核電廠海水淡化系統(tǒng)V型濾池改造方案淺析

1、核電廠海水淡化系統(tǒng)V型濾池改造方案淺析摘要：國內(nèi)海水淡化預(yù)處理過濾工藝應(yīng)用比較普遍的是砂濾，但也有部分工程開始使用濾速更高的纖維束濾料。砂濾穩(wěn)定可靠、應(yīng)用廣泛，但纖維束濾料濾速高、占地面積小。文章通過某核電廠V型濾池由纖維束濾料改造為砂濾的方案，闡述了砂濾與纖維束濾料各自的特點(diǎn)，比照了兩種過濾方式的運(yùn)行維護(hù)本錢及改造費(fèi)用。關(guān)鍵詞：核電廠；海水淡化系統(tǒng)；V型濾池；砂濾；纖維束濾料 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A1 概述由于近年來受到淡水資源短缺的制約，目前國內(nèi)啟動(dòng)建立的核電工程均采用海水淡化系統(tǒng)消費(fèi)淡水作為除鹽水處理系統(tǒng)的原水。雖然海水淡化在國內(nèi)應(yīng)用已比較普遍，但在核電工程上的應(yīng)用還處于初級階段，如何在系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2、上保證良好水質(zhì)供應(yīng)成為目前海水淡化系統(tǒng)設(shè)計(jì)上重點(diǎn)討論和探究的事項(xiàng)。整個(gè)海水淡化系統(tǒng)分為三部分：原水預(yù)處理、海水膜淡化處理和污泥濃縮脫水處理。工藝流程圖見圖1。其中原水處理系統(tǒng)在整個(gè)處理工藝中起著非常重要的作用，產(chǎn)水將直接作為海水淡化和除鹽水制備的水源，特別是其中的V型濾池也是整個(gè)預(yù)處理的核心。V型濾池到底應(yīng)該沿用傳統(tǒng)砂濾工藝還是應(yīng)用新的纖維束濾料工藝成為選擇的難點(diǎn)，傳統(tǒng)工藝平安、可靠，但無法結(jié)合工程特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)更加優(yōu)越的性能打破，新工藝?yán)碚撋峡梢詫?shí)現(xiàn)更加優(yōu)化的設(shè)計(jì)，但由于沒有理論支持，在選擇上還是應(yīng)慎重考慮。下面以某核電廠海水淡化系統(tǒng)V型濾池改造工程對原水預(yù)處理階段高效纖維濾料和傳統(tǒng)砂濾進(jìn)展比照分

3、析。2 原設(shè)計(jì)方案及存在的風(fēng)險(xiǎn)2.1 原設(shè)計(jì)工藝流程介紹主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下：強(qiáng)迫濾速：15.63m/h水沖強(qiáng)度：6L/m20鹲氣沖強(qiáng)度：2830L/m20鹲2.2 高效纖維束濾料介紹目前市場上主要應(yīng)用的高效纖維束濾料包括旋翼式濾料、彗星式濾料，長纖維束濾料。其中旋翼式濾料和彗星式濾料屬于短纖維束濾料。彗星式濾料濾核在纖維束一端，纖維束稍長。核在濾料的中上部，容易形成濾床，濾速高。日常維護(hù)可以由業(yè)主自行清洗，也可以選擇廠家專業(yè)人員清洗。旋翼式濾料在彗星式濾料的根底上進(jìn)展改進(jìn)，采用旋翼式濾核，根本消除了抱團(tuán)現(xiàn)象。旋翼核在濾料中間，相對靈敏的短纖維會(huì)讓水?dāng)嚢璧母鼜氐?，防止了濾料互相纏繞打結(jié)，使濾料清洗

4、更充分。這種短纖維束濾料也是V型濾池在原設(shè)計(jì)方案中采用的濾料形式，其特有的優(yōu)勢是其他傳統(tǒng)濾料無法實(shí)現(xiàn)的，如濾速高、占地面積小、節(jié)省土建費(fèi)用。2.3 改造前存在的風(fēng)險(xiǎn)3 V型濾池改造方案3.1 改造后濾池工藝參數(shù)結(jié)合表2和表3的各項(xiàng)參數(shù)，考慮到雙層濾砂、三層濾砂等工藝在反洗過程中引起濾料混層，因此最終改造方案濾料確定采用單層細(xì)砂濾料，承托層采用24mm的礫石。3.2 濾料參數(shù)改造后濾池主要技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)如下：每座濾池設(shè)計(jì)出力：300m3/h設(shè)計(jì)原水懸浮物含量：10mg/L 設(shè)計(jì)出水懸浮物含量：10mg/L設(shè)計(jì)濾速：10m/h強(qiáng)迫濾速：15m/h水沖強(qiáng)度：7L/m20鹲超濾反洗時(shí)間：氣沖：沖洗時(shí)間2

5、分鐘氣水沖：沖洗時(shí)間4分鐘水沖：沖洗時(shí)間68分鐘反沖洗過程伴隨外表沖洗反洗風(fēng)機(jī)：Q=33.5m3/min，P=50kPa，N=45kW，2臺(tái)1用1備原反洗風(fēng)機(jī)：Q=56.6m3/min，P=49kPa，N=75kW，2臺(tái)1用1備原風(fēng)機(jī)流量過大需更換另外改為單層濾砂后，氣沖洗強(qiáng)度較纖維濾料降低，因此改造將原采購的氣洗風(fēng)機(jī)更換為強(qiáng)度更小的風(fēng)機(jī)方能與更改后的砂率工藝匹配。4 改造前后比照系統(tǒng)改造后，在設(shè)計(jì)上采用了更加保守的砂率設(shè)計(jì)，保守意味著穩(wěn)妥。高效纖維濾池有其固有的優(yōu)點(diǎn)，但由于尚未在核電工程有過應(yīng)用，不知道一些潛在的風(fēng)險(xiǎn)是否會(huì)發(fā)生，但核電平安第一，不能存在幸運(yùn)的心理，因此最終還是選擇了砂率濾池。

6、4.1 性能參數(shù)比照對于砂率和纖維束濾料率參數(shù)比照方表3所示：4.2 改造經(jīng)濟(jì)效益分析濾池改造的經(jīng)濟(jì)效益主要包括四方面，分別是設(shè)備變更費(fèi)、土建費(fèi)、運(yùn)行本錢、濾料更換本錢。分析如下：4.2.1 改造設(shè)備費(fèi)：由于改造后纖維束濾料改為砂率，同時(shí)反沖洗風(fēng)機(jī)風(fēng)量調(diào)整，濾池管道調(diào)整，由于原方案的濾池設(shè)備尚未到貨，因此修改訂單后約增加費(fèi)用50萬。4.2.2 土建費(fèi)用：這部分可能是整個(gè)改造過程中費(fèi)用開支最大的部分，雖然本期工程并未涉及土建的擴(kuò)建改造，但由于原方案2用1備的濾池在改造后變成3個(gè)濾池全部運(yùn)行而無備用，因此在后續(xù)工程需要考慮擴(kuò)建，這部分?jǐn)U建立計(jì)方案尚未啟動(dòng)，因此暫無法估計(jì)費(fèi)用。4.2.3 運(yùn)行費(fèi)用：

7、纖維束濾料根據(jù)水質(zhì)情況23年需要化學(xué)清洗，必須由廠家專業(yè)人員清洗，濾料清洗費(fèi)用總計(jì)約為15萬元1500元/m3，濾池總面積為96m3。石英砂運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用較低，如出現(xiàn)濾速及水質(zhì)下降，適當(dāng)更換部分石英砂即可。由此可見，此次改造后除了前期投入改造費(fèi)用投入約50萬，后期砂率的運(yùn)行本錢會(huì)大大降低，每年節(jié)省約25萬的費(fèi)用，整個(gè)濾池的運(yùn)行及維護(hù)本錢降低，工作也相對有所簡化。5 結(jié)語海水淡化系統(tǒng)在核電站起著至關(guān)重要的作用，此次改造相當(dāng)于是一次預(yù)防性改造，防止等問題出現(xiàn)時(shí)再進(jìn)展處理對核電廠的不利影響。通過改造分析可見，單獨(dú)針對本期工程改造實(shí)際發(fā)生費(fèi)用并不多，而且改造后的運(yùn)行維護(hù)本錢降低，從長遠(yuǎn)的角度來看是獲得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。換而言之，假設(shè)出現(xiàn)問題后再進(jìn)展改造，設(shè)計(jì)、土建、設(shè)備等都需做大的調(diào)整，對機(jī)組運(yùn)行也會(huì)產(chǎn)生很不利的影響，損失是無法估計(jì)的。因此此次預(yù)防性改造時(shí)值得