1、1第一章 火电厂化水处理概述第三章 火电厂炉外化水处理工艺第二章 火电厂水质指标及其特性第四章 火电厂炉内化水处理工艺第五章 热力系统水汽监督2第一章火电厂化水处理概述3火电厂化水处理的重要性火电厂化水处理的重要性 火力发电厂热力系统中水汽的品质，是影响发电厂热力设备（锅炉、汽轮机等）安全、经济运行的重要因素之一。没有经过净化处理的天然水中含有许多杂质，如果直接进入水汽循环系统，将会对热力设备造成各种危害。为了保证热力系统中有良好的水质，必须采用化水处理工艺对水进行适当的净化处理，并严格监督汽水质量。化水处理就是保证热力系统各部分具有良好的水汽品质，以防止热力设备的结垢、腐蚀和积盐。发电厂化学
2、水处理对保证发电厂的安全、经济运行具有十分重要的意义。4火电厂化水处理主要内容火电厂化水处理主要内容 1、净化原水净化原水，采用物理和化学方法制备热力系统所需质量和数量的补给水。包括混凝、澄清、沉淀、过滤等处理，用来除去天然水中的悬浮物和胶体状态杂质；软化处理软化处理，除去水中溶解的钙、镁离子等硬度成分；除盐处理除盐处理，除去水中全部溶解盐类。补给水的处理，通常称为炉外化水处理炉外化水处理。 2、对给水进行除氧、加药处理，除去水中溶解气体，防止发生溶解氧腐蚀。 3、对汽包锅炉进行炉水的加药处理和排污，使水中杂质不结成水垢，这些工作称为炉内化水处理炉内化水处理。 4、在热电厂中，对生产返回水进行
3、除油、除铁、除氧等净化处理的电厂化学水处理。 5火电厂化水处理不良引起的危害火电厂化水处理不良引起的危害 （1）热力设备的结垢。如果进入锅炉或其他热交换器的水质不良，则经过一段时间运行后，在和水接触的受热面上，会生成一些固体附着物，这种现象称为结垢，这些固体附着物称为水垢。因为金属的导热性比水垢的高几百倍，而这些水垢又极易在热负荷很高的锅炉炉管中生成，所以结垢对锅炉（或热交换器）。的危害性很大。它可使结垢部位的金属管壁温度过高，引起金属强度下降，这样在管内压力的作用下，就会发生管道局部变形、产生鼓包，甚至引起爆管等严重事故。结垢不仅危害安全运行。而且还会大大降低发电厂的经济性。6（2）热力设备
4、的腐蚀。发电厂热力设备的金属经常和水接触，若水质不良，则会引起金属腐蚀。热力发电厂的给水管道、各种加热器、锅炉省煤器、水冷壁、过热器和汽轮机凝汽器等，。都会因水质不良而腐蚀。腐蚀不仅要缩短设备本身的使用期限，造成经济损失。同时腐蚀产物又会转入水中污染水质，从而加剧在高热负荷受热面上的结垢过程，结成的垢又会加速锅炉炉管腐蚀。”此种恶性循环，会迅速导致爆管事故。此外，金属的腐蚀产物被蒸汽带到汽轮机中沉积下来后，也会严重地影响汽轮机的安全、经济运行。（3）过热器和汽轮机的积盐。水质不良会使锅炉不能产生高纯度的蒸汽，随蒸汽带出的杂质就会沉积在蒸汽通过的各个部位，如过热器和汽轮机，这种现象称为积盐。过热
5、器管内积盐会引起金属管壁过热甚至爆管；汽轮机内积盐会大大降低汽轮机的出力和效率，特别是高温高压大容量汽轮机，它的高压部分蒸汽流通的截面积很小，所以少量的积盐也会大大增加蒸汽流通的阻力，使汽轮机的出力下降。当汽轮机积盐严重时，还会使推力轴承负荷增大，隔板弯曲，造成事故停机。因此，在发电厂中，化学工作对保证发电厂的安全、经济运行具有十分重要的意义。7第二章火电厂水质指标及其特性8根据电厂用水所含杂质不同将用水分为：根据电厂用水所含杂质不同将用水分为：原水：原水：原水就是锅炉的水源水。通常包括地表水和地下水。原水就是锅炉的水源水。通常包括地表水和地下水。 给水：给水：直接进入锅炉供锅炉蒸发或加热的水
6、称为锅炉给水。直接进入锅炉供锅炉蒸发或加热的水称为锅炉给水。补给水：补给水： 生水经过各种水处理工艺处理后补充锅炉汽水损失的水称为补给水。生水经过各种水处理工艺处理后补充锅炉汽水损失的水称为补给水。生产回水或凝结水：生产回水或凝结水：蒸汽的热能被利用后，所回收的冷凝水通常称为生产回水蒸汽的热能被利用后，所回收的冷凝水通常称为生产回水或凝结水。或凝结水。炉水：炉水：锅炉体内加热或蒸发系统中流动着的水称为炉水或称锅水。锅炉体内加热或蒸发系统中流动着的水称为炉水或称锅水。排污水：排污水：由于炉水经相当长时间循环运行，水中的微量杂质被浓缩，为保证炉由于炉水经相当长时间循环运行，水中的微量杂质被浓缩，为
7、保证炉水的质量，必须排污，这就是排污水。水的质量，必须排污，这就是排污水。冷却水：冷却水：用作冷却介质的水称为冷却水。用作冷却介质的水称为冷却水。9 类 别低含盐量水中等含盐量水较高含盐量水高含盐量水含 盐 量（mg/L）1000类别极软水软水中等硬度水硬水极硬水硬度（mmol/L）9.0按含盐量分类按硬度分类水的分类：水的分类：10水中杂质：水中杂质：悬浮物悬浮物：悬浮物是构成水中混浊度的主要因素，一般粒径在悬浮物是构成水中混浊度的主要因素，一般粒径在100nm 100nm 以上。以上。胶体物质胶体物质：是由许多分子或离子组成的集合体，其颗粒直径是由许多分子或离子组成的集合体，其颗粒直径一般
8、为一般为1nm100nm1nm100nm之间之间 。溶解物质溶解物质：天然水中溶解物质主要以离子或溶解气体的形式天然水中溶解物质主要以离子或溶解气体的形式存在。存在。溶解离子：溶解离子： NaNa+ +、K K+ +、CaCa2+2+、MgMg2+2+ 、HCOHCO3 3、CICI、SOSO4 42 2等。等。 溶解气体：溶解气体：主要有主要有O O2 2、COCO2 2 等。等。11水质指标与水质技术指标：水质指标与水质技术指标：锅炉用水中水质指标的表达方式通常有两种：锅炉用水中水质指标的表达方式通常有两种： 一种是表示水中所含有的离子或分子来表示，如钠离一种是表示水中所含有的离子或分子来
9、表示，如钠离子、氯离子、磷酸根离子、溶解氧等等子、氯离子、磷酸根离子、溶解氧等等, ,一般称为一般称为水质指标水质指标。 另一种则并不代表某种单纯的物质，而是表示某些化另一种则并不代表某种单纯的物质，而是表示某些化合物的组合或表征某种特性的。如悬浮物、浊度、硬度、合物的组合或表征某种特性的。如悬浮物、浊度、硬度、碱度、溶解固形物、电导率、碱度、溶解固形物、电导率、SDISDI等，这种指标是由于技术等，这种指标是由于技术上的需要而拟定的。故称为上的需要而拟定的。故称为水质技术指标水质技术指标。12水质技术指标水质技术指标SDISDI、悬浮物和浊度。、悬浮物和浊度。悬浮物是指经过滤后分离出来的不溶
10、于水的固体悬浮物是指经过滤后分离出来的不溶于水的固体混合物，可以通过重量法测定，由于方法很麻烦，在实际中常采用测混合物，可以通过重量法测定，由于方法很麻烦，在实际中常采用测浊度的方法来衡量悬浮物和胶体物质的含量。浊度的单位通常用浊度的方法来衡量悬浮物和胶体物质的含量。浊度的单位通常用“福福马肼马肼”（FTUFTU、NTUNTU）表示。）表示。SDISDI：反渗透膜污染指数（：反渗透膜污染指数（Silting Density Index, Silting Density Index, 简称简称SDISDI），也称），也称之为之为FIFI（Fouling IndexFouling Index）值，
11、是反渗透水处理系统中水质指标的重）值，是反渗透水处理系统中水质指标的重要参数之一，要参数之一，SDISDI值代表了水中悬浮物、胶体和其他能阻塞各种水净值代表了水中悬浮物、胶体和其他能阻塞各种水净化设备的物体含量。化设备的物体含量。 硬度及其单位。硬度及其单位。硬度：水中所有高价金属离子的总和都称硬度（硬度：水中所有高价金属离子的总和都称硬度（YDYD）。）。 常用的常用的 硬度的定义式为：硬度的定义式为：YDYD（1/2Ca 1/2Ca 2+2+ +1/2Mg +1/2Mg2+ 2+ ） 硬度的单位：通常以碳酸钙或氧化钙或德国度表示。硬度的单位：通常以碳酸钙或氧化钙或德国度表示。 摩尔浓度，摩
12、尔浓度，mol/L . mol/L . C C (1/2CaCO(1/2CaCO3 3) = ) = C C (1/2CaO) = (1/2CaO) = C C (1/2Ca (1/2Ca 2+2+ )mol/L )mol/L 质量浓度，质量浓度，ppmppm（mg/Lmg/L），）， 1mg/L CaCO1mg/L CaCO3 3称为称为1 ppm1 ppm硬度。由于硬度。由于 1/2CaCO1/2CaCO3 3的摩尔质量为的摩尔质量为5 0g/L5 0g/L，1 mmol/L1 mmol/L的（的（1/2CaCO1/2CaCO3 3）硬度就相）硬度就相当于当于50mg/L50mg/L即即5
13、0ppm50ppm硬度。硬度。13 碱度和酸度碱度和酸度碱度碱度表示水中能接受氢离子的一类物质的量，在水中碱度主要是表示水中能接受氢离子的一类物质的量，在水中碱度主要是OHOH、1/2CO1/2CO3 32 2、HCOHCO3 3。天然水中的碱度主要是。天然水中的碱度主要是HCOHCO3 3。酸度酸度表示水中能接受氢氧根离子的一类物质的量，在水中酸度主要有表示水中能接受氢氧根离子的一类物质的量，在水中酸度主要有各种酸类及强酸弱碱盐，天然水中的酸度主要是各种酸类及强酸弱碱盐，天然水中的酸度主要是H H2 2COCO3 3。阳床（阳树脂）出水的酸度主要是强酸阳床（阳树脂）出水的酸度主要是强酸HCI
14、HCI、H H2 2SOSO4 4。及碳酸。及碳酸H H2 2COCO3 3。14有机物与化学耗氧量有机物与化学耗氧量：表示水中有机物及还原性物质含量：表示水中有机物及还原性物质含量的一项指标。的一项指标。CODCOD的测定就是利用有机物可氧化这一特性，的测定就是利用有机物可氧化这一特性，在一定的条件下，用一定的强氧化剂与水中各种有机物及在一定的条件下，用一定的强氧化剂与水中各种有机物及亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等作用，然后将所消耗的氧化亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等作用，然后将所消耗的氧化剂的量，计算折合成氧的质量浓度，称为化学耗氧量，单剂的量，计算折合成氧的质量浓度，称为化学耗氧量，单位以位以m
15、g/Lmg/L来表示。一般说来表示。一般说CODCOD越高越高，水中，水中有机物有机物污染越严重。污染越严重。不同测定方法测得的结果会有所不同。因此表示有机物含不同测定方法测得的结果会有所不同。因此表示有机物含量时应注明测定方法。一般情况下，有机物含量较低时采量时应注明测定方法。一般情况下，有机物含量较低时采用高锰酸钾法，而有机物含量高时采用重铬酸钾法。同一用高锰酸钾法，而有机物含量高时采用重铬酸钾法。同一水样，用重铬酸法测定比用高锰酸钾测定结果要高一些。水样，用重铬酸法测定比用高锰酸钾测定结果要高一些。15 水质指标间的关系碱度与硬度1 1、硬度大于碱度：、硬度大于碱度：这种水称为非碱性水，
16、钙、镁离子将首先与这种水称为非碱性水，钙、镁离子将首先与HCOHCO3 3形成碳酸盐硬度（形成碳酸盐硬度（YDYDT T），剩余硬度离子即钙镁离子与），剩余硬度离子即钙镁离子与SOSO4 42 2、CICI等其它阴离子形成非碳酸盐硬度（等其它阴离子形成非碳酸盐硬度（YDYDF F）。）。2 2、硬度等于碱度：、硬度等于碱度：在这种水中，钙、镁离子全部与在这种水中，钙、镁离子全部与HCOHCO3 3形成碳酸形成碳酸盐硬度。既没有非碳酸盐硬度也没有剩余碱度。盐硬度。既没有非碳酸盐硬度也没有剩余碱度。3 3、硬度小于碱度：、硬度小于碱度：在这种碱性水中，硬度将全部形成碳酸盐硬度，在这种碱性水中，硬度
17、将全部形成碳酸盐硬度，剩余的碱度则与剩余的碱度则与NaNa+ +、K K+ +形成钠碱度（形成钠碱度（JDJDNaNa）称为负硬度，此时无非）称为负硬度，此时无非碳酸盐硬度。碳酸盐硬度。16 碱度与碱度离子碱度（碱度（JDJD）：）：碱度是表示水中能接受氢离子的一类物碱度是表示水中能接受氢离子的一类物质的量。质的量。根据酸碱滴定法测定水中的碱度，这时所用的标根据酸碱滴定法测定水中的碱度，这时所用的标准溶液是准溶液是HCI或或H2SO4溶液，酸与各种碱度离子的三个反溶液，酸与各种碱度离子的三个反应是：应是：OH+H+=H2OCO32+H+= HCO3 HCO3+ H+=H2O+ CO2 根据所加
18、指示剂不同，碱度又可分为根据所加指示剂不同，碱度又可分为甲基橙碱度甲基橙碱度(JD甲甲)和和酚酞碱度酚酞碱度(JD酚酚)。加酚酞指示剂时只能完成上述两个反加酚酞指示剂时只能完成上述两个反应；加甲基橙指示剂时三个反应全部完成。称应；加甲基橙指示剂时三个反应全部完成。称(JD甲甲)为为全全碱度碱度。在实际的滴定分析中往往是先加酚酞指示剂，滴至终在实际的滴定分析中往往是先加酚酞指示剂，滴至终点点pH约为约为8.3，再加甲基橙指示剂继续滴至终点，再加甲基橙指示剂继续滴至终点pH值为值为4.2。此时的总碱度应为。此时的总碱度应为(JD全全)= (JD)(JD)酚酚+(JD)(JD)甲甲。17碱度离子可能
19、存在的五种不同情况假设滴定中消耗的酸量分别用假设滴定中消耗的酸量分别用a（酚酞碱度）、（酚酞碱度）、b（甲基橙碱度）（单位：（甲基橙碱度）（单位：mL)1.ab 1.ab 碱度离子为碱度离子为COCO3 3和和OHOH，没有，没有HCOHCO3 3；2.ab 2.a0 4.a=0,b0 碱度离子只有碱度离子只有HCOHCO3 3；没有；没有COCO3 32 2 ，OHOH ；5.b=0,a0 5.b=0,a0 碱度离子只有碱度离子只有OHOH。锅炉用水中碱度主要由锅炉用水中碱度主要由OHOH、 COCO3 32 2、HCOHCO3 3及其它少量的弱酸盐类组成。及其它少量的弱酸盐类组成。 碱度的
20、计量单位为碱度的计量单位为mmol/Lmmol/L， 其基本单元为：其基本单元为： OHOH、 1/2CO1/2CO3 32 2、HCOHCO3 3炉水中基本上不存在炉水中基本上不存在HCOHCO3 3，因为在高温高压下因为在高温高压下HCOHCO3 3COCO3 32 2+H+H2 2O+COO+CO2 2COCO3 32 2+H+H2 2O O2OH2OH+CO+CO2 2当氢氧根和碳酸氢根共存时，相互作用发生以下反应：当氢氧根和碳酸氢根共存时，相互作用发生以下反应：HCOHCO3 3+ OH+ OHCOCO3 32 2+ H+ H2 2O O所以炉水中的碱度主要是所以炉水中的碱度主要是C
21、OCO3 32 2 、OHOH。生水中的碱度主要是生水中的碱度主要是HCOHCO3 3。18 碱度与PH值 pH pH值值是表征溶液酸碱性的指标，是表征溶液酸碱性的指标，pHpH值越大，值越大，OHOH浓度越高。而浓度越高。而碱碱度度中，除了中，除了OHOH含量外，还包含了含量外，还包含了COCO3 32 2和和HCOHCO3 3含量。所以，它们含量。所以，它们之间既有区别又有联系。其之间既有区别又有联系。其联系是联系是：在一般情况下，：在一般情况下，pHpH值会随着碱度值会随着碱度的提高而增大，但这还取决于的提高而增大，但这还取决于OHOH碱度占总碱度的比例；碱度占总碱度的比例；区别是区别是
22、：pHpH值大小只取决于值大小只取决于OHOH与与H H+ +的相对含量，而碱度大小则反映了组成碱度的相对含量，而碱度大小则反映了组成碱度的各离子的总含量。因此，对于的各离子的总含量。因此，对于pHpH值合格的锅炉用水，有时碱度不一值合格的锅炉用水，有时碱度不一定合格；反之，碱度合格的水，定合格；反之，碱度合格的水，pHpH值也不一定合格。值也不一定合格。19第三章火电厂炉外化水处理工艺20 预处理单元1、一体化净水器 一体化净水器是一种新型压力式自动冲洗净水器,该装置适合进水浊度1200mg/L,出水浊度5mg/l。该净水器集絮凝、反应、沉淀、排污、反冲、污泥浓缩、集水过滤于一体,自动排泥、
23、自动反冲洗。全自动净水器是实现水厂自动化管理的重要单元，无需专职人员操作、全自动运行的一体化净水装置，配合自动加药装置及消毒设备，即可成为一个具有全套功能的净水站。21一体化净水器主要技术特性一体化净水器主要技术特性1. 全自动一体化净水器，本装置布水反应装置采用中部进水管进水，上层为节能新型水力澄清整流装置斜管沉淀，下层石英砂及无烟煤滤料滤池。2. 节能：具有较小的进水能耗和节约冲洗水量。3. 高效：混凝澄清和过滤净水效果显著、滤层冲洗快速干净。4. 构造合理：混凝澄清和过滤工艺巧妙地立体有机组合一体。5. 运行管理方便：全自动一体化净水器运行为自动程序操作或手动，进水浊度500mg/l，短
24、时1000mg/l，出水3-5mg/l。22一体化净水器工作原理一体化净水器工作原理 一体化净水装置和城市供水厂的净化流程一样。它有混凝反应区、水力澄清区、斜板（斜管）沉淀区、过滤反应区、反冲洗装置、水泵及电气控制柜。现分别介绍如下：1. 混凝反应区：投加混凝剂的原水由进水管进入混凝反应区，通过水力混合，使水中的悬浮物和混凝剂充分接触反应形成矾花。2. 水力澄清区：水经加混凝剂混凝后形成矾花，流到设备的水力澄清区内并穿越活性污泥层，由于活性污泥的吸附作用，细小颗粒悬浮物与水分离，滞留污泥区，最终沉淀排入排泥区。3. 斜板（斜管）沉淀区：沉淀池采用斜板或斜管沉淀法，穿过澄清区的待处理水经过锥形沉
25、淀室完成固液分离，沉淀下来的污泥排入排泥区。4. 过滤反应区：经沉淀后的水流到过滤反应区，该区域底部为水帽布水装置，上部为石英砂或混合滤料。过滤速度为10m/h，过滤后的清水经消毒处理后供至用水点。过滤反应区反冲周期为12 小时左右（视水源情况调整），反冲时间为5-10 分钟（视水源情况调整）。23絮凝剂絮凝剂/ /杀菌剂添加系统杀菌剂添加系统 在原水中加入絮凝剂的目的是使水中处于一定程度稳定状态的溶胶微粒通过电中和脱稳而达到聚集即凝聚或未达到电中和脱稳的聚集即絮凝，通过凝聚和絮凝，水中的溶胶状态杂质形成较大的絮凝体，可增强后序装置的除浊效果，并能有效改善超滤的反洗条件，使超滤装置运行稳定。
26、加入杀菌剂NaCLO 是为了通过NaCLO 这种强氧化剂的氧化、杀菌、消毒，尽可能控制生物藻类的滋长处于低水平，同时打断有机物的长链，通过氧化去除部分COD，在整个预处理阶段，游离余氯和化合氯维持一定水平对整个系统的稳定运行是很有益处的。 根据水质情况，调整计量箱浓度或用计量泵的频率来调整加药量，调整计量泵冲程时最大不超过80242 2、多介质过滤器、多介质过滤器 多介质过滤器是利用石英砂、无烟煤滤料去除原水中的悬浮物，属于普通快过滤设备。含有悬浮物颗粒的水在多介质过滤器中与絮凝剂充分混合，使水中形成胶体颗粒的双电层被压缩。当胶体颗粒流过多介质过滤器的滤料层时，滤料缝隙对悬浮物起筛滤作用使悬浮
27、物易于吸附在滤料表面，当在滤料表面截留一定量的污物形成滤膜，随时间推移过滤器的前后压差将会很快升高，直至失效，此时需要利用逆向水流反洗滤料，使过滤器内石英砂及无烟煤悬浮层松动，从而使粘附于石英砂及无烟煤表面截留物剥离并被水流带走，恢复过来功能。使用的双层滤料上部放置较轻的大颗粒无烟煤，下部为大比重的小颗粒石英砂，这样可以充分发挥整个滤层的效率，提高截污能力，出水浊度可达3度以下253 3、活性炭过滤器、活性炭过滤器 滤料为活性炭，用于去除色、味、余氯和有机物，其主要作用方式是吸附，活性炭是一种人工制成的吸附剂。 活性碳过滤器广泛用于生活用水及食品工业、化工、电力等行业的水的预处理。由于活性炭具
28、有发达的细孔结构和巨大的比表面积，因此对水中的溶解性有机物，如苯类，酚类化合物等具有很强的吸附能力，而且对于用生物法和化学法很难去除的有机污染物，如色度、异臭、表面活性剂、合成洗涤剂和染料等都有较好的去除效果。粒状活性炭对水中的粒状活性炭对水中的Ag+Ag+，Cd2+Cd2+，CrO42-CrO42-等离子去除率达等离子去除率达85%85%以上。以上。通过活性炭滤床后，水中通过活性炭滤床后，水中SSSS小于小于0.1mg/L0.1mg/L，CODCOD去除率一般为去除率一般为40%50%40%50%，游离余氯小于，游离余氯小于0.1mg/L0.1mg/L。26还原剂添加系统 为防止过量余氯进入
29、RO系统氧化RO膜表面，通过投加亚硫酸氢钠（SBS）还原剂还原水中的游离余氯。本系统亚硫酸氢钠加药泵注入量随保安过滤器后的ORP值自动调节，确保RO进水余氯值小于0.1ppm，理论上1.47ppm的SBS可以还原1ppm的余氯。27膜处理单元膜处理单元1、超滤 超滤是一种膜分离技术，(简称UF)。能够将溶液净化，分离或者浓缩。超滤是介于微滤与纳滤之间，且三者之间无明显的分界线。一般来说，超滤膜的孔径在0.1um2nm之间，操作压力为0.10.5 Mpa。主要用于截留去除水中的悬浮物、胶体、微粒、细菌和病毒等大分子物质。超滤膜根据膜材料，可分为有机膜和无机膜。按膜的外型，又可分为：平板式、管式、
30、毛细管式、中空纤维和多孔式。目前多以中空纤维膜为主。2829RORO阻垢剂添加系统阻垢剂添加系统 为防止RO膜的结垢，运行时在一级RO前投加进口高效阻垢剂，阻垢剂投加量约为12ppm，实际运行时根据进水硬度变化情况进行调整；阻垢剂在防止难溶盐在反渗透膜上析出是非常有效的，它们通过延缓晶体成长来推迟沉淀的过程，促使晶体不会形成一定大小和足够的浓度而沉降下来，它们还有一些分散剂的作用，防止颗粒聚集成足以沉积下来的大颗粒。这样阻止碳酸盐或硫酸盐在反渗透膜上的沉积，使得系统水的回收率和脱盐率不会下降，同时延长反渗透膜的使用寿命。302、反渗透 反渗透利用半透膜透水不透盐的特性，去除水中的各种盐份。在反
31、渗透的原水侧加压，使原水中的一部分纯水沿与膜垂直的方向透过膜，水中的盐类和胶体物质在膜表面浓缩，剩余部分原水沿与膜平行的方向将浓缩的物质带走。透过水中仅残余少量盐份，收集利用透过水，即达到了脱盐的目的。涡卷式反渗透膜元件给水是从膜元件端部引入，给水沿着膜表面平行的方向流动，被分离的产品水是垂直于膜表面，透过膜进入产品水膜袋的。如此，形成了一个垂直、横向相互交叉的流向。水中的颗粒物质仍留在给水（逐步地形成为浓水）中，并被横向水流带走。如果膜元件的水通量过大，或回收率过高，盐分和胶体滞留在膜表面上的可能性就越大，浓度过高会形成浓差极化，胶体颗粒会污染膜表面。31反渗透基本原理反渗透基本原理 把相同
32、体积的稀溶液（如淡水）和浓液（如海水或盐水）分别置于一容器的两侧，中间用半透膜阻隔，稀溶液中的溶剂将自然的穿过半透膜，向浓溶液侧流动，浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度，形成一个压力差，达到渗透平衡状态，此种压力差即为渗透压，渗透压的大小决定于浓液的种类，浓度和温度，与半透膜的性质无关。若在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力时，浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动，此种溶剂的流动方向与原来渗透的方向相反，这一过程称为反渗透。3233反渗透化学清洗条件反渗透化学清洗条件 RO系统在运行中，出现下列现象之一者，RO膜需要进行化学清洗：1、产品水的膜透过量下降10-15%2、产品水的脱盐率降低10-1
33、5%3、膜的运行压力增加10-15%4、RO各段间的压力差增加明显，已被证实有结垢或有污染（反渗透设备一般3-6个月对膜元件进行一次保养清洗，以防微生物或钙类盐污染）。34 深度脱盐处理单元深度脱盐处理单元电厂化水深度脱盐处理常规方法：1 1、混床、混床2 2、EDIEDI系统（连续电除盐技术）系统（连续电除盐技术）35混合离子交换器（混床） 由于阳、阴树脂混合均匀，所以阳、阴离子交换反应几乎是同时由于阳、阴树脂混合均匀，所以阳、阴离子交换反应几乎是同时进行的，置换出的进行的，置换出的H+和和OH-立即生成水，都不会积累，消除了反离立即生成水，都不会积累，消除了反离子作用，交换反应进行得十分彻
34、底，出水水质很好。交换反应如下：子作用，交换反应进行得十分彻底，出水水质很好。交换反应如下： 交换器内有无数对阴阳树脂，运行过程中阳树脂吸附水中的阳离子放出H， 阴树脂吸附阴离子放出OH，同时H和OH反应成H2O。 RH+ROH+Na+Cl-RH Na+ ROHCl-=H+OH=H2OCa2+SO42- Ca2+SO42-Mg2+HCO3- Mg2+HCO3-Fe3+HSiO3- Fe3+HSiO3-36进水装置进水装置中间排液装置中间排液装置排水装置排水装置进碱装置进碱装置反洗空间反洗空间树脂层树脂层混合床结构示意图混合床结构示意图 混合床是圆柱型密闭容器。其内部混合床是圆柱型密闭容器。其内
35、部有进水装置、排水装置、中部有再生时有进水装置、排水装置、中部有再生时排再生废液的中间排水装置等。为了便排再生废液的中间排水装置等。为了便于阳、阴树脂分层，混合床中阳树脂与于阳、阴树脂分层，混合床中阳树脂与阴树脂的湿真密度差应大于阴树脂的湿真密度差应大于0.150.20gcm3。国内混合床采用的阳、。国内混合床采用的阳、阴树脂的体积比为阴树脂的体积比为1：2。 经过一级复床处理后的水质，经过一级复床处理后的水质，一般一般电导率小于电导率小于0.2S0.2Scmcm，pHpH接近中性，接近中性，含硅量含硅量( (以以SiOSiO2 2计计) )在在20g20gL L以下。以下。37树脂的再生无顶
36、压逆流再生的操作步骤：无顶压逆流再生的操作步骤：1 1）小反洗。小反洗。只只对压脂层进行反洗，冲洗掉积聚在压对压脂层进行反洗，冲洗掉积聚在压脂层上的污染物。用水为该级交换器的进口水，流脂层上的污染物。用水为该级交换器的进口水，流速树脂不乱层为宜，一直反洗至出水清澈为为止。速树脂不乱层为宜，一直反洗至出水清澈为为止。2 2）放水放水。待树脂颗粒下沉后，放掉中间排液装置以待树脂颗粒下沉后，放掉中间排液装置以上的水。上的水。3 3）进再生液进再生液。将再生液放入交换器内，严格控制其将再生液放入交换器内，严格控制其流速和浓度流速和浓度4 4）逆流再生逆流再生。进完再生液，关闭再生液计量箱出口进完再生液
37、，关闭再生液计量箱出口阀，按再生液的流速和流量继续用稀释再生液的除阀，按再生液的流速和流量继续用稀释再生液的除盐水进行冲洗，直至出水指标合格为止。关闭进水盐水进行冲洗，直至出水指标合格为止。关闭进水阀。阀。5 5）小正洗小正洗。水从上部进入，控制适当的流速，洗去水从上部进入，控制适当的流速，洗去再生后压脂层中残留的再生废液和杂质。小正洗用再生后压脂层中残留的再生废液和杂质。小正洗用水为运行时的进口水。水为运行时的进口水。 6 6）正洗正洗。用水自上而下进行正洗，直到出水水质合用水自上而下进行正洗，直到出水水质合格，即可投运运行。格，即可投运运行。压脂层压脂层进进水水再再生生液液出出水水逆流固定
38、床制水和再逆流固定床制水和再 生流向图生流向图再生废液再生废液进进水水再再生生液液出出水水 交换器经过多周期运行后，下交换器经过多周期运行后，下部树脂层也会受到一定程度的污部树脂层也会受到一定程度的污染，必须定期对整个树脂层进行染，必须定期对整个树脂层进行大反洗，大反洗前先进行小反洗，大反洗，大反洗前先进行小反洗，在大反洗时流量应由小到大，逐在大反洗时流量应由小到大，逐步增大。从下步进水废液由上部步增大。从下步进水废液由上部的反洗排水阀排出的反洗排水阀排出。38EDIEDI装置系统装置系统工作原理工作原理 EDI(电除离子技术)，是一种将离子交换技术、离子交换膜技术和离子电迁技术相结合的纯水制
39、造技术。它巧妙的将电渗析和离子交换技术相结合，利用两端电极高压使水中带电离子移动，并配合离子交换树脂及选择性树脂膜以加速离子去除，从而达到水纯化的目的。在EDI除盐过程中，离子在电场作用下通过离子交换膜被清除。同时，水分子在电场作用下产生氢离子和氢氧根离子，这些阴、阳离子对离子交换树脂进行连续再生，以使离子交换树脂保持最佳状态。连续电除离子装置（EDI）由淡水室、浓水室组成。面向正极的阴离子交换膜（AEM）与面向负极的阳离子交换膜（CEM）之间构成淡水室；面向负极的阴离子膜与面向正极的阳离子膜之间组成浓水室。39在淡水室和浓水室中间夹着阴、阳离子树脂，当水从淡水室和浓水室流过时，离子交换树脂就
40、吸附了水中的离子，在EDI 模块两端的电极提供了横向的直流电场，直流电场驱动离子交换树脂所吸附的离子穿过离子交换膜，其结果是降低了淡水室中水的离子浓度和增加了浓水室中水的离子浓度，从而使得淡水室中水的纯度越来越高。同时H2O在直流电能作用下可分解成H+和OH，使淡水室和浓水室中的离子交换树脂经常处于再生状态，因而有交换容量，而浓水室中浓水不断地排走。因此，EDI在通电状态下，可以下断地制出纯水，其内填的树脂无需使用工业酸、碱进行再生。EDI模块就是由许多这样的基本单元组合在一起并联工作的。EDI 与常规的离子交换床的不同之外，主要在于再生方法上。前者由于直流电能的作用使H2O 分解出H+和OH
41、，使树脂随时处于再生状态，后者需使用传统的工业酸碱再生，要使用一套单独的酸碱再生系统。4041锅炉给水加氨原理锅炉给水加氨原理加氨目的：提高给水PH值，减少给水系统游离CO2造成的酸性腐蚀。原理：NH3+H2O=NH4OHNH4OH+H2CO3=NH4HCO3 水中PH值7.9NH4OH+NH4HCO3 =（NH4）2CO3+H2O 水中PH值9.2如果把给水的PH值从8提到10，钢材的腐蚀现象明显减少，但热力系统存在铜管，氨和铜发生化学反应，兼顾对铜的腐蚀，要求给水的PH值调节在8.5-9.5范围，一般锅炉给水PH值要求在8.8-9.2。 氨对铜材的影响：CU2+nNH3 CU2（NH3）n
42、42炉外化水处理各单元水质控制标准炉外化水处理各单元水质控制标准43第四章火电厂炉内化水处理工艺441 1、炉水磷酸三钠、氢氧化钠加药混合处理、炉水磷酸三钠、氢氧化钠加药混合处理加药目的加药目的：防止水冷壁管结钙镁水垢并减缓结垢速率；增加炉水缓冲性，防止水冷壁发生酸性或碱性腐蚀；降低蒸汽中SiO2，改善汽轮机沉积物的化学性质，减少汽轮机腐蚀。45防垢原理防垢原理向炉水中加入适当的PO43与炉水中的Ca2、Mg2发生反应，生成松软的水渣，随锅炉排污排出，从而防止炉内受热面产生钙、镁结垢及腐蚀，保证水、汽品质良好及设备的安全运行。锅炉运行时，炉水PO43控制在28mg/L范围内，防止炉管结垢。在碱
43、性溶液中，PO43-与Ca2、Mg2反应式如下：10Ca2+6PO43-+20H-Ca10(OH)2(PO4)6（碱式磷酸钙）3Mg2+2SiO32-+2OH-+H2O3MgO.2SiO2.2H2O(蛇纹石)炉水磷酸盐处理必须维持一定pH值，不应低于8.5，如果太低，会产生Ca3(PO4)2二次水垢，附着在受热面上，炉水必须保持一定OH-碱性，才能保证Ca以碱式磷酸钙形成沉渣，但是，如果pH值过高，也会引起碱性腐蚀和苛性脆化。46磷酸三钠、氢氧化钠溶液的配制磷酸三钠、氢氧化钠溶液的配制(1)检查溶液箱出口门、排污阀在关闭状态；(2)开启溶液箱进水门，放水至合适液位后关闭；(3)将适量磷酸三钠、
44、氢氧化钠按照10：1的比例加入溶液箱中的溶药栏内；(4)开启溶液箱进水门，加入足够溶解水后关闭；(5)启动溶液箱搅拌器，使磷酸三钠充分溶解，浓度控制在（4-5）（磷酸三钠的加入量以控制炉水PO43含量和炉水pH值在合格范围内）。磷酸三钠溶液箱在溶解好药液以后，必须静置30min以上才允许投入使用，以防杂质吸入泵内。472 2、锅炉的排污控制、锅炉的排污控制连续排污 连续排污又称表面排污。是从汽包中溶解盐类浓度较大的部位（炉水表面）连续地排放炉水，其目的是防止炉水含盐量和含硅量过高，并排除炉水内细微的悬浮物。根据炉水浓度及加药处理等情况，化学值班员要对每台炉的连排门开度进行及时调整。在保证蒸汽品
45、质合格的同时应尽量关小连排门开度，过量排污会造成热量损失和补水率增高，排污率控制在锅炉蒸发量的0.33.0。遇到下列情况应对连续排污进行调整,调整的开度、时间应做详细记录：(1)锅炉启动阶段，炉水较浑浊时，连排应调至最大；(2)炉水pH、PO43-等接近超标，应适当增加连排量；(3)炉水pH、PO43-、电导率等低于标准时，应减少连排量；(4)给水品质不良时（如凝汽器泄漏）应增加连排量48定期排污定期排污 定排又称底部排污，是从锅炉水循环系统的最低点（水冷壁下联箱），排放部分炉水，其目的是排出沉淀在底部的水渣和氧化铁沉积物；正常情况下，每天至少进行一次排污（锅炉负荷较低时）。遇到下列情况，应增
46、加定排次数：(1)锅炉刚启动，炉水较浑浊时；(2)水汽品质不良，增大加药处理后；(3)水中含盐量或SiO2含量超标，连排不能满足要求时；(4)新安装的锅炉在投产启动初期。49第五章热力系统水汽监督50过热蒸汽过热蒸汽7生生水水补给水补给水凝结水凝结水冷却水冷却水冷冷却却水水水排汽排汽11 107 8 8111124412 7599233给给水水6 621 1锅炉；锅炉；2 2汽轮机；汽轮机；3 3发电机；发电机；4 4凝汽器；凝汽器；5 5凝结水泵；凝结水泵；6 6凝结水精处凝结水精处理设备；理设备；7 7低压加热器；低压加热器；8 8除氧器；除氧器；9 9给水泵；给水泵；1010高压加热器；
47、高压加热器；1111补补给水处理设备；给水处理设备；12冷却水泵冷却水泵 凝汽式发电厂水汽循环系统主要流程凝汽式发电厂水汽循环系统主要流程51在上述系统中，汽水的流动虽呈循环状，但这是主流，并非全部，在实际运行中总不免有些损失。造成汽水损失的主要原因有如下几个方面：（1）锅炉部分。锅炉的排污放水，锅炉安全门和过热器放汽门的向外排汽，用蒸汽推动附属机械（如汽动给水泵），蒸汽吹灰和燃烧液体燃料（如油等）时采用蒸汽雾化法等，都要造成汽水损失。（2）汽轮机机组。汽轮机的轴封处要连续向外排汽，在抽气器和除氧器排气口处会随空气排出一些蒸汽，造成损失。（3）各种水箱及采样器。有溢流、长流等损失。（4）管道系
48、统。各管道系统法兰盘连接处不严密和阀门漏泄等原因，也会造成汽水损失。 为了维持发电厂热力系统的水汽循环运行正常,凝汽式发电厂在正常运行情况下，补给水量不超过锅炉额定蒸发量的24。52水、汽质量标准的控制指标说明水、汽质量标准的控制指标说明1. 蒸汽蒸汽（1）为了防止蒸汽通流部分，特别是汽轮机内积盐，必须对锅炉蒸汽汽质进行监督。）为了防止蒸汽通流部分，特别是汽轮机内积盐，必须对锅炉蒸汽汽质进行监督。饱和蒸汽和过热蒸汽应同时监督的原因是：饱和蒸汽和过热蒸汽应同时监督的原因是： 便于检查蒸汽汽质劣化的原因。例如，饱和蒸汽汽质较好，而过热蒸汽汽质不良，便于检查蒸汽汽质劣化的原因。例如，饱和蒸汽汽质较好
49、，而过热蒸汽汽质不良，表明蒸汽在减温器内被污染。表明蒸汽在减温器内被污染。 可以判断饱和蒸汽中的盐类在过热器内的沉积量。可以判断饱和蒸汽中的盐类在过热器内的沉积量。 （2）由于钠盐和硅酸往往是蒸汽携带的主要杂质，所以对钠和硅含量的监测是监督）由于钠盐和硅酸往往是蒸汽携带的主要杂质，所以对钠和硅含量的监测是监督蒸汽品质的主要指标。蒸汽品质的主要指标。（3）电导率的测定，操作简便、灵敏度高，因此高压以上的锅炉为了及时掌握蒸汽）电导率的测定，操作简便、灵敏度高，因此高压以上的锅炉为了及时掌握蒸汽中的含盐量，常将蒸汽经冷凝后通过氢离子交换柱，连续测定其电导率的大小，从而中的含盐量，常将蒸汽经冷凝后通过
50、氢离子交换柱，连续测定其电导率的大小，从而反映出蒸汽含盐量的状况。采用氢离子交换后的电导率而不采用总电导率，是为了避反映出蒸汽含盐量的状况。采用氢离子交换后的电导率而不采用总电导率，是为了避免蒸汽中氨的干扰（对凝结水电导率测定也是如此）。免蒸汽中氨的干扰（对凝结水电导率测定也是如此）。532、给水 为了防止锅炉及给水系统的腐蚀、结垢，并且在锅炉正常排污的情况下，能保证为了防止锅炉及给水系统的腐蚀、结垢，并且在锅炉正常排污的情况下，能保证锅水水质量合格，必须对给水水质进行监督。标准中各项指标的监测意义如下：锅水水质量合格，必须对给水水质进行监督。标准中各项指标的监测意义如下：（1）硬度。）硬度。
