1、現(xiàn)有設(shè)備狀況分析
某某發(fā)電廠(chǎng)鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)采用西安水處理設(shè)備制造廠(chǎng)生產(chǎn)的3套（1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)）額定出力為65m3/h單元制一級(jí)除鹽加混床和2套（4號(hào)、5號(hào)）額定出力為100m3/h單元制一級(jí)除鹽加混床的離子交換除鹽系統(tǒng)。
1～3號(hào)離子交換除鹽設(shè)備于1989-05投入生產(chǎn)，4號(hào)、5號(hào)離子交換除鹽設(shè)備于1994-11投入生產(chǎn)。投產(chǎn)后由于本廠(chǎng)各臺(tái)機(jī)組跑、冒、滴、漏情況嚴(yán)重，使得除鹽水補(bǔ)水率一直在10％左右居高不下，平均補(bǔ)水量在250m3/h左右，設(shè)備再生頻繁，酸堿用量很大，年酸堿費(fèi)用最高達(dá)到800多萬(wàn)元。
近年來(lái)，隨著本廠(chǎng)雙達(dá)標(biāo)、無(wú)滲漏工作的深入開(kāi)展，設(shè)備的跑、冒、漏現(xiàn)象經(jīng)過(guò)多方治理已明顯好轉(zhuǎn)，除鹽水補(bǔ)水率逐年降低，1999年全年補(bǔ)水率下降至6％，平均補(bǔ)水量已降至150m3/h。盡管如此，由于酸堿物價(jià)的上漲1999年酸堿用量仍在500多萬(wàn)元以上。
另外，從豐鎮(zhèn)發(fā)電廠(chǎng)歷年來(lái)生水水質(zhì)全分析試驗(yàn)報(bào)告中可以看出（見(jiàn)表1豐鎮(zhèn)發(fā)電廠(chǎng)歷年生水水質(zhì)情況簡(jiǎn)表），本廠(chǎng)生水含鹽量呈逐年升高的態(tài)勢(shì)。
從1990-05-09本廠(chǎng)化學(xué)試驗(yàn)室對(duì)生水進(jìn)行的第一次水質(zhì)全分析到1999-12-31進(jìn)行的水質(zhì)全分析結(jié)果看，懸浮物含量增加了27mg/L，表明總含鹽量的主要指標(biāo)—溶解固形物增加了113.2mg/L，電導(dǎo)率增加了240μS/cm。表明有機(jī)物等可燃物及碳酸氫鈣等易分解物的指標(biāo)—灼燒量增加了77.3mg/L。另外，從表1中可知，氯根、全硬度等項(xiàng)目也有明顯增長(zhǎng)。
如果生水各項(xiàng)雜質(zhì)指標(biāo)按現(xiàn)在這種趨勢(shì)增加下去，而除鹽水補(bǔ)水率仍維持現(xiàn)在目前的水平上，靠現(xiàn)有的離子交換設(shè)備進(jìn)行鍋爐補(bǔ)給水處理，不僅酸堿耗量還要增加，大宗材料消耗嚴(yán)重超標(biāo)的問(wèn)題將日趨嚴(yán)峻，嚴(yán)重影響著本廠(chǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。由于除鹽水設(shè)備的制、供水能力所限，使機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行和正常發(fā)、供電將受到一定制約。隨著我國(guó)《環(huán)境保護(hù)法》的實(shí)施，全民的環(huán)境保護(hù)意識(shí)大幅度提高，豐鎮(zhèn)發(fā)電廠(chǎng)作為國(guó)有特大型企業(yè)在環(huán)境保護(hù)上更應(yīng)增加投入治理廢水使排放的廢水符合國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。而靠目前現(xiàn)有單一的離子交換除鹽設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)鍋爐補(bǔ)給水處理，在對(duì)離子交換除鹽設(shè)備進(jìn)行再生時(shí)加入多少酸、堿，再生過(guò)程中就要排出多少其它鹽類(lèi)（如殘余廢酸堿、氯化鈣、鎂、氯化鈉、碳酸鈣、硫酸鈣、碳酸鎂等），由于這些廢水均排到消防泵前池用于沖灰水和消防水，大量地排放這些化學(xué)物質(zhì)不僅會(huì)給環(huán)境造成污染。而且還會(huì)造成沖灰水管道結(jié)垢，轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的腐蝕，甚至鹽類(lèi)沉積物會(huì)堵塞沖灰泵、沖雜泵入口，造成沖灰水管道故障。這些情況已經(jīng)多次在本廠(chǎng)發(fā)生，沖灰水管道已多次進(jìn)行酸洗。
因此，豐鎮(zhèn)發(fā)電廠(chǎng)現(xiàn)有離子交換除鹽設(shè)備需進(jìn)行重大技術(shù)改造，應(yīng)在現(xiàn)有設(shè)備前增設(shè)3套100m3/h（或2套150m3/h）反滲透設(shè)備是較佳的選擇。
2、反滲透技術(shù)
反滲透（簡(jiǎn)稱(chēng)RO，是英文ReverseOsmosis的縮寫(xiě)）是一種膜分離技術(shù)，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電子、電力和苦咸水的淡化等領(lǐng)域的水處理技術(shù)中。
2.1反滲透技術(shù)的基本原理
許多天然或人造的薄膜對(duì)于物質(zhì)的透過(guò)具有選擇性，當(dāng)兩種濃度不同的溶液（這里指濃水與淡水）被一層半透膜隔開(kāi)時(shí)，只有水可以通過(guò)而溶質(zhì)（水中鹽分）卻不能通過(guò)。自然狀態(tài)下，水從淡水側(cè)向濃水側(cè)滲入，當(dāng)滲入達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)在兩種不同濃度的溶液面產(chǎn)生高度差（或稱(chēng)壓差），這個(gè)壓差稱(chēng)為滲透壓，而這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為滲透。如果在濃水側(cè)施加壓力以至于超過(guò)滲透壓，則濃水中的水會(huì)通過(guò)半透膜滲入淡水側(cè)，這個(gè)過(guò)程與自然狀態(tài)下發(fā)生的滲透過(guò)程正好相反，所以稱(chēng)為反滲透。
反滲透裝置凈化水的過(guò)程屬物理過(guò)程，在一定壓力下，溶于水中的各種物質(zhì)包括分子和離子被截留在反滲透膜的一側(cè)，水分子滲透到反滲透膜的另一側(cè)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)水的過(guò)濾凈化。通常一級(jí)反滲透的回收率控制在75％，除鹽率可以達(dá)到98％左右。在除鹽水處理系統(tǒng)中，通常以反滲透設(shè)備作為預(yù)除鹽裝置，以離子交換設(shè)備作為精除鹽裝置，這種組合方式較為經(jīng)濟(jì)合理。
2.2使用情況
目前，我國(guó)大多數(shù)電廠(chǎng)沒(méi)有采用反滲透這一技術(shù)的主要原因是受價(jià)格的制約，但是實(shí)際上以反滲透加離子交換除鹽制取除鹽水與離子交換除鹽制取除鹽水所需的費(fèi)用相比，2～3a節(jié)約的酸堿費(fèi)用就相當(dāng)于反滲透及其預(yù)處理系統(tǒng)的投資，只要運(yùn)行維護(hù)得當(dāng)，反滲透膜元件的使用壽命可以超過(guò)6a，而且大大減少對(duì)環(huán)境的污染。
2.3內(nèi)蒙古電網(wǎng)的使用情況
目前，內(nèi)蒙古電網(wǎng)所屬的蒙達(dá)公司、烏達(dá)電廠(chǎng)、海勃灣發(fā)電廠(chǎng)、錫林浩特第一熱電廠(chǎng)，4個(gè)單位鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)采用了反滲透設(shè)備。應(yīng)用方式均是以反滲透作為預(yù)處理裝置，以離子交換除鹽設(shè)備作為精除鹽裝置。據(jù)了解，除鹽效果不錯(cuò)，而且效益也好于其它用單一的離子交換除鹽的設(shè)備的電廠(chǎng)。
3、經(jīng)濟(jì)性對(duì)比
3.1以1999-03-16豐鎮(zhèn)發(fā)電廠(chǎng)化學(xué)水質(zhì)分析報(bào)告的數(shù)據(jù)為依據(jù)：
（1）制水，886242t；補(bǔ)水，818717t；總耗酸，2042.162t；總耗堿，1241.57t；精處理耗酸，66t；精處理耗堿，18t；陽(yáng)床耗酸，71.68g/mol；陰床耗堿，78.46g/mol。
（2）陽(yáng)樹(shù)脂總量，51.77～58.86t，按55t計(jì)算；陰樹(shù)脂總量，55.72～59.94t，按58t計(jì)算；每年樹(shù)脂補(bǔ)充量為現(xiàn)用樹(shù)脂總量的10％，豐鎮(zhèn)發(fā)電廠(chǎng)需8a更換一次樹(shù)脂。
3.2以1999年豐鎮(zhèn)發(fā)電廠(chǎng)物質(zhì)供應(yīng)公司提供的數(shù)據(jù)為依據(jù)：
（1）鹽酸單價(jià)，560元/t；液堿單價(jià)，685元/t；
（2）001×7陽(yáng)樹(shù)脂單價(jià)，8300元/t；201×7陰樹(shù)脂單價(jià)，13000元/t；
3.3某某研究院提供反滲透設(shè)備數(shù)據(jù)：
（1）阻垢劑單價(jià)，60000元/t；加藥量3.0mol/L；反滲透脫鹽率98％，回收率75％；
（2）根據(jù)現(xiàn)制補(bǔ)水情況考慮，預(yù)處理設(shè)備總出力為400t/h；反滲透設(shè)備總出力為300t/h；預(yù)處理設(shè)備選4臺(tái)100t/h，費(fèi)用240萬(wàn)元；反滲透設(shè)備選3臺(tái)100t/h，費(fèi)用25000元/t；總出力按300t/h計(jì)算投資750萬(wàn)元；
（3）反滲透膜需5a更換一次，更換一次膜費(fèi)用190萬(wàn)元；
（4）新增設(shè)備（預(yù)處理、反滲透）自用水率5％；
（5）增設(shè)反滲透設(shè)備樹(shù)脂使用壽命可以延長(zhǎng)5a；樹(shù)脂補(bǔ)充量為2％。
3.4按以上數(shù)據(jù)計(jì)算進(jìn)行對(duì)比情況如下：
（1）水處理全年用酸費(fèi)用：（2042.162-66）×2×560＝221.33萬(wàn)元；水處理全年用堿費(fèi)用：（1241.57-18）×2×685＝167.63萬(wàn)元；水處理全年用酸、堿總費(fèi)用：221.33萬(wàn)元＋167.63萬(wàn)元＝388.96萬(wàn)元；
（2）采用反滲透設(shè)備全年制水總費(fèi)用：水處理全年制水酸堿總費(fèi)用為388.96×（1-98％）＝7.78萬(wàn)元；阻垢劑FLoCoN260費(fèi)用：[886242×2×（1＋5％）]/75％×3mg/L×60000元/t＝44.67萬(wàn)元；采用反滲透設(shè)備全年制水總費(fèi)用：7.78＋44.67＝52.45萬(wàn)元；
（3）運(yùn)行費(fèi)用差價(jià)（不考慮補(bǔ)充樹(shù)脂、只算酸堿和阻垢劑的費(fèi)用）：388.96-52.45＝336.51萬(wàn)元；
（4）新增設(shè)備總投資費(fèi)用240＋750＝990萬(wàn)元；
（5）現(xiàn)用離子交換除鹽設(shè)備制每噸除鹽水費(fèi)用為4.5元/t（其中不包括人工費(fèi)、設(shè)備維護(hù)費(fèi)等，只算耗酸堿費(fèi)）而增加反滲透設(shè)備制每噸除鹽水費(fèi)用為1.2元/t（其中不包括人工費(fèi)、設(shè)備維護(hù)費(fèi)等，只算耗酸堿費(fèi)用及其予處理藥劑的費(fèi)用）。
（6）同時(shí)增設(shè)反滲透設(shè)備后，再生設(shè)備次數(shù)大約由現(xiàn)在的每套床運(yùn)行不足12h增長(zhǎng)為450h以上，1套制水設(shè)備可連續(xù)運(yùn)行約20d，可大大降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，減少工作人員，有利于提高企業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率。
4、經(jīng)濟(jì)效益分析
從長(zhǎng)遠(yuǎn)的利益出發(fā)，在年制水量相同的情況下，將補(bǔ)充樹(shù)脂、更換樹(shù)脂周期、更換反滲透膜的周期考慮在內(nèi)，效益估算如下：
（1）原制水設(shè)備平均年運(yùn)行費(fèi)用
年補(bǔ)充樹(shù)脂費(fèi)用：55t×10％×8300元/t＋58t×10％×13000元/t＝12.105萬(wàn)元；平均年更換樹(shù)脂費(fèi)用：（55t×8300元/t＋58t×13000元/t）/8＝15.13萬(wàn)元；年酸堿費(fèi)用388.96萬(wàn)元；原制水設(shè)備平均年運(yùn)行總費(fèi)用：12.105＋15.13＋388.96＝416.195萬(wàn)元；
（2）增設(shè)反滲透設(shè)備平均年運(yùn)行費(fèi)用
年補(bǔ)充樹(shù)脂費(fèi)用：55t×2％×8300元/t＋58t×2％×13000元/t＝2.421萬(wàn)元；平均年更換樹(shù)脂費(fèi)用：（55t×8300元/t＋58t×13000元/t）/15＝8.07萬(wàn)元；平均年更換反滲透膜費(fèi)用：190/5＝38萬(wàn)元；年阻垢劑FLoCoN260費(fèi)用：44.67萬(wàn)元；年酸、堿總費(fèi)用7.78萬(wàn)元；增設(shè)反滲透設(shè)備平均年運(yùn)行總費(fèi)用：2.421＋8.07＋38＋44.67＋7.78＝100.941萬(wàn)元。由此可見(jiàn)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)利益出發(fā)增設(shè)反滲透設(shè)備平均年節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用416.195-100.941＝315.254萬(wàn)元。
5、結(jié)語(yǔ)
現(xiàn)用的離子交換除鹽設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)于1987年底，當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)原生水含鹽量平均為250mg/L，而現(xiàn)在生水含鹽量平均為560mg/L，而且還在逐年上升。采用離子交換除鹽設(shè)備酸堿用量大，再生次數(shù)頻繁，用工業(yè)水量大，自用除鹽水用量也很高。采用反滲透設(shè)備的一級(jí)反滲透回收率為75％，可大幅度降低酸堿用量，節(jié)約生水和除鹽水。采用離子交換除鹽設(shè)備系統(tǒng)一年酸堿費(fèi)用為416.195萬(wàn)元，而采用反滲透設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)鍋爐補(bǔ)給水一年酸堿費(fèi)用為100.941萬(wàn)元。由此可見(jiàn)，從經(jīng)濟(jì)效益考慮，豐鎮(zhèn)發(fā)電廠(chǎng)在鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)前加反滲透設(shè)備是企業(yè)節(jié)能降耗的有效途徑。目前，國(guó)內(nèi)已有不少行業(yè)采用反滲透設(shè)備，相信隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及對(duì)環(huán)境保護(hù)要求的日益嚴(yán)格，將會(huì)被越來(lái)越多國(guó)內(nèi)用戶(hù)所接受，是取代一級(jí)除鹽的必然結(jié)果。
