平海电厂超滤系统运行与优化研究

平海电厂超滤系统运行与优化研究

郑小钢 1 梁玉玲 2

1 、 广东惠州平海发电厂有限公司 ,广东 惠州 516363； 2 、 广东惠州平海发电厂有限公司 ,广东 惠州 516363

摘要：介绍了平海发电厂超滤系统的特点，系统投产运行十年来的主要运行情况。针对超滤系统运行中出现的微生物滋生、反洗流量不足、反洗进气流量计进水、产水量低、跨膜压差上涨快、周期制水量低、阀门卡涩、程序卡住等问题，所采取的一系列措施，为后续反渗透处理装置的安全运行提供保障。

关键词:超滤；运行；措施；优化

Operation and optimization of Ultrafiltration system

in Pinghai Power Plant

Xiaogang Zheng 1, Yuling Liang 2

(1. Guangdong Huizhou Pinghai Power Station Co., Ltd., Huizhou 516363; 2. Guangdong Huizhou Pinghai Power Station Co., Ltd., Huizhou 516363, Guangdong Province)

ABSTRACT: The characteristics of the ultrafiltration system in Pinghai Power Plant and the main operation of the system in the past ten years are introduced. Aiming at the problems of microorganism breeding, insufficient backwashing flow, backwashing inflow flowmeter inflow, low water production, rapid rise of transmembrane pressure difference, low periodic water production, valve jamming and program jamming in the operation of UF system, a series of measures were taken to ensure the safe operation of subsequent reverse osmosis treatment devices.

Key words: Ultrafiltration；Operation；Measures；Optimization

前 言：

超滤作为反渗透系统的预处理，以微孔高分子滤膜为过滤介质，过滤精度在0.1-0.001um之间，除去了海水中的悬浮物、胶体、细菌及病毒等微粒，为反渗透装置的稳定运行提供保障。超滤系统的运行水平，直接关系着后续水处理系统的运行稳定情况。

1 系统概况

平海发电公司一期2×1000MW超超临界燃煤机组选用海水作为水源，选用海水反渗透技术，向全厂提供生产用水和消防、生活用水。海水淡化系统主流程为：海水提升泵-预处理沉淀池-超滤-一级反渗透-二级反渗透。

本套超滤系统设有8套超滤装置，选用了日本旭化成公司生产的UNA-620A中空纤维膜。膜材质为聚偏氟乙烯，膜通量60L/m².h，每套装置配有84支膜元件，额定出力为250m³/h，共672 支膜组件，总装置产水量达到了2000m³/h。整套超滤装置产水水质良好，浊度0.2NTU，SDI＜3。对反渗透系统起到了很好的保护效果，大大降低了后续处理过程的运行成本，延长了离子交换系统的运行周期，提高了水处理整体系统的运行稳定性、经济性，切实做到了节能降耗。

图1：超滤系统

超滤运行中主要进行两个过程：运行、反洗（反洗+正洗）。

超滤系统包括3台超滤升压泵、3台超滤保安过滤器、8套超滤装置、2套超滤反洗设备和1套超滤清洗装置。

（1）超滤升压泵为2用1备，其运行采用恒压变频控制，控制信号取自泵出口母管的压力变送器。

（2）超滤保安过滤器为2用1备，采用双相不锈钢网式过滤器，全自动自清洗运行，当保安过滤器进出口压差达到0.05MPa时，将进行自动清洗。

（3）超滤装置按2组设计，每组4套。采用外压式超滤膜，为减少超滤膜的污堵，超滤装置采用错流过滤的运行方式，错流循环水量按产水流量的15％控制，超滤浓水送回清水池。超滤装置采用恒流量运行的控制方式，超滤进口调节阀开度由产水流量信号控制。超滤装置设置有进口超压和跨膜压差超限保护。

（4）超滤反洗系统共2个系列，每个系列包括1台超滤反洗水泵和1台超滤反洗保安过滤器。每列超滤反洗系统负担1组（4套）超滤装置的反洗，并可互为备用。超滤装置根据时间程序进行定期反洗（根据进水条件设定，一般为30min），反洗采用水气混洗（加次氯酸钠）的方式，反洗水用超滤产水。超滤装置反洗程序包括加药水反洗＋压缩空气擦洗、正冲洗两个步骤。反洗水流量按630m3/h设计，压缩空气流量按7Nm3/min设计，次氯酸钠加药量根据超滤膜污染程度按1-5mg/L控制，正冲洗按进水流量50%控制，整个反洗过程自动完成。超滤反洗水泵采用恒流量变频控制，控制信号取自反洗水泵出口的流量变送器。超滤反洗保安过滤器采用叠片式过滤器，人工清洗。

图2：超滤清洗系统流程

（5）超滤装置清洗系统

当超滤装置运行一段时间后，进水中的污染物质会逐渐积累，造成进水中的污堵。这些物质往往不能通过正常的反洗去除，需要进行化学清洗，才能恢复进水中的性能。超滤装置清洗系统由1 台超滤清洗水箱、1 台超滤清洗水泵、1 台精度为100μm 的超滤清洗过滤器和1 台外置电加热器组成。当超滤装置进水压差比设定值高出0.1-0.2MPa 时进行化学清洗。化学清洗按人工操作设计。

2 运行制水量及清洗周期

表1：清洗次数和周期水量（近三年清洗数据统计）

表2：清洗前后平均产水量和平均压差（近三年清洗数据统计）

从上表可以看出，近两年超滤运行平均周期制水量43174吨，平均每月进行一次化学清洗，清洗后膜的性能均能得到较好的恢复，整体运行水平还是不错的。

3 运行中常见故障及处理措施

3.1微生物滋生

运行中曾发现超滤膜组滋生微生物，主要原因是进水次氯酸钠加药量不足，余氯控制较低。随着季节变化，特别是春季、天气转暖，海水微生物开始快速滋生，需要提高预处理次氯酸钠的加药量，防止微生物在超滤膜内滋生。

3.2反洗流量不足

随着运行时长增加，超滤膜跨膜压差增大，反洗流量下降，需要及时进行化学清洗。另外，需要关注超滤反洗保安过滤器压差，压差高时，及时对反洗保安过滤器进行人工清洗。反洗流量不足将加速递减膜通量恢复、降低物理清洗效率、使化学清洗更加频繁，增加膜损耗、缩短使用寿命。

3.3

反洗进气流量计进水

超滤反洗进气气动阀内漏，导致反洗时，水进入到进气管内，影响反洗效果。对内漏的阀门要及时排查检修。反洗进气管进水，将导致反洗进气压力不足，影响气水混合反洗的效果，影响膜使用寿命。

3.4产水量低

升压泵压力不足、超滤膜污堵，反洗已不能使恢复产水量，需要及时进行化学清洗，并保证清洗效果。

3.5跨膜压差上涨快

进水水质不良，需要做好前级预处理沉淀池的混凝沉降工作，确保进入超滤膜的水质合格（浊度≤5 NTU、COD≤5 mg/L。）

3.6阀门卡涩

对于经常不操作的阀门，比如清洗入口、清洗出口阀门等，经常容易出现卡涩，打不开，或打开时间过长的，要经常性对阀门进行活动。

3.7程序卡住

程序卡住往往是因为阀门卡住引起，平时要多检查运行中的超滤是否能正常进行“运行-反洗-正洗”的程序切换，否则要及时排查具体原因。防止因程序卡住，导致超滤不能进行反洗程序，加速膜组的污堵过程。

3.8 超滤保安过滤器频繁反洗

运行中，超滤保安过滤器压差高，频繁进行自动反洗。主要原因是过滤器内部有部分杂物堵塞，反洗不能冲掉，此时需要进行人工清理杂物。超滤保安过滤器进出口压差达到预设值（0.05MPa）时，进行自动清洗。平时日常巡检过程中，也可对超滤保安过滤器进行人工强制反洗。

3.9 清洗效果差

影响超滤清洗效果的因素是多方面的，主要有：清洗工艺、清洗药剂的选择，清洗液温度、清洗液流量的控制，碱洗和酸洗的pH及循环清洗时间的控制、杀菌剂用量及冲洗，清洗后系统的反冲洗等。清洗过程控制是保证清洗效果的前提条件，对每一个阶段需严格把关、确保清洗效果。

4 运行优化

超滤运行周期的长短，与运行人员的操作水平和责任心是分不开的。经过这十来年的运行经验摸索，总结以下几条运行经验：

（1）考虑季节因素，控制杀菌剂药量。进入春季，天气快速转暖，海生物滋生加快，需将余氯控制指标提高，清水池控制1-1.5mg/L。并加强沉淀池、清水池、超滤水池的定期清理及杀菌工作。

（2）避免单套超滤长时间连续运行，连续运行过程中的反冲洗对超滤膜膜通量的恢复帮助有限。建议运行过程采取最少套数、间歇运行方式，定期每天切换。

（3）运行中的反洗要保证反洗水量充足、反洗进气压力合适，不能过低，否则反洗效果差，不能恢复膜通量。

（4）日常保养：避免超滤膜长期停运，停运中的超滤膜要用产水对其进行反洗保养，最好每天都进行一次切换运行。

（5）及时进行化学清洗。对超滤膜产水下降、跨膜压差升高，反洗已难以恢复通量的，要及时进行化学清洗。

（6）化学清洗严格控制清洗步骤，保证清洗效果。

我厂超滤系统运行十年来，运行稳定、产水水质良好，对反渗透起到了很好的保护效果，大大降低了后续处理过程的运行成本，延长了反渗透和离子交换系统的运行周期，提高了我厂水处理整体系统的运行稳定性、经济性。

参考文献

1、周柏青《全膜水处理技术》中国电力出版社2006.4

2、冯敏《现代水处理技术》化学工业出版社2006.5

3、旭化成膜组件MICROZA UNA-620A 使用说明书 2011.3

4、广东惠州平海发电厂有限公司《1000MW超超临界压力燃煤发电机组化环运行规程》 2018.12

〔作者简介〕：郑小钢（1985-），男，浙江人，热能动力工程师，主要是从事电厂化学与环保生产工作。