤料表面会粘附大量的杂质，甚至造成滤料结成泥球。若只用水进行冲洗很难凑效；而采用压缩空气进行鼓泡擦洗，同时借助水的作用，则很容易将滤料表面粘附的杂质或泥球剥落或打散，然后由水流带出，从而提高多介质过滤器反冲洗的效果。多介过滤器的空气擦洗时所需

16、的风量很大，但时间很短、风压较低。本系统设置2台罗茨风机，1用1备，来满足空气擦洗的需要。风量为9.6Nm3/min，风压为0.06Mpa。2.5.7反冲洗水泵 其作用是为多介质过滤器和活性碳过滤器的反冲洗提供充足的水量。多介质过滤器的反冲洗流速一般为50m/h左右，水量较大，但所需的扬程低，因此本系统单独设置2台出力为400m2/h，扬程为 0.2MPa的反冲洗泵。2.5.8阻垢剂加药装置阻垢剂加药装置的作用是在预处理后的原水进入反渗透之前，加入高效率的专用阻垢剂，以防止反渗透浓水侧产生结垢。反渗透的工作过程是原水在膜的一侧从一端流向另一端，水分子透过膜表面，从原水侧到达另一侧，而无机盐离子

17、就留在原来的一侧。随着原水的流程逐渐增长，水分子不断从原水中取走，留在原水中的含盐量逐步增大，即原水逐步得到浓缩，而最终成为浓水，从装置中排出。浓水受浓缩后各种离子浓度将成培增加。自然水源中Ca2+ 、Mg2+、 Ba2+、 Sr2+、 HCO3-、 SO4-、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，所以不会有结垢出现，但经浓缩后，各种离子的浓度积都有可能大大超过平衡常数，因此会产生严重的结垢。判断水结垢的标准是：a) 对于碳酸盐垢以朗格利尔（LSI）为基准；当LSI0时不结垢，LSI0时结垢；b) 对于硫酸盐垢，是以饱和指数来确定的，水中阳、阴离子的浓度积与饱和平衡常数的比

18、值即为饱和指数。当饱和指数小于1时不结垢，反之就会出现结垢。本系统推荐选进口的复合阻垢剂，它可以提高水中的难溶物质的饱和度，它具有以下功能：l 抑制析出作用l 分散作用l 晶格扭曲作用l 络合作用采用阻垢剂后，具体阻垢能力表现如下：l LSI可以由负值提高至2.6l BaSO4的饱和指数可达160倍l SrSO4的饱和指数可达12倍l CaF2的饱和指数可达120倍 l SiO2的饱和指数最大可达2倍另一种好处是经常受到人为忽视的：即此阻垢剂是非磷系有机复合物，排放之后，不会对自然水体产生富营化的影响，是绿色环保型产品。2.5.9反渗透本体系统本系统的主要作用是把经预处理的水进行膜分离脱盐。它

19、包括下列单元设备：1)5保安过滤器5保安过滤器的作用是截留原水带来的大于5的颗粒，以防止其进入反渗透系统。这种颗粒经高压泵加速后可能击穿反渗透膜组件，造成大量漏盐的情况，同时划伤高压泵的叶轮。过滤器中的滤元为可更换卡式滤棒，当过滤器进出口压差大于设定的值（通常为0.070.1MPa）时，应当更换。保安过滤器采用耐腐蚀的304不锈钢材质外壳。滤棒是由聚丙烯喷熔制成，其特点：l 孔形呈锥形结构；l 过滤能进入深处，形成深层过滤；l 纳污量大、寿命长（可维持46个月）；l 易更换。从反渗透系统的运行和操作安全出发，保安过滤器，高压泵，反渗透装置都呈一对一的串联设置，即一套反渗透配置一台保安过滤和一台

20、高压泵。2)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，保证反渗透膜的正常运行。根据反渗透本身的特性，需有一定的推动力去克服渗透压等阻力，才能保证达到设计的产水量。根据反渗透的配置，经专用软件计算后，设计温度为18。反渗透装置设置1台出力为160m3/h，扬程为1.6MPa 的不锈钢高压泵。3)反渗透本体装置 反渗透装置是本系统中最主要的脱盐装置，反渗透系统利用反渗透膜的特性来除去水中绝大部分可溶性盐分，胶体，有机物及微生物。本系统将反渗透系统设置成4套出力为120m3/h的反渗透装置，并联运行，运行时通过后续的水箱水位调节反渗透装置投运的套数。本装置反渗透膜组件均采用世界上最先进

21、的TFC型复合膜，单根膜脱盐率达99.6%。4)反渗透清洗系统作用是根据反渗透膜运行污染的情况，采用低压水冲洗或化学清洗。低压水冲洗是用反渗透产水置换反渗透膜中停机后滞留的浓水，防止浓水侧亚稳态的结垢物质出现结垢，以保护反渗透膜。化学清洗是配制一定浓度的特定的清洗溶液，清除反渗透膜中的污染物质，以恢复膜的原有特性。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结垢的污染。所以本系统设置一套公用反渗透清洗系统，当膜组件受到污染后，可进行化学清洗。它包括一台5保安过滤器，一台不锈钢清洗泵(出力为120m3/h，扬程0.3Mpa)，一台清洗箱及一批配套仪表、阀门、管道等附件。 2.5

22、.10除碳器为降低CO2对后续工艺的影响，反渗透装置的出水直接进入除碳器，脱出CO2气体。除碳器内装多面空心球，以增加水、气的接触面积。除碳器出水直接进入中间水箱。另外，反渗透产水带有一定的压力，可以自行进入预脱盐水箱暂存，其作用是使反渗透膜的产水侧承受较低的压力，避免反渗透膜受到背压而导致不可恢复的损坏，同时缓冲由于后级离子交换系统阀门切换时造成的压力波动，并可通过中间水箱的液位控制反渗透置的启、停运行。2.5.11中间水泵为后续水处理系统提供稳定的压力和水量。设计2台中间水泵，其中1用1备，每台清水泵正常出力为210m³/h，扬程0.4MPa。2.5.12混合离子交换器中间水泵将

23、水升压后送入一级混床，去除反渗透出水中的盐分和硅含量。混床内填装强酸强碱树脂，树脂层高分别为500：1000mm。一级混床设置2台，设备直径2500mm，1用1备。2.5.13除盐水箱除盐水箱用于贮存一级混床的出水及凝结水，其目的是为了适应锅炉补给水流量的变化，防止出水波动对系统运行的影响，保证系统的进水量稳定。系统配置1台除盐水箱，每台为500m³的容积，采用钢结构，内衬玻璃钢防腐。2.5.14除盐水泵为后续水处理系统提供稳定的压力和水量以及向锅炉补水。设计2台除盐水泵，正常出力为200m³/h，扬程0.5MPa。2.5.15酸碱再生单元为对失效混床进行再生，设置酸碱再生

24、单元，它包括下列设备：l 酸碱贮存罐：各1台，容积25m3l 酸碱计量箱：各1台，容积2.5m3l 酸碱喷射器：各1台l 再生水泵：1台，流量30m3/h，扬程32mH2O3.0控制系统说明锅炉补给水处理系统采用并联运行方式，其运行和过滤器的反洗、离子交换设备的再生采用程序控制，也可通过远程手操。整个系统设置一台中央控制盘，内装可编程序控制器 ，能实现自动和手动操作整个系统的功能。另外还配置CRT，能直观地显示系统各设备的运行状况。在中央控制盘还装配有各种工艺参数报警功能，如泵过载和高压泵高低压保护报警，实现系统的自诊断的能力。3.1加药量控制加药量的控制通过设在母管上在线流量计输出的信号对计量泵实现单回路自动投加。同时也可以手动调节操作。3.2多介质过滤器多介质过滤器的运行、退出、进气擦洗、进水反洗、备用、投运都是通过PLC程序控制，也可通过手动操作实现的。过滤器的退出运行机制是通过每台过滤器的总产水量或压差自动控制。3.3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，以及能在就地操作盘上启停反渗透进水高压泵及相关的电动阀门。3.3.1高压泵的保护系统每套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