GBT50619-2010 火力发电厂海水淡化工程设计规范

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  • 在压力驱动下,溶液侧的溶剂透过高分子薄膜达到溶剂与溶 离目的的分离过程。用于海水脱盐的反渗透称为海水反渗透(SW

    salt rejection ratic

    表示脱除进水含盐量的能力,为反渗透单元设备进水和 含盐量的差值与进水含盐量的百分比空调标准规范范本

    由堵塞0.45um微孔滤膜的速率计算得出表征水中细微悬浮 物含量的指数,简称 SDI。

    表征反渗透膜受污染后性能衰减趋势的系数。

    fouling factor

    energy recovery

    把反渗透浓水的压力能转化为进水的压力能,以降低反渗透 能耗的过程,

    device mixing ratio

    反渗透进水经过正位移式能量回收装置时,与浓盐水发生掺 混,掺混的浓盐水量与掺混后的进水量的百分比

    2. 0.11 水回收率

    产水量与进水总量的百分比。

    2. 0. 12 产水率

    recovery ratio

    producing water rati

    扣除自用水量后的净产水量与进水量的百分比

    水质量和加热蒸汽质量的比值

    预热过的水进人减压室,导致水的沸点迅速下降而产生 的物理过程,

    多级闪蒸海水淡化装置中,不同温度下将给水分离成淡水和 水的蒸发凝结单元;在反渗透法海水淡化装置中,给水每流经 泵和膜组件组成的一个单元为一级:

    multistage flash distillation

    2.0.17 热回收段

    heat reject sect

    盐水再循环式多级闪蒸装置中,用新鲜海水冷却 2. 0.19盐水最高温度 top brine temperature

    top brine temperature

    蒸馏法海水淡化设备中盐水工作的最高温度。对于多级闪蒸 工艺指的是盐水加热器中的最高盐水温度,对于低温多效工艺指 的是第一效中的最高盐水温度。

    多效蒸发器中不同温度下单一的蒸发凝结淡化制水单元 多效制水设备效的数量称为多效蒸馏海水淡化设备的效数

    multiple effect distillatior

    由多个蒸发效串联组成,蒸汽在传热管一侧冷凝生成淡水,同 时放出的热使传热管另一侧的海水蒸发生成蒸汽,并进人下一效 作为加热蒸汽对海水进行加热蒸发产生淡水的方法。

    原料海水的最高蒸发温度一般低于70℃的多效蒸馏海水淡化 技术。其特征是将一系列的水平管降膜蒸发器或垂直管降膜蒸发 器串联起来并被分成若干效组,用一定量的蒸汽输人通过多次的蒸 发和冷凝,从而得到多倍于加热蒸汽量的蒸馏水的海水淡化技术。

    2.0.23蒸汽热压缩

    蒸馏装置末端用于冷凝二次蒸

    海水淡化装置出口淡水。

    3.0.1海水淡化系统设计时应了解取排水海域海水水质特点、变 化规律,以及周边海洋环境要求。

    ,0.2设计前应取得以下资料

    1潮汐资料包括当地海域近5年的最高潮位、最低潮位和出 现的时间数据,以及最近1年各月和最高、最低及潮间潮位时的海 水盐度、悬浮物、化学需氧量(COD)、油含量等数据; 2水温资料包括取水口最近1年各月海水的温度监测数据: 3海水水质全分析资料至少应含最近1年各季水质全分析 数据,包括含沙量和颗粒粒径分布。海水水质分析报告格式应符 合本规范表A的规定。 3.0.3海水淡化水源的设计水质应根据取水海域水质资料和预 期水质变化趋势综合确定。 3.0.4海水淡化水源的设计水温应根据淡化系统的来水温度和 淡化工艺要求确定,并按最低和最高水温进行校核。 3.0.5海水淡化系统的水源,应根据淡化工艺的要求、机组冷却 水系统的供水方式以及冷热季的水温状况,并综合考虑近、远期工 程的取水方案等因素,按下列原则确定: 1对于蒸馏法海水淡化工艺,当电厂冷却水系统为海水直流 供水时,其原料水及冷却用水均可采用原海水。当预处理系统要 求提高水温时可采用电厂冷却水系统排水。当电厂冷却水系统为 海水循环供水时,其原料水宜采用原海水; 2对于反渗透法海水淡化工艺,当电厂冷却水系统为海水直 流供水时,其水源宜根据海水水温采用原海水或排水。当电厂冷 却水系统为海水循环供水时,其水源宜采用原海水。当水温低于

    淡化工艺要求时,应有提高水温的措施

    3.0.6海水淡化系统的取水方式设计应符合下列规定

    1当直接取用原海水时,应全面考虑泥沙、冰凌、风浪、海生 物、赤潮及其他海洋水文条件的影响,宜采用地表取水方式,包括 岸边取水、引潮沟和管涵取水等。当地质条件许可,经技术经济比 较后可采用岸边打井的取水方式; 2当取自电厂直流供水系统供水时,可在供水管道上直接弓 管;当取自其排水时,其取水点在不破坏虹吸的情况下宜设于虹吸 井堰前,自流或升压供水; 3当取自电厂循环供水系统时,可在循环水管道上直接引管。 3.0.7海水淡化系统的取水设施应根据淡化工艺的要求、机组的 供水方式,在充分利用电厂冷却水系统设计裕度的基础上确定,并 应符合下列规定: 1取水设施宜与电广冷却水或补充水系统的取水设施统 设计、合并设置。当取水容量和供水方式与电厂冷却水系统设计 不匹配时,取水设施可单独设置; 2对于海水直流供水系统的电厂,单独设置的海水淡化取水 泵宜设置在取水泵房内,并配置备用泵。海水淡化取水泵吸水装 置设于取水泵流道内,或单独设置流道取水; 3对于海水循环供水系统的电厂,淡化水泵宜与电广补充水 泵统一配置选型,并应配置备用泵,宜采用统一的流道净水设施。 3.0.8海水淡化系统达到规划容量时,淡化用海水输送管道不应 少于2条。当其中1条停用时,其余管道应能通过最大用水量的 75%。 3.0.9海水淡化系统的浓海水排放方式应根据工程的具体情况 确定,有条件时宜综合利用。当直接排至海域时,应满足排放海域 的环保要求。 3.0.10海水淡化取排水系统的设计应符合现行行业标准《火力发

    .0.9海水淡化系统的浓海水排放方式应根据工程的具体 角定,有条件时宜综合利用。当直接排至海域时,应满足排放 的环保要求。

    电厂水工设计规范》DL/T5339的有关规定和核电站的设计要

    4.1.2当原海水悬浮性固体和泥沙含量超过所选用澄清器(池) 的进水要求时,宜设置预沉池。 4.1.3反渗透法海水淡化系统的预处理应根据海水水质和系统 规模等因素确定采用混凝、澄清、介质过滤或超(微)滤工艺。典型 的工艺包括: 1海水→混凝、澄清→多介质过滤→细砂过滤;, 2海水→混凝、澄清→介质过滤一→超(微)滤; 3海水一→混凝、澄清一→超(微)滤: 4海水一→多介质过滤一→细砂过滤; 5海水一→超(微)滤。 4.1.4蒸馏法海水淡化系统的预处理工艺应根据海水水质及淡 化工艺确定,并应符合下列规定: 1多级闪蒸淡化工艺可仅设置加酸脱气装置; 2多效蒸馏淡化工艺的预处理装置应根据蒸馏装置对进水 水质的要求设置,可采用混凝、澄清工艺。 4.1.5超(微)滤装置进水宜按表 4.1.5的规定确定。

    4.1.5超(微)滤装置进水宜按表 4.1.5的规定确定。

    表4.1.5超(微)滤装置的进水要求

    4.1.6预处理系统的设计应符合现行国家标准《室外给水设计规 范》GB50013和现行行业标准《火力发电厂化学设计技术规程》 DL/T5068的有关规定。

    1澄清系统宜选用具有混凝功能的澄清(沉淀)池,具体型式 应根据海水水质、处理水量、后续装置的进水水质要求等,并结合 当地条件选用; 2澄清(沉淀)池不宜少于2台。当有1台设备检修时,其余 没备应满足系统正常供水要求; 3澄清(沉淀)系统应配备混凝剂、助凝剂、杀菌剂、酸、碱等 化学药品的储存及计量装置。药品种类及加药量应根据海水水 质、试验结果或参照相似条件的运行经验确定。 4.2.2介质过滤系统的设计应符合下列规定: 1介质过滤设备的型式应根据进水水质,并结合工程特点确 定; 2介质过滤设备的出水浊度应满足后续设备的进水水质要

    ,1介质过滤设备的型式应根据进水水质,并结合工程特点确 定; 2介质过滤设备的出水浊度应满足后续设备的进水水质要 求; 3介质过滤设备不应少于2台(格)。当有1台(格)检修时, 其余设备应满足系统正常供水要求; 4当介质过滤设备的后续系统对其进水流量稳定性有要求 时,宜设置专用反洗设施:

    5介质过滤设备的反洗水源宜采用过滤设备的产水。

    4.2.3超(微)滤系统的设计应符合下列规定:

    1超(微)滤装置的设计应根据进水水质、处理水量和后续淡 化装置进水水质要求,选择膜组件型式、膜材质和装置的运行方 式; 2超(微)滤系统可由超(微)滤给水泵、保安过滤器、超(微) 滤膜组件、监测仪表、反洗装置、化学清洗装置、加药装置等组成; 3超(微)滤膜组件套数不宜少于2套; 4压力式超(微)滤系统的保安过滤器应能实现自动清洗,过 滤精度应满足超(微)滤膜组件的进水要求; 5压力式超(微)滤给水泵、保安过滤器、超(微)滤膜组件等 宜采用母管制连接。当套数少于3套时,其进水泵、保安过滤器 膜组件等也可按单元制设置;浸没式超(微)滤系统的产水泵与超 (微)滤膜组件应按单元制连接; 6超(微)滤系统的出水水质和产水率应根据进水水质、超 (微)滤膜特性确定,主要设计参数宜符合表4.2.3的规定:

    7超(微)滤系统的加药品种、加药量及加药点、化学清洗 择应根据进水水质、膜污染物成分、膜组件型式及膜材质等国 定,

    1澄清(沉淀)设备的出力应根据设备型式和设计水温 核算,必要时可进行试验或参考类似厂的运行经验确定;

    2对于低浊或水质不稳定的海水,澄清设备应设置泥渣回流 系统。

    介质过滤设备的滤料级配和反洗

    注:1表中所列为反洗水温20℃的数据,水温每增减1℃,反洗强度相应增减 1%;;

    1压力式超(微)滤装置的进水应能自动调节,宜采用变频控 制的给水泵或调节阀。浸没式超(微)滤装置的产水泵应具备变频 功能; 2超(微)滤膜组件应配置化学清洗装置及专用反洗水泵。 反洗水宜采用超(微)滤装置产水,化学清洗水宜采用淡水; 3超(微)滤膜装置应具有膜元件完整性检测功能; 4超(微)滤膜元件的型号和数量应根据膜通量的衰减率及 水温确定。

    4.3.4水箱(池)水泵的设计应符合下列规

    0.5h~1h的用水量; 2每一类水箱(池)不宜少于2台,当有1台水箱(池)检修 时,其余设备应满足系统正常供水要求; 3当水泵的布置位置高于水池最低水位时,每台泵应有单独 的吸水管; 4.当多台水泵接自同一水箱时,不同用途的泵应分别设置吸 水管;:~ 57 母管制系统设置的水泵应配备用泵

    4.4.1混凝、澄清(沉淀)设备、过滤设备宜布置在室外,寒冷地区 宜布置在室内。 4.4.2.澄清池(器)布置在室外时,根据地域条件,顶部可设置顶 棚或顶盖。

    4.4.3相邻澄清设备的顶部宜有连接通道,并应设置防护栏杆。 虑池宜设检修爬梯,顶部应设防护栏杆。水箱(池)顶部应设防护 栏。

    4.4.4超(微)滤装置应布置在室内,并留出更换膜的空间。

    4..4.5浸没式超(微)滤膜组件宜布置在单独的房间内,设置检修 用起吊设施,并留出膜组件检修场地。室内应设置通风设施。 4.4.6浸没式超(微)滤膜池顶部应设置检修通道和活动盖板。 4.4.7用于多级闪蒸淡化装置的加酸脱气塔宜布置在室外,并应

    5.1.1海水反渗透装置宜选择卷式复合膜。卷式聚酰胺复合膜 的进水宜符合表5.1.1的规定

    表5.1.1聚酰胺复合膜海水反渗透装置的进水要求

    注:进水要求是指保安过滤器的人口要

    在:进水安求指保安过滤器的大口要求, 5.1.2海水反渗透装置的设计进水水温不宜低于10℃,7 过40℃。

    5.1.2海水反渗透装置的设计进水水温不宜低于10℃,不应超 过40℃。 5.1.37 海水反渗透装置的脱盐率宜符合下列规定: 1 运行1年内不低于99.5%(20℃); 2运行3年内不低于99.0%(20℃)。 5.1.4海水反渗透装置的脱盐率应按下式进行计算

    5.1.3海水反渗透装置的脱盐率宜符合下列规定: 1运行1年内不低于99.5%(20℃); 2运行3年内不低于99.0%(20℃)。 5.1.4海水反渗透装置的脱盐率应按下式进行计算:

    式中:R一脱盐率(%); Cp——产水含盐量(mg/L); Ci—海水含盐量(mg/L)。

    5.1.5.海水反渗透装置的水回收率应根据进水水质、预处理工 艺、膜元件特性、工程投资等因素确定,宜控制在35%~55%以 内。水回收率应按下式进行计算:

    式中:Y 水回收率(%); Q——产水流量(m/h); 一进水流量(m/h)

    5.1.6在出水水质满足要求的情况下,应选择低能耗反渗透膜。 5.1.7反渗透法海水淡化系统的设计应符合现行行业标准《火力 发电厂化学设计技术规程》DL/T5068的有关规定。

    5.1.6在出水水质满足要求的情况下,应选择低能耗反渗透膜。

    5.2.1海水反渗透系统可由保安过滤器、高压泵、能量回收装置 反渗透膜组件、冲洗系统、化学清洗系统、加药系统、监测仪表和电 气控制系统等组成。

    渗透膜组件、冲洗系统、化学清洗系统、加药系统、监测仪表和电 气控制系统等组成。 5.2.2反渗透系统的保安过滤器、高压泵、能量回收装置、反渗透 膜组件等宜按单元制连接。 5.2.3反渗透装置宜按连续运行设计。 5.2.4反渗透装置不宜少于2套。当有1套设备清洗或检修时, 其余设备的出力应能满足正常供水的要求。 5.2.5反渗透装置应采取不合格进水、不合格产水排放措施。 5.2.6反渗透装置进水和浓水管路应设置化学清洗和冲洗接口, 且应设置停运时自动冲洗的进水阀、排放阀,并与高压泵连锁。冲 洗水应采用反渗透装置产水。

    2.7反渗透的高压泵应采取进水低压保护和出水高压保报

    5.2.8反渗透装置产水管应设置压力释放安全装置。

    高压泵、能量回收装置的噪声指标应符合现行国家标准 企业噪声控制设计规范》GBJ87的有关规定。

    5.3.1高压泵人口应设置保安过滤器,过滤精度宜为5um。滤 芯应便于快速更换

    3.2海水淡化系统的高压泵宜选择离心泵,并宜采用变频

    5.3.3能量回收装置的设计应符合下列规定

    1.能量回收装置可采用透平式或正位移式等形式,选择时应 综合考虑能量成本、装置规模、投资和运行费用以及能量回收效率 等因素,经比较确定; 2采用正位移式能量回收装置的海水反渗透系统应设置变 频控制的增压泵;

    1膜元件应根据进水水质、水温、产水量、水回收率等通过计 算优化确定。当对产品水的硼含量有要求时,应采取脱硼措施; 2反渗透膜的主要设计参数应根据海水水质、预处理方式确 定。对于复合膜其产水通量宜为12L/(m·h)~17L/(m·h) 污堵因子宜为0.70~0.85; 3反渗透膜元件的承压壳体应选用玻璃钢或其他耐海水腐 蚀的压力容器,其最高允许压力应与所选膜元件最高允许压力 致; 4每个压力容器宜按内装6支~8支膜元件设计选型; 5反渗透装置宜按一级一段式设计; 6反渗透装置产水静背压不得超过规定值,浓水排放管的布 置应保证系统停用时最高一层膜组件不会被排空

    5.3.5冲洗系统包括冲洗水泵及相应的管路。冲洗水泵流量不

    3.5冲洗系统包括冲洗水泵及相应的管路。冲洗水泵流量 小于单套反渗透装置的产水流量,冲洗水压力宜为0.2MP: 4MPa

    5.3.6 化学洗清系统的设计应符

    1反渗透系统应配套设置固定的清洗装置; 2清洗系统可由清洗水箱、加热(或冷却)装置、清洗水泵、 5um保安过滤器以及阀门、管道、仪表等附件组成; 3清洗水箱应防腐,其容积根据单套装置的压力容器规格、 数量、清洗回路的管道和保安过滤器等的容积确定; 4清洗水泵的流量应保证压力容器的清洗水量要求,清洗水 压力宜为0.3MPa~0.5MPa; 5清洗液温度宜为25℃~35℃,最高不应超过 40℃。

    5.4.1 反渗透装置应布置在室内,并应预留膜元件更换空间。 5.4.2 压力容器端头正对主要通道时,宜设置安全防护网。 5.4.3 高压泵、能量回收装置宜尽量靠近膜组件布置。 5. 4. 4 海水淡化车间宜设置高压泵检修起吊设施。

    6.1..3多级闪蒸装置的级数、低温多效装置的效数造水

    蒸馏法海水淡化装置的造水比宜符合下列规定: 1贯流式多级闪蒸装置的造水比宜为2~8; 2盐水再循环式多级闪蒸装置的造水比宜为4~12; 3低温多效蒸馏装置的造水比宜为3~7; 4带热压缩的低温多效蒸馏装置的造水比宜为6~15。 6.1.4低温多效蒸馏海水淡化装置的进水水质应满足设备进水 要求,或按表6.1.4的规定确定

    表6.1.4低温多效蒸馏海水淡化装置的进水水质要求

    6.1.5蒸馏法海水淡化装置的盐水最高温度应根据CaSO4的溶 解度特性确定。

    6.1.7多级闪蒸海水淡化装置的负荷变化范围宜为80%~ 110%;低温多效蒸馏海水淡化装置的负荷变化范围宜为50%~ 110%。负荷调节范围设计值应根据海水淡化制水要求、设备及外 部条件确定。 6.1.8蒸馏法海水淡化装置的产水量计算时应扣除加热蒸汽的

    6.1.8蒸馏法海水淡化装置的产水量计算时应扣除加热 凝结水量。

    6.1.9蒸馏法海水淡化装置的产水水温应满足后续用户的要求。 6.1.10核电站二回路的蒸汽不应直接作为蒸馏法海水淡化装置 的热源,

    6.1.9蒸馏法海水淡化装置的产水水温应满足后续用户的要求。

    6.2.1加热蒸汽宜采用低参数的蒸汽,设计时应根据热力系统可 以提供的蒸汽流量、参数和淡化装置对蒸汽的温度、压力要求,并 结合厂区蒸汽输送管道设计等因素,综合比较后确定。 6.2.2蒸馏法海水淡化装置应根据盐水最高温度确定最低加热 荣汽参数并宜符合下列规定

    以提供的蒸汽流量、参数和淡化装置对蒸汽的温度、压力要求,并

    1多级闪蒸装置最低蒸汽压力宜为0.15MPa(a)~0.30 MPa(a) ; 2低温多效蒸馏装置最低蒸汽压力宜为0.025MPa(a)~ 0.032MPa(a); 3带热压缩的低温多效蒸馏装置的压缩汽源压力宜为0.20 MPa(a)~0.50MPa(a)。 6.2.3对于射汽真空系统,当加热蒸汽压力较低,不能满足真空 设备对蒸汽压力的要求时,可另设置供汽系统。 6.2.4蒸馏法海水淡化系统汽源的供应方式宜按以下原则设计:

    2.4蒸馏法海水淡化系统汽源的供应方式宜按以下原则设

    1无备用淡水水源时,海水淡化系统可设置并列双母管 双母管或其他类似功能的供汽系统,系统的最低供汽量应 水淡化站最低制水量时的蒸汽需求量要求,同时供汽汽源 用多台机组并列供汽方式。当电厂设置启动锅炉时,可将启

    / 2有备用淡水水源的海水淡化系统可设置单母管供汽系统; 3根据工程具体情况也可采用其他适用的供汽系统方案。 6.2.5多级闪蒸系统的设计应符合下列规定: 1多级闪蒸海水淡化装置可包括闪蒸蒸发器本体、海水过滤 器、盐水加热器、除气设备、去除不凝气体的抽真空设备、胶球清洗 设备、加药设备、酸洗设备等; 2多级闪蒸系统应进行原料海水加酸、除气、防垢、消泡处 理,并加还原剂除去氧和余氯; 3多级闪蒸蒸发器的真空系统宜采用多级蒸汽喷射式抽气 器; 4多级闪蒸系统应设置停运时的淡水冲洗系统; 5多级闪蒸海水淡化装置的加热蒸汽凝结水宜单独回收。 6.2.6多效蒸馏海水淡化系统的设计应符合下列规定: 1多效蒸馏海水淡化装置可包括海水过滤器、蒸发器、凝汽 器、蒸汽压缩喷射器、抽真空设备、海水预热器、冷凝水和产水冷却 器、加药设备等; 2对于采用有铝制部件的蒸馏装置,应在物料水管路上设置 去除铜、镍、汞等金属离子的装置; 3真空系统宜采用多级蒸汽喷射式抽真空设备,启动抽汽系 统容量宜在40min~60min内达到蒸发器启动条件,正常运行射 汽抽气器宜按2级~3级喷射器设置; 4多效蒸馏系统应设置停运时的淡水冲洗装置; 5加热蒸汽凝结水可能含有对用户有害的化学成分时,应单 独回收。 6.2.7蒸馏法海水淡化装置进口宜设置过滤器,其过滤精度根据 蒸发器要求确定。 6.2.8蒸馏法海水淡化装置应设置酸洗系统。酸洗系统可采用 用定术求致动术没发

    6.2.8蒸馏法海水淡化装置应设置酸洗系统。酸洗系

    6.2.9蒸馏法海水淡化装置应有蒸汽中断时的真空保护系统。

    水利常用表格6.2.10蒸馏法海水淡化装置应设有加热蒸汽超压保护和超压排 放装置。保护动作时间应保证加热设备不超过设备的设计压力 排放装置应保证蒸汽最大进汽量下加热设备不超过设计压力。 6.2.11高温管道设计应计算管道热膨胀造成的应力及对外推

    2.12产水和加热蒸汽凝结水管路应设置不合格水排放管 宜回收利用

    2.13蒸发器本体及管道的保温油漆设计应符合现行行业

    《火力发电厂保温油漆设计规程》DL/T5072的有关规定

    6.3.1蒸馏法海水淡化装置可不设备用,但不宜少于2套。 6.3.2蒸馏法海水淡化装置进口过滤器应按处理100%海水量 设计,可不设备用。原料水和冷却水分开的供水系统宜按供水要 求分别设置过滤器。

    6.3.1蒸馏法海水淡化装置可不设备用电子标准,但不宜少于2套。

    ....
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