大型膜法海水淡化项目中公用工程应注意的问题

摘 要 曹妃甸阿科凌海水淡化项目是北控水务集团海淡事业部的起步项目，为海淡进京项目的积累经验。被国家发改委批准为“海水淡化重点示范项目”。投资近4亿，本文主要介绍3年来的公用工程建设及运营。

关键词 供气系统；发电机；暖通系统；加药系统；排放系统

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）13-0096-02

我国是个水资源相对匮乏的国家，从2010年以后，北方沿海城市相继进入严重缺水状态，但需水量的增长却依然迅猛。水资源的短缺正制约着国民经济的快速发展，已成为当地社会、经济可持续发展的瓶颈。曹妃甸阿科凌项目位于唐山曹妃甸工业区，处于环渤海地区的中心地带及大北京经济圈内。京冀两地联合建设百万/天海淡进京项目业已启动，膜法海水淡化项目已进入快速发展通道。

曹妃甸阿科凌50000 m3/d海水淡化工程，经历一年半时间的设计及建设，具备了产水合格的工况，又经过了数月的性能考核，于2013年初通过了设备验收。现就曹妃甸项目执行中有关公用工程应注意的问题做一简要分析。

在水处理专项工程中，公用工程一般是指配套项目。曹妃甸项目中涉及的公用工程有：供气系统、柴油发动机组、暖通系统、加药系统、排放系统等。杭州水处理技术研究开发中心有限公司作为本项目EPC总包，承担了相应的公用工程设计

职责。

1 供气系统

本工程的供气系统涉及压缩空气系统及二氧化碳系统。其中压缩空气系统由压力容器、压力管道组成；二氧化碳系统由储气系统及投加系统组成。

1.1 压缩空气系统

一般水处理工程项目中，工程公司不会涉及对供气系统独立进行政府报验。但随着国家质检局相关法律法规的推出，有关压力容器及其管道须按新国标执。

根据新法规及其授权地方法规的补充，项目中压缩空气供气系统以压力容器为主，向质检局提交：工业管道设计文件；压力容器厂家的制式证明；压力表及安全阀的校验证明；管阀件厂家的制式证明即可，诸如干燥塔等其他容器可以避监。

根据《河北省特种设备安全监察工作规范》（2010）中关于“安装环节管理”的描述：单罐配小于200米压力管道，可以不用单独对压力管道办理告知。无需备案报验。

1.2 二氧化碳系统

二氧化碳储气系统属于低温高压的特种设备，其气相、液相的压力控制须通过变送器远传至中控。液态罐及管网要做好保温、恒压，在多处管道上设置DN10安全阀等。

储罐选址于独立存储区。除常规安装、自检、报验外，还需要对其供气单位提供的条件有所了解，包括质量、对接管长等，从安全规范角度考虑，需要做到：管道区铺设警示通道；储罐区设警示围护；罐体高低压排气口朝向空旷区域。

本项目二氧化碳投加系统为滨特尔产品。其特点是：投加单元可以在不同的工况下，选择最适合的计量考核方式——定量或根据过水量、CO2投加重量、pH值的不同，线性变化投加量。加热气化单元的回气部分做好保温防护后，在特殊时期，可以短期直接利用尾气工作。

1.3 压力表单元

工程施工期，报监时需要提交原材报验。压力表按规定除合格证外，还需提交技术监督局校验，但从安装到验收交付使用时，大都会超过了检定周期，这方面需要特别注意。

根据《强制检定的工作计量器具检定管理办法》、《强制检定的工作计量器具明细目录》、《强制检定的工作计量器具实施检定的有关规定（试行）》等规定，曹妃甸项目中大部分为非“安全防护”型压力表，即非强制检定的压力表，这些压力表仅供现场参考。

尽管非强制检定的压力表也是需要定期检定，不过检定的周期由企业自行确定。所以编制一份检验制度，作为安全生产制度的一部分，并完成备案即可。

特种设备上使用的压力表，按《固定式压力容器安全技术监察规程》（TSG R0004-2009）则需执行检定。

2 柴油发动机

反渗透膜法海水淡化系统的主要电力消耗设备是高压泵，大多采用能量回收装置降低高压泵的功率。项目考虑设备空载期的起步电费，设计了二路进线。但380 V只来自其中一路的变压器后，为满足用电安全的需要，设置柴油发电机。

设计合理、安装规范的机房进一步提高系统的可靠性、易用性和安全性，柴油发电机组及其附属设备的管理、维护、保养将更加便利。一般设计过程中，主要应注意以下几点。

1）选址。根据《民用建筑电气设计规范》的要求，机房宜布置在首层。且注意：①机房应远离行政楼、生活区，避开主入口或建筑正立面。以减少机组的噪声、排烟对办公、居住的影响。②在独立的、开阔的场地上修建，以利于机组及附件的进出和通风散热。③不设在厕所、浴室或其它经常积水场所的正下方和贴邻。④紧靠变电所，这样便于接线，减少电能的损耗。⑤靠挨供暖设备间，满足设备不加设水套加热器时，冬节启动室温大于5℃的要求。

2）机房提资要求。①排烟或排风口和通行门不在同一方向。②机房设接地预埋件，并入建筑物的接地网。含：工作接地、保护接地、防静电接地。③根据机组尺寸，设置高10 cm的混凝土基础凸台，凸台大于机组外型，机组动负荷可按机组静负荷的1.5倍计。在机组底座下设防震垫，用膨胀螺栓将机组固定。这样，机组的震动被防震垫和混凝土吸收一部分。 ④基础凸台四周设10 cm的油槽，方便清理设备滴油。⑤多机房时，采用防爆照明及应急照明。⑥考虑到油雾，配备消防设施。

3）通风。机房通风应进出平衡，否则温度将越来越高，压力将越来越大。通风不佳将影响发电机组额定功率，甚至直接影响发电机组的运行。与柴油机散热器相连的机组热风管道除按厂家要求布置施工外，出风口应与设备散热器同高，用自制成型软连接可直接伸出室外。进风口与出风口宜分别设在机房两端，保证气流通畅，提高散热效果。如仅一面临外墙，进、排风口的位置不应设在同一高度，一般小于800 kW的发电机组进排风口的间距应在10 m左右。同时满足：①加装进风排风百叶，即可保证机房的风质和风量，亦可起到机房的防尘作用。②发电机排烟为有压排烟，无需设置消防排烟。

4）配电。①由于发电机组摆动需要彻底隔震，为防止过早损坏，电缆最好软联接。电缆沟壁应高出地面，便于清洗。过墙的区域设隔断，如防火包等。②充电器最好选用智能型，无须人员操作，安装在起动电池就近的地方。③起动蓄电池最好选用密封免维护电池，安装在电池支架上。

5）环保。①海水淡化项目靠近海边，备载机组产生的燃烧废气，可直排。②储油间或加油箱必须带有排油阀，利用基础台及镀锌钢管排油。③机房降噪方法是控制噪声传播途径，已满足项目所在地的法规。

3 暖通系统

厂区冬季供暖，供暖费以空间为计数单位。项目建设至验收历时数年，普通项目忽略的暖通问题就显得突兀了。

因为膜法海水淡化工程试运期，对膜堆及加碱系统恒温防护是不可避免的。通过空间隔断，运用合理的平面布局及定型设备安装空间不再使用的特性，可以大量规避不必要的计数单元。表面上增加了初始基建投入，但在交付前即可得到明显的回报。

由于水处理项目一般建设期，不具备自行供水的条件。在供暖设备的选项上，需要充分考虑到建设期供热管网的意外排水，有选择的增置简单软水单元。而通过简单的热量累加计量仪表，亦可合理降低在厂区水网排空期的供热计数，最大程度做到节能、环保、经济。

海水淡化制水区，换热单元均采用架空固定，由于建筑消防等级及设备安装维护的需要，厂区还设置了多种规格的通行门。但车间在供暖设备上一般不建议采用普通的暖气片形式，在保证供暖热度的基础上，以焊接钢管的形式作为暖气散热单元较为理想，会大大减少了漏水和维护工作量，也可以更好的保证车间的温度。

4 加药系统

膜法水处理项目中，通常使用多种化学添加剂，以满足工艺各阶段水质达标的要求。以曹妃甸项目为例，其加药设计的安全系数达到了一个较高水平。

储药箱设置时，不仅考虑搅拌槽的使用，更要考虑加药箱直接使用的便利。储罐为FRP，基础凸台需要软固定。堆砂层高度大于排污口检修所需空间，固定点低于罐底。

考虑到安全，罐区设围堰。堰内的排污、排水口的设计，符合整体防腐要求。安全阀、背压阀作为加药系统必备的附件，相同阀体间具备可互换，便于参数校正，保证恒压使用。由于部分药品自身特性，特别处理。

1）三氯化铁、盐酸有较强的腐蚀性，排放扇就近设置。

2）次氯酸钠由于有较强氧化作用，管网密封件变更为氟

橡胶。

3）氢氧化钠单元除外加保温外，如有条件，水源定期来自加热水箱。

膜法海水淡化所选用的膜元件需要定期清洗，且药液温度不低于5℃。低温时需要来自加热水箱的水源。在设计水箱时，应规避形成“热水锅炉”的条件。

5 排放系统

现在随着人们环保意识的加强，工程生态化越来越得到了业主方的认可，各种形态的排放都进入了项目的考核体系。虽然项目建立在工业区，且采取了各种环保措施。但海水淡化工程不可避免的对环境产生影响，简单的说有两方面，一是施工（维护）期间对环境的影响；二是运行期间对环境的影响。

施工期，除尘土、噪声外，大型设备、膜堆的排放往往容易被遗漏。

1）水泵、发动机组等大型设备在单机调试半年后，才进入联动生产，需要更换存油；设备维护时也会出现，需要做到对其环保收集。

2）膜堆的两端设置足够大的积水沟，以满足建设期、维护期时废液的收集。

海水淡化工程运行后，对环境的影响有噪声和废液的排放。噪声主要来源于水泵和能量回收装置。操作人员隔离在中控室作业，厂房又可以起到一定的吸声效果，噪声影响可以忽略。而合理的处理废液，为项目加分不少。

3）中控室完成操作，就需要大量的二次仪表。项目有效回收包括PH、浊度仪等在线仪表长流水的排放。

6）工艺排放的浓海水含盐量较高，直接排放会对排放口周边的海洋生态环境造成破坏，影响海洋生物的生存环境。本项目浓盐水供下游生产企业卤水提钾，符合政府倡导的循环经济的理念。

6 结论

曹妃甸海水淡化项目的建设，除了监理外，业主方还邀约第三方项目管理公司监管，执行国标及化工行业标准的双层监督。在公用工程的实施过程中，较好的执行了设计标准的质量要求，各个工艺环节严格控制把关，确保了工艺水质、能耗等满足合同条款的验收标准，达到设备类的验收。实践表明，公用工程虽然在整个项目建设中不属于最关键的单位工程，但其建设的重要性是绝对不可忽视的，其建设的质量的保证，直接影响到工艺运行的过程控制，这是我们在今后的海水淡化项目建设中应该予以关注和注意的问题。

参考文献

[1]范志贤，蔡振雄.膜分离海水淡化技术[A].中国航海学会1999年度学术交流会优秀论文集[C].1999.

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