简述锅炉用水处理设备作用及工艺简析

Posted 2023-01-12 反渗透

篇首语：树高千尺有根，水流万里有源。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了简述锅炉用水处理设备作用及工艺简析相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

水是锅炉的换热介质，锅炉给水的水质好坏，对于锅炉的安全运行、能源消耗和使用寿命有至关重要的影响。工作压力越高的锅炉对水质要求越高。锅炉补给水采用的水处理设备要求也就越高。
1.前言
电力、热力行业的大中型锅炉，由于运行参数高，原用锅炉爆管等原因停机造成的经济损失惨重，社会影响巨大。锅炉给水的原水中可能包含的杂质有：悬浮物、胶体、有机物、无机盐、重金属离子，以及溶解气体等。因此对锅炉补给水的水质要求特别高，电厂或动力车间为了保证锅炉的正常与安全运行，必须对进入锅炉的水进行软化或除盐处理，即建设软化或脱盐水站。由于锅炉是特种压力容器，运行过程中锅炉汽包内的压力和温度很高，为了防止锅炉结垢，保证锅炉的换热效率和锅炉的运行安全，需要配备锅炉化学水处理设备。
2 .研究的意义
原水如果不经任何处理，一旦进入锅炉内，将会带来以下危害：
2.1 结垢
悬浮物、胶体、无机盐受热或超过其饱和浓度时，就会沉降析出，形成泥渣、水垢，极大影响锅炉的传热效率和锅水循环，燃料浪费、受热面损坏、锅炉出力下降、清洗量加大。
2.2 腐蚀
水质不良引起金属腐蚀，导致锅炉金属构件破坏，金属腐蚀产物形成新的结构物质，并产生垢下腐蚀，更加速了金属构件的损坏。
2.3 汽水共腾
蒸汽锅炉炉筒内的水滴被蒸汽大量带走的现象称为汽水共腾。其产生原因之一就是水中含有较多的氯化钠、磷酸钠、硅化物、有机物等杂质。产生汽水共腾会使蒸汽受到严重污染，过热器管和蒸汽流通管积盐，严重时堵塞管路，蒸汽温度下降，产生水和腐蚀破裂。
2.4 苛性脆化
它指低碳钢、合金钢和不锈钢等在拉应力超过屈服点，同时又与浓苛性钠溶液接触下，所产生的不规则破坏- 爆炸。
3.基本设计思路
(1)机械过滤部分：由石英砂过滤器、活性炭过滤器、纤维球过滤器、盘式过滤器、精密过滤器等组成。物质流向：过滤后的产水进入膜法处理设备或离子交换设备。
(2)超滤与反渗透膜组合处理部分：主要由超滤膜主机、反渗透膜主机组成。物质流向：超滤浓水回流进入原水池，反渗透产水进入产水池，反渗透浓水排放。
(3)离子交换部分：由阳离子交换器、阴离子交换器、混合离子交换器组成。
4 .设计依据
超滤膜的工作原理：
超滤膜是利用纳米级的物理孔径在一定的压力作用下，对料液中的物质进行分离、净化、纯化和浓缩的一个纯物理过程，它不引起分离物质化学性质的变化，是一种非常安全和可靠的过滤和浓缩方法。
超滤系统的主要处理单元为超滤装置。设计采用超滤膜作为本分离系统的核心处理部件，超滤膜采用材质为改性PVC 的中空纤维，其表面活化层致密，支撑层为双排脂状结构，故拉伸强度高、跨膜压差小、反洗效果好、抗污染、使用寿命长，且能长期保证产水水质，对胶体、悬浮颗粒、色度、浊度、细菌、大分子有机物具有良好的去除能力。
反渗透膜部分：
工作原理：
反渗透膜是一种半透膜，当经加压的水流经反渗透膜表面时，水分子能透过反渗透膜，成为淡水，而大分子物质如无机离子、细菌等都将无法通过而成为浓缩水。反渗透纯水设备脱盐系统正是利用反渗透膜的物理分离原理，将无机离子进行物理分离，浓水排放，产水的无机盐含量将大幅度降低，达到预脱盐的目的。
利用反渗透膜的物理分离原理，利用高压将溶液中的溶剂和溶质进行分离浓缩，被浓缩的部分形成浓水排放，被纯化的部分形成产品水进入反渗透产水箱。
原水预处理系统：
加药系统
加药设备设计成组合单元型式，以溶液箱、加药计量泵、控制柜为主体，将阀门、仪表和连接管道按一定的技术规范和合理的工艺流程组装在公用底座上。
阻垢剂投加装置
加药阻垢法是通过延缓盐晶体成长来推迟沉淀过程，促使晶体不会形成一定大小和足够的浓度而沉降下来。大多数阻垢剂还有一定的分散作用，防止颗粒聚集成足以沉积下来的大颗粒，也就是说反渗透浓水中难溶盐还来不及沉积在膜表面上，已随浓水排出反渗透设备。
盘式过滤机组的工作原理：
叠片过滤器的滤芯——叠片为杂质处理载体，它由一组双面带不同方向沟槽的塑料盘片相叠加构成，其相邻面上的沟槽棱边便形成许许多多的交叉点，这些交叉点构成了大量的空腔和不规则的通路，这些通路由外向里不断缩小。过滤时，这些通路导致水的紊流，最终促使水中的杂质被拦截在各个交叉点上。如把盘片叠加安装在过滤芯骨架上，在弹簧和进水的压力作用下就形成了一个外松内紧的过滤单元。每个过滤单元中被弹簧和水压压紧的叠片便形成了无数道杂质颗粒无法通过的滤网，叠片宽度为12-14 mm，叠片材质为优质工程塑料，耐磨性极高。辅以不锈钢弹簧支撑，结构坚固。反冲水流沿叠片内壁切线方向自内向外冲洗叠片表面粘附的各种杂质，叠片在反冲洗水流的作用下作旋转，保证所有污物均被有效洗净并排出。可使用时间间隔和压力差控制反冲洗的所有步骤。一旦设定完毕，即可长期使用。自动反冲洗过滤器在不中断工作的情况下在数秒内完成整个自动反冲洗过程。
总结：
(1)第一种采用离子交换树脂其优点在于初投资少，占用的地方少，但缺点就是需要经常进行离子再生，耗费大量酸碱，而且对环境有一定的破坏性。
(2)第二种采用两级反渗透设备，其特点为初投次比采用离子交换树脂方式要高，但无须树脂再生。其缺点在于相关膜原件需定期清洗或更换，水质相对来说不是太高，大都只能做到1us/cm 左右。
(3)第三种采用反渗透作预处理再配上电去离子(EDI)装置，这是目前制取超纯水最经济，最环保的超纯水制备工艺，不需要用酸碱进行再生便可连续制取超纯水，对环境没什么破坏性。其缺点在于初投资相对以上两种方式过于昂贵。
燃煤火力发电厂是我国电力工业的重要组成部分。水在电力工业中的用途是多方面的，因此除了常规的混凝、沉淀、过滤等水处理方法外，还需离子交换、复床、混床、反渗透脱盐水处理系统、电渗析等软化、除盐高纯水系统、超纯水处理设备技术来处理热电厂超高压锅炉给水，以避免水质不良的危害。