锅炉软化除盐水设备设计原则依据
一、项目综述
电厂或动力车间为了保证锅炉的正常语安全运行，必须对进入锅炉的水进行软化或除盐处理，即建设软化或脱盐水站。由于锅炉是特种压力容器，运行过程中锅炉汽包内的压力和温度很高，为了防止锅炉结垢，保证锅炉的换热效率和锅炉的运行安全，需要配备锅炉化学水处理设备。通常多采用“预处理+离子交换”或“多介质过滤+活性炭过滤+超滤+反渗透+离子交换”的除盐工艺。
脱盐水成套设备技术要求：
系统要求技术先进、安全可靠(可24小时运转)、经济。
系统工艺设计与设备选型能够在生产运行过程中具有较大的灵活性和调节余地，能适应水质、水量的变化，确保出水水质稳定、达标供水。
二、设计原则
1、首先选择技术先进、工艺可靠、经济合理的工艺。
2、充分利用现有资源设施，尽量节约投资。
3、选择稳妥可靠、技术先进、投资省、运行费用低、管理简单、维修量少、运行灵活的净水处理新工艺和设备，与原有设施衔接合理，确保净水系统长期稳定运行。
4、通过设计中的总体优化，采用先进的节能技术，节约能源，最大限度地降低运行费用。
5、选用噪声小的设备，避免对环境造成二次污染。
6、结合净化系统的实际情况，在方便施工安装的前提下，力求各构筑物尽量集中，布置紧凑，节省占地。
7、在满足技术要求的前提下充分尊重用户的意见。
三、 设计依据
1、《室外排水设计规范》(GBJl4-87，1997年版)
2、《给水排水制图标准》(GBJl06-87)
3、《民用建筑生活污水处理工程设计规定》(DBJ08-71-98)
4、《总图制图标准》(GBJl03-87)
5、《给水排水设计基本术语标准》(GBJl25-89)
6、《建筑给水排水设计规范》(GBJl5-88)
7、《泵站设计规范》(GB/T50265-97)
8、《建筑抗震设计规范》(GBJll-89)
9、《给水排水工程结构设计规范》(GBJ69-84)
10、《混凝土结构设计规范》(GBJl0-89)
11、《建筑地基基础设计规范》(GBJ7-89)
12、《构筑物抗震设计规范》(GBJ50191-92)
13、《建筑地面设计规范》(GBJ50037-96)
14、《工业企业噪音控制设计规范》(GBJ.87-85)
15、《地下工程防水技术规程》(GBJ108-87)
16、GB/T50109—2006 工业用水软化除盐设计规范
17、生活饮用水卫生规范2001
18、生活饮用水卫生标准《GB5749-2006》
19、GB14881—94 食品企业通用卫生规范
20、GB50013—2006 室外给水设计规范
21、GB50014—2006 室外排水设计规范
22、TJ36—79 工业企业设计卫生规范
23、GBJ73—84 洁净厂房设计规范
24、《给水排水设计手册》1-12册
25、国外供货设备的制造工艺和材料符合美国机械工程协会(ASME)、美国材料试验协会(ASTM)和美国国家标准研究所(ANSI)所涉及的有关标准或相当标准
26、《钢制焊接常压容器》JB/T4753-97
27、《水处理设备制造技术条件》JB2932-86
28、《电厂用水处理设备质量验收标准》DL543-94
29、《橡胶衬里化工设备》HGJ32-90
30、《橡胶衬里设备设计技术条件》CD130A16-85
31、《水处理设备油漆、包装技术条件》ZB98003-87
32、HG21501《衬胶钢管和管件》
33、HG20538《衬塑(PP、PO、PE、PVC)钢管和管件》
34、JB/T74-94《管路法兰 技术条件》
35、GB9845《钢制搅拌器形式及参数》
36、GB12224《钢制阀门一般要求》
37、GB1047《管子和管路附件的公称通径》
38、美国石油协会标准API676及GB7783《计量泵试验方法》
39、GB7251-87《低压成套开关设备》
40、GB4942.2-85《低压电器外壳防护等级》
41、GB755-2000《旋转电机额定和性能》
四、工艺技术及流程设备设计
1、系统流程设计：
系统水处理设施可分成四个部分：
(1)、机械过滤部分：由石英砂过滤器、活性炭过滤器、纤维球过滤器、盘式过滤器、精密过滤器等组成。
物质流向：过滤后的产水进入膜法处理设备或离子交换设备。
(2)、超滤与反渗透膜组合处理部分：主要由超滤膜主机、反渗透膜主机组成。
物质流向：超滤浓水回流进入原水池，反渗透产水进入产水池，反渗透浓水排放。
(3)、离子交换部分：由阳离子交换器、阴离子交换器、混合离子交换器组成。
2、 系统处理工艺说明：
原水箱：储存水源(有些电厂采用就地取用河水的方法，将河水进行初步混凝沉淀后进入预处理部分)。
原水泵：将原水进行增压和提升。
介质过滤器：包括石英砂过滤器、活性炭过滤器、纤维球过滤器等，主要对原水进行预处理。
阳离子交换器：置换及吸附原水中的阳离子，出水进入除碳器。
除碳器：去除水中的碳酸根及重碳酸根，使之变成二氧化碳和水，二氧化碳从除碳器上部排出。
中间水箱：一般设置在除碳器下部，常采用混凝土结构。
阴离子交换器：置换或吸附水中的阴离子，从而降低水的含盐量。
超滤膜的工作原理：
超滤膜是利用纳米级的物理孔径在一定的压力作用下，对料液中的物质进行分离、净化、纯化和浓缩的一个纯物理过程，它不引起分离物质化学性质的变化，是一种非常安全和可靠的过滤和浓缩方法。
超滤的作用非常广泛，它可以去除悬浮物、胶体、色度、浊度、有机物、细菌和大肠杆菌等杂质。随着制膜工艺的发展，超滤的用途也越来越广泛，目前超滤膜技术已经用于海水淡化、中水回用、反渗透系统的预处理、冷凝水处理和超纯水制备中，超滤技术与常规预处理相比，具有标准化设计，投入少，产量高，无需连续加药，稳定性高，需劳动力少，占地面积小，自动化程度高，操作方便等优点。
超滤系统的主要处理单元为超滤装置。本系统设计采用AQU-250A-H-100K型号超滤膜作为本分离系统的核心处理部件，AQU-250A-H-100K超滤膜采用材质为改性PVC的中空纤维，其表面活化层致密，支撑层为双排脂状结构，故拉伸强度高、跨膜压差小、反洗效果好、抗污染、使用寿命长，且能长期保证产水水质，对胶体、悬浮颗粒、色度、浊度、细菌、大分子有机物具有良好的去除能力。
主要技术参数：
超滤装置采用错流过滤、频繁反洗的全自动连续运行方式。
微生物细菌去除率：99.99%
悬浮物去除率：100%
产水水质：微生物、细菌、大肠杆菌、病原体(祛除率)>99.99%
操作温度： 5-45℃
设计压力： ≤0.2MPa
主要特点：
中空纤维表面活化层孔隙率高，故纤维单位面积产水量大;
中空纤维强度高，采用自动频繁反向冲洗工艺，使组件可在错流过滤状态下工作，化学清洗同期大大延长;
低操作成本。
反渗透膜部分：
工作原理：
反渗透膜是一种半透膜，当经加压的水流经反渗透膜表面时，水分子能透过反渗透膜，成为淡水，而大分子物质如无机离子、细菌等都将无法通过而成为浓缩水。反渗透纯水设备脱盐系统正是利用反渗透膜的物理分离原理，将无机离子进行物理分离，浓水排放，产水的无机盐含量将大幅度降低，达到预脱盐的目的。
利用反渗透膜的物理分离原理，利用高压将溶液中的溶剂和溶质进行分离浓缩，被浓缩的部分形成浓水排放，被纯化的部分形成产品水进入反渗透产水箱。
以市政自来水为原水的反渗透膜分离设备的设计脱盐率一般为大于97%，本系统的回收率一般控制在75%左右，由于膜的排列组合方式的不同，水的回收率也各不相同。
一级反渗透的产水电导率和脱盐率可按下式计算：
产水电导率=进水电导率×(1-脱盐率)，脱盐率=1-(产水电导率÷进水电导率)。
3、原水预处理系统：
3.1加药系统
3.1.1设计原则
3.1.1.1每种药品溶液箱容积可满足一昼夜药品用量的要求，药液箱低位报警提醒运行人员及时进行药品配置和补充, 所有药剂的投加量均按24小时考虑。
3.1.1.2各加药计量泵进口设有滤网，机械隔膜泵出口装设稳压器。
3.1.1.3絮凝剂、杀菌剂和还原剂溶解箱内配有机械搅拌混合措施(如有)。
3.1.1.4加药系统的管道采用UPVC，溶液箱采用PE材质。
3.1.1.5加药设备设计成组合单元型式，以溶液箱、加药计量泵、控制柜为主体，将阀门、仪表和连接管道按一定的技术规范和合理的工艺流程组装在公用底座上。
3.1.1.6加药装置结构紧凑，溶液箱、加药计量泵整体布局合理，管道走向及排列简洁大方，设备、管道、阀门和操作平台布置应充分考虑到方便现场运行操作和检修维护的需要。
3.1.1.7装置内设备、管道、阀门等材质的选择及采用的防腐措施应与药液腐蚀性相适应。
3.1.1.8所有的加药系统均可根据流量与水质进行变频加药。处理水量增加，加药频率升高，加药量增加;处理水量减少，加药频率降低，加药量减少;与处理水量相匹配，做到比例精确投加;加药系统根据在线流量计进行变频加药。
3.1.2阻垢剂投加装置
设备功能及说明：加药阻垢法是通过延缓盐晶体成长来推迟沉淀过程，促使晶体不会形成一定大小和足够的浓度而沉降下来。大多数阻垢剂还有一定的分散作用，防止颗粒聚集成足以沉积下来的大颗粒，也就是说反渗透浓水中难溶盐还来不及沉积在膜表面上，已随浓水排出反渗透设备。
4、盘式过滤机组的工作原理：
叠片过滤器的滤芯——叠片为杂质处理载体，它由一组双面带不同方向沟槽的塑料盘片相叠加构成，其相邻面上的沟槽棱边便形成许许多多的交叉点，这些交叉点构成了大量的空腔和不规则的通路，这些通路由外向里不断缩小。过滤时，这些通路导致水的紊流，最终促使水中的杂质被拦截在各个交叉点上。如把盘片叠加安装在过滤芯骨架上，在弹簧和进水的压力作用下就形成了一个外松内紧的过滤单元。每个过滤单元中被弹簧和水压压紧的叠片便形成了无数道杂质颗粒无法通过的滤网，叠片宽度为12-14 mm，叠片材质为优质工程塑料，耐磨性极高。辅以不锈钢弹簧支撑，结构坚固。反冲水流沿叠片内壁切线方向自内向外冲洗叠片表面粘附的各种杂质，叠片在反冲洗水流的作用下作旋转，保证所有污物均被有效洗净并排出。可使用时间间隔和压力差控制反冲洗的所有步骤。一旦设定完毕，即可长期使用。自动反冲洗过滤器在不中断工作的情况下在数秒内完成整个自动反冲洗过程。采用这种过滤原理的过滤器在过滤和反冲洗时叠片间隙动态可变，对提高过滤性能、过滤水质非常有利，又可大大减少反洗用水量，通常自耗水量约为0.5%。盘片上沟槽的不同深浅和数量确定了过滤单元的过滤精度。
盘式过滤机组的优点：
稳定的过滤效率：独特的设计、精确制造的叠片、可靠精确的自锁性弹簧压紧确保稳定的过滤效率，拥有5,20,50,80,100,120,150,200,300,500,600µm 等多种规格。
高效反冲洗,反冲洗时节水节能：反冲洗单元,只需要7-20秒即可完成,一般情况下反冲洗耗水量低于过滤水量的0.5%,对于粘性杂质也可达到高效反冲。提供空气辅助或外源反冲模式，适用范围更广。
全自动控制，连续过滤：在过滤系统内单元之间,反洗过程轮流进行,各单元工作。反冲洗状态之间自动切换,确保连续出水。系统压损小。
5、系统仪表设计：
系统仪表选型确保满足系统工程中所规定的技术指标，在满足生产设计要求的前题下，选择仪表型号尽量单一化，便于日后的安装及维护。所有仪表设备均在国内许多类似设备中都得到广泛成功应用，且售后服务能得到及时有效的响应，并尽量选用标准型产品，以便于不同品牌之间的更换与兼容，所选仪表均具有可靠性高、维护量小、安装及操作简便、防护级别高等特性。
所选仪表设备遵循以下标准：
IEC、ISA、NEMA等国际标准;
国内给排水行业标准;
国内电气制造、安装标准;
国内数据通讯标准;
(1)流量计 每套超滤反渗透系统设产水、浓水流量计各1套。
(2)压力表 进口、浓水、产品水、反洗水装设压力表;
(3)压力开关 进水及反洗进水设压力开关，当进水压力超过设计值系统停止运行并报警;
(4)液位开关 中间水箱、超滤产水箱设液位开关或液位计，高、中、低液位报警并和相应的泵联锁。
6、反渗透纯水设备自动冲洗系统
设备功能及说明：给水进入反渗透系统后分成两路，一路透过反渗透膜表面变成产水，另一路沿反渗透膜表面平行移动并逐渐浓缩，在这些浓缩的水流中包含了大量的盐分，甚至还有有机物、胶体、微生物和细菌、病毒等。在反渗透系统正常运行时，给水/浓水流沿着反渗透膜表面以一定的流速流动，这些污染物很难沉积下来，但是如果反渗透系统停止运行，这些污染物就会立即沉积在膜的表面对膜元件造成污染。为了减轻药洗负担、保持膜表面的清洁，系统要求设置停运状态下利用干净水源对膜元件表面每隔3小时自动冲洗3分钟的自动冲洗系统，为反渗透膜提供较好的日常维护保养。
7、电气控制及建筑结构设计
一、电气控制的详细设计按照用户的要求进行设计选型。
二、建筑及构筑物的设计由相关设计单位设计出图。
三、系统的消防设计在建筑给排水设计时进行设计出图。
四、系统照明设计在建筑设计时进行设计出图。
五、防雷与接地设计在建筑设计时进行设计出图。
六、电气仪表控制系统主要设计要求：
供电系统设备功能及说明：
进线柜主要由进线开关柜、母联开关柜、主开关单元、电流互感器、电流表组成，其主要元器件及相关配套产品按要求采用施耐德产品，主进线回路要求设计有电压表、电流表及短路、接地、过负荷、低电压等保护。
GGD低压配电柜为户内型、落地式安装，主要由断路器、过热/电磁脱扣、接触器、热继电器(带辅助触头)组成，要求GGD柜给整个系统用电设备提供可靠电源，给电机供电回路在就地控制柜设计有运行/停止灯指示电机运行状态，还设计有短路、接地故障保护和过载保护及联锁控制，配电回路设计有短路、接地故障保护、过负荷保护。
就地控制柜主要由启停钮、启停指示灯、就地/远程切换开关、端子组成，其相关产品按要求采用施耐德产品，就地控制柜设有手动、自动、停止方式的选择开关，“手动”方式将用于调试和维护电机，PLC不参与控制，在现场可以通过启/停钮手动启动和停止电机，“自动”方式将用于正常运行，在允许电机启动之前需要检测所有的控制连锁和现场仪表。
动力电缆的敷设采用电缆沟和地下穿管的方式敷设，电缆桥架为镀锌加喷塑带盖，电气室内的电缆孔用防火材料做封堵。
站内的照明由我方负责设计和安装，设计依照工业企业设计规范要求设计，不考虑设计特殊照明，电气室、操作室设置应急灯。
所有设备都按要求可靠接地，接地电阻不大于4欧姆，每台电机和配电回路的接地与GGD接地母线连接，GFD的接地母线直接与系统中的接地网系统良好的相接。
