超超临界火力发电厂锅炉补给水处理系统反渗透技术研究

超超临界火力发电厂锅炉补给水处理系统反渗透技术研究

杨强 

大唐蒲城发电有限责任公司

摘要：本文深入研究了超超临界火力发电厂锅炉补给水处理系统中的反渗透技术。首先介绍了超超临界火力发电厂的特点以及对锅炉补给水的严格要求，阐述了反渗透技术的原理和优势。接着详细分析了反渗透技术在超超临界火力发电厂锅炉补给水处理系统中的应用，包括预处理、反渗透膜的选择与维护、系统运行参数的优化等方面。通过实际案例分析，展示了反渗透技术在提高水质、降低运行成本和减少环境污染等方面的显著效果。最后，对反渗透技术在超超临界火力发电厂中的未来发展趋势进行了展望。

关键词：超超临界火力发电厂；锅炉补给；水处理系统；反渗透技术

随着全球能源需求的不断增长和环境保护意识的日益提高，超超临界火力发电技术以其高效、节能、环保的特点，成为了现代电力工业的重要发展方向。超超临界火力发电厂对锅炉补给水的质量要求极高，而反渗透技术作为一种先进的水处理技术，在超超临界火力发电厂锅炉补给水处理系统中发挥着至关重要的作用。

一、超超临界火力发电厂概述

（一）超超临界火力发电厂的特点

超超临界火力发电厂是指蒸汽压力和温度超过临界值的火力发电厂。与传统的亚临界和超临界火力发电厂相比，超超临界火力发电厂具有更高的发电效率、更低的煤耗和更少的污染物排放。然而，超超临界火力发电厂对锅炉补给水的质量要求也更加严格，因为水中的杂质和污染物可能会对锅炉的安全运行和使用寿命产生严重影响。

（二）超超临界火力发电厂对锅炉补给水的要求

超超临界火力发电厂的锅炉补给水必须具有极高的纯度，以确保锅炉的安全运行和高效发电。具体要求包括：低含盐量：水中的含盐量应尽可能低，以防止在锅炉内形成水垢和腐蚀。低硬度：水中的硬度应尽可能低，以防止在锅炉内形成水垢。低硅含量：水中的硅含量应尽可能低，以防止在锅炉内形成硅垢。低有机物含量：水中的有机物含量应尽可能低，以防止在锅炉内形成有机物垢和影响蒸汽品质。

二、反渗透技术的原理与优势

（一）反渗透技术的原理

反渗透是一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离技术。在反渗透过程中，水在压力的作用下通过半透膜，而水中的溶解盐、有机物、胶体等杂质被半透膜截留，从而实现水的净化。

（二）反渗透技术的优势

高效除盐：反渗透技术能够有效地去除水中的各种溶解盐，使出水的含盐量极低。操作简单：反渗透系统的操作相对简单，自动化程度高，运行维护方便。占地面积小：反渗透系统的设备紧凑，占地面积小，适合在空间有限的超超临界火力发电厂中使用。环保节能：反渗透技术不需要使用化学药剂，不会产生二次污染，同时也能够节约能源。

三、反渗透技术在超超临界火力发电厂锅炉补给水处理系统中的应用

（一）预处理

在反渗透技术应用于超超临界火力发电厂锅炉补给水处理系统之前，需要进行预处理，以去除水中的悬浮物、胶体、有机物等杂质，保护反渗透膜。预处理的方法主要包括：多介质过滤：通过不同粒径的滤料层，去除水中的悬浮物和胶体。活性炭吸附：利用活性炭的吸附作用，去除水中的有机物和余氯。超滤：利用超滤膜的筛分作用，去除水中的大分子有机物、胶体和细菌等杂质。

（二）反渗透膜的选择与维护

反渗透膜的选择：选择合适的反渗透膜是确保反渗透系统性能的关键。在选择反渗透膜时，需要考虑以下因素：（1）膜的性能：包括脱盐率、产水量、耐压性、耐腐蚀性等。（2）水质特点：根据原水的水质特点，选择适合的反渗透膜。（3）成本因素：考虑反渗透膜的价格、使用寿命和维护成本等因素。反渗透膜的维护：为了延长反渗透膜的使用寿命，需要进行定期的维护和保养。维护的方法主要包括：（1）清洗：定期对反渗透膜进行清洗，去除膜表面的污垢和杂质。（2）消毒：对反渗透系统进行定期消毒，防止细菌滋生。（3）更换：当反渗透膜的性能下降到一定程度时，需要及时更换反渗透膜。

（三）系统运行参数的优化

操作压力：操作压力是影响反渗透系统性能的重要参数之一。在一定范围内，提高操作压力可以增加产水量和脱盐率，但同时也会增加能耗和膜的污染速度。因此，需要根据实际情况选择合适的操作压力。进水温度：进水温度对反渗透系统的性能也有一定的影响。在一定范围内，提高进水温度可以增加产水量，但同时也会降低脱盐率。因此，需要根据实际情况选择合适的进水温度。回收率：回收率是指反渗透系统的产水量与进水量之比。提高回收率可以减少废水排放，但同时也会增加膜的污染速度。因此，需要根据实际情况选择合适的回收率。

四、实际案例分析

（一）案例一：某超超临界火力发电厂锅炉补给水处理系统反渗透技术应用

项目概况：该超超临界火力发电厂装机容量为 2×1000MW，对锅炉补给水的质量要求极高。为了满足锅炉补给水的要求，该电厂采用了反渗透技术作为锅炉补给水处理系统的核心技术。工艺流程：该电厂的锅炉补给水处理系统工艺流程如下：原水→多介质过滤→活性炭吸附→超滤→反渗透→离子交换→除盐水箱→锅炉。运行效果：该电厂的锅炉补给水处理系统自投入运行以来，运行稳定，出水水质良好。反渗透系统的脱盐率达到了 99% 以上，产水量满足了锅炉的补给水需求。同时，该系统的运行成本较低，环保节能效果显著。

（二）案例二：某超超临界火力发电厂锅炉补给水处理系统反渗透技术优化

项目概况：该超超临界火力发电厂装机容量为 2×660MW，原有的锅炉补给水处理系统采用了传统的离子交换技术，存在运行成本高、废水排放量大等问题。为了解决这些问题，该电厂对锅炉补给水处理系统进行了技术改造，采用了反渗透技术与离子交换技术相结合的方式。工艺流程：该电厂的锅炉补给水处理系统工艺流程如下：原水→多介质过滤→活性炭吸附→超滤→反渗透→离子交换→除盐水箱→锅炉。运行效果：该电厂的锅炉补给水处理系统经过技术改造后，运行成本明显降低，废水排放量大减少。反渗透系统的脱盐率达到了 99% 以上，产水量满足了锅炉的补给水需求。同时，该系统的环保节能效果显著，为电厂的可持续发展提供了有力支持。

五、反渗透技术在超超临界火力发电厂中的未来发展趋势

（一）高性能反渗透膜的研发

随着超超临界火力发电厂对锅炉补给水质量要求的不断提高，需要研发出更高性能的反渗透膜，以提高脱盐率、产水量和耐压性等性能指标。

（二）智能化控制系统的应用

随着自动化技术的不断发展，智能化控制系统将在反渗透技术中得到广泛应用。智能化控制系统可以实现对反渗透系统的实时监测和自动控制，提高系统的运行稳定性和可靠性。

（三）与其他水处理技术的结合

反渗透技术可以与其他水处理技术相结合，如超滤、离子交换、电渗析等，以提高水处理系统的性能和效率。

（四）环保节能技术的应用

为了满足环境保护和节能减排的要求，反渗透技术将更加注重环保节能技术的应用，如废水回收利用、能源回收利用等。

结语

反渗透技术作为一种先进的水处理技术，在超超临界火力发电厂锅炉补给水处理系统中具有重要的应用价值。通过预处理、反渗透膜的选择与维护、系统运行参数的优化等措施，可以有效地提高反渗透系统的性能和效率，满足超超临界火力发电厂对锅炉补给水的质量要求。同时，随着高性能反渗透膜的研发、智能化控制系统的应用、与其他水处理技术的结合以及环保节能技术的应用，反渗透技术在超超临界火力发电厂中的应用前景将更加广阔。

参考文献：

[1] 黄浩天.火力发电厂锅炉补给水处理方法对比分析[J].现代工业经济和信息化,2023,13(02):254-255+258.

[2] 刘国栋,刘进海.火力发电厂锅炉补给水处理方法对比分析研究[J].电工技术,2021(16):148-150.

[3] 郭华.火力发电厂锅炉补给水处理系统工艺组合及设备参数确定方法[J].内蒙古电力技术,2018,36(05):43-46.