在火力发电厂中,锅炉补给水的品质直接影响机组运行的安全性、经济性和设备寿命。反渗透水处理设备作为电厂水处理的“核心关卡”,凭借其高效脱盐、低能耗的优势,已成为现代电厂水处理的标配技术。以下从原理、组成、运行特点及应用价值等方面展开介绍。
一、反渗透技术的核心原理
反渗透是一种利用半透膜的“选择性透过”特性实现水净化的物理过程。其基本原理是:在高于溶液渗透压的压力作用下,水分子通过半透膜向低浓度侧迁移,而水中的溶解盐类、有机物、微生物等杂质则被截留于膜的高浓度侧,从而实现水与杂质的分离。电厂反渗透膜对离子(如Na⁺、Cl⁻、SO₄²⁻)的脱除率可达98%以上,产水电阻率通常≥15MΩ·cm(接近纯水标准),完全满足锅炉补给水的高纯度要求。
二、电厂反渗透设备的组成系统
整的电厂反渗透水处理设备通常由预处理系统、反渗透主机、后处理系统三大部分构成,各环节协同保障产水品质。
1.
预处理系统:原水(多为地表水或地下水)需先经预处理去除大颗粒悬浮物、胶体、有机物及微生物,避免污染反渗透膜。典型工艺包括:
多介质过滤:去除泥沙、铁锰氧化物等大颗粒杂质;
活性炭吸附:吸附有机物、余氯及异味;
阻垢剂加药:通过投加有机膦酸盐等药剂,防止钙镁碳酸盐/硫酸盐在膜表面结垢;
保安过滤(精密过滤):采用5μm滤芯,拦截残留的微小颗粒,保护RO膜免受机械损伤。
2.
反渗透主机:是设备的核心单元,主要由高压泵、膜组件、压力容器及仪表控制系统组成。
高压泵:提供反渗透所需的高压(通常6-8MPa),驱动水分子穿透膜层;
膜组件:采用卷式复合膜(聚酰胺材质),每支膜元件由上千根中空纤维或平板膜卷制而成,装填于压力容器内(单支容器可装4-6支膜元件);
仪表控制:通过在线电导率仪、压力传感器、流量计等实时监测产水水质、膜前/膜后压力及产水量,配合PLC控制系统自动调节运行参数(如高压泵频率、阻垢剂加药量),确保系统稳定。
3.
后处理系统:RO产水虽已高度净化,但仍需根据锅炉要求进一步调整水质。常见后处理包括:
加氨/加联氨:调节pH至8.5-9.5,防止锅炉管道酸性腐蚀;
树脂交换(可选):若需更高纯度(如超临界机组),可通过混床离子交换进一步除盐,将电阻率提升至18MΩ·cm以上。
三、运行特点与应用价值
相比传统离子交换法(需频繁再生酸碱,产生废水),电厂反渗透设备具备显著优势:
高效节能:脱盐能耗仅为离子交换法的1/3-1/2,且无需酸碱再生,降低运行成本;
自动化程度高:通过PLC+DCS系统实现全自动运行,减少人工干预;
产水稳定:对原水水质波动(如浊度、硬度变化)适应性强,保障锅炉补给水长期稳定;
环保友好:浓水(约占原水25%-30%)可通过回收系统(如浓水反渗透)二次利用,大幅降低废水排放。
在火电厂中,反渗透设备承担了约70%-80%的脱盐任务,其产水直接用于锅炉补给水,有效防止锅炉结垢(结垢1mm可使煤耗增加10%-20%)、腐蚀及蒸汽品质恶化,是保障机组高效、安全运行的“隐形守护者”。随着环保政策趋严(如《工业废水循环利用实施方案》要求电厂水重复利用率≥95%),反渗透技术将在电厂节水减排中发挥更关键作用。