锅炉补给水系统【苍松书屋】.ppt

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1、锅炉补给水系统,1,深层分析,一、火电厂用水概述,2,深层分析,1、火电厂水处理的重要性,长期的实践使人们认识到，热力系统中水的品质，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含有许多杂质，这种水如进入汽水循环系统将会造成各种危害。为了保证热力系统中有良好的水质，必须对水进行适当的净化处理和严格地监督汽水质量。火电厂中由于汽水品质不良而引起的危害简述如下： （1）热力设备的结垢。如果进入锅炉或其他热交换器水质不良，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。,3,深层分析,1、火电

2、厂水处理重要性,（2）热力设备的腐蚀。火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。火电厂的给水管道、各种加热器、锅炉省煤器、水冷壁、过热器和汽轮机凝汽器，都会因水质问题而腐蚀。腐蚀不仅要缩短设备本身的使用寿命，造成经济损失，而且金属腐蚀产物转入水中，使给水中杂质增多，从而加重在高热负荷受热面上的结垢，结成的垢又会加速锅炉炉管腐蚀。此种恶性循环，会迅速致爆管事故。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。,4,深层分析,1、火电厂水处理重要性,（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

3、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，火电厂水处理工作对保证发电厂的安全、经济运行具有十分重要的意义。,5,深层分析,2、火电厂水处理工作主要内容,净化原水，制备热力系统所需质量合格、数量充足的补给水。通常称为锅炉补给水处理。 对给水进行除氧或加氧、加药处量。 对直流锅炉机组或某些亚临界压力、

4、超临界压力、汽包 锅炉机组进行凝结水的净化处理。称凝结水精处理。 对循环冷却水进行防垢、防腐蚀和防止微生物滋生等处理。 对各种废水进行处理。 提供厂区饮用等生活用水。 热力设备的化学清洗以及停炉保养。 对热力系统各部分的汽水品质进行化学监督，及时调整水质。,6,深层分析,3、火电厂用水类别,（1）原水（又称生水）。原水是指未经任何处理的天然水（如江河、 湖、地下水，等等），是火电厂中各种用水的来源。 （2）锅炉补给水。原水经过各种方法净化处理后，用来补充机组损失的水，称为锅炉补给水。锅炉补给水按处理方式的不同，又可分为软化水、蒸馏水和除盐水等。 （3）凝结水。在汽轮机中做功后的蒸汽经冷凝成的水

5、，称为凝结水。 （4）疏水。各种水汽管道和用汽设备中的蒸汽冷凝水，称为疏水。疏水经疏水器汇集到疏水箱或并入凝结水系统中。 （5）返回水。热电厂向热用户供热后，回收的蒸汽冷凝水，称为返回水。返回水又分为热网加热器冷凝水和生产返回冷凝水。 （6）给水。送进锅炉的水称为给水。凝汽式发电厂的给水，主要由凝结水、补给水和各种疏水组成。热电厂的给水组成中，还包括返回水。 （7）锅炉水。在锅炉本体的蒸发系统中流动着的水，称为锅炉水，习惯上简称炉水。 （8）冷却水。用作冷却介质的水称为冷却水。在电厂中，冷却水主要是指通过凝汽器用以冷却汽轮的水，其次为发电机的内冷水。,7,深层分析,二、豫能公司补给水处理工艺介

6、绍,8,深层分析,1、豫能公司锅炉补给水处理概况,公司锅炉补给水原水为城市生活处理水和黄河水，原水经补给水泵升压至净水站进行混凝澄清、双室过滤后作为锅炉补给水处理系统的进水。 锅炉补给水处理系统设备（室外水箱除外）主要包括：3套出力为155t/h超滤及其加药、反洗、清洗设备；3套出力为116t/h反渗透及其加药、清洗设备；3列出力为32500一级除盐（阳床+混床）设备；3台出力为32500混合离子交换器（深度除盐）；酸碱储存及再生设备。,9,深层分析,2、我公司补给水处理工艺流程,城市生活处理水和引黄水补给水泵机械搅拌澄清池双室过滤器循环水清水箱和补给水清水箱补水泵及清水泵、冲洗泵生水加热器活

7、性炭过滤器保安过滤器 超滤装置(UF)超滤水箱反渗透给水泵保安过滤器反渗透高压泵反渗透装置中间水箱 逆流再生阳离子交换器逆流再生阴离子交换器混合离子交换器树脂捕捉器除盐水箱除盐水泵主厂房用水点 给水主要分三大系统：预处理+预脱盐+离子交换除盐,10,深层分析,三、循环水处理,11,深层分析,1、工艺流程与主要工艺,城市处理水和黄河水 加药混合 消毒杀菌灭藻 澄清 双室过滤器 循 环水清水池和补给水池,助凝剂,二氧化氯加药,聚合铁溶液,加硫酸,石灰乳,12,深层分析,2、原水预处理,石灰运输车石灰筒仓给料机螺旋输粉机石灰乳搅拌箱石灰乳泵加入到 机械加速澄清池 澄清出水悬浮物保证以下指标： 出水悬

8、浮物510mg/l(进水悬浮物50mg/l时)； 出水悬浮物1015mg/l(进水悬浮物为50100mg/l时)。 出水悬浮物20mg/l，短时50 mg/l (进水悬浮物为100mg/l时)。,13,深层分析,3、预处理概述,城市生活处理水和引黄水中含有的悬浮物、胶体、有机物等，如不预先除去，则会引起管道堵塞、泵与测量装置的擦伤，各种配件磨损，以至影响到后阶段水处理工艺的正常运行。如堵塞及损害反渗透膜、降低离子交换树脂的交换容量，所以在水处理工艺中，应首先除去水中的悬浮物和胶体。 预处理由混凝、沉淀、过滤等工作过程组成。,14,深层分析,4、水的混凝处理,天然水中含有泥沙、黏土等悬浮物和胶体

9、,在对原水进行深度处理之前,必须将它们除去.悬浮物颗粒的直径大于0.1微米,而胶体的颗粒直径处于0.0010.1微米之间。大颗粒悬浮杂质可以通过自然沉降的方法去除，而微小粒径的悬浮物和胶体杂质是难以用自然沉降法去除的。 对于这类水，可在水中投入某些化学药剂来破坏胶体和细微颗粒在水中形成的稳定体系，使其相互聚合成较大的絮凝体，然后予以分离。我们把这样的方法称为混凝澄清处理，所加的化学药剂，称为混凝剂。,15,深层分析,5、水的沉淀与澄清,沉淀法是水处理中常用的一种方法。它是利用水中悬浮颗粒的可沉淀性能，在重力场的作用下产生下沉作用，以达到固液分离的一种过程。 根据水中悬浮颗粒的凝聚性能的强弱，浓

10、度的高低以及可沉颗粒的性质（如比重的等），沉淀可分为三中不同的类型： 1）自由沉淀 当悬浮物浓度不高时，在沉淀的过程中，颗粒之间不相互碰撞，呈单颗粒状态，各自独立地完成沉淀过程。 2）絮凝沉淀 悬浮物在沉淀的过程中，颗粒与颗粒之间可能相互碰撞产生絮凝作用，使颗粒的粒径和质量逐渐变大，沉淀速度不断加快。,16,深层分析,5.1、水的沉淀与澄清,3）成层沉淀（或称拥挤沉淀） 当悬浮物质浓度大于500mg/L时，在沉淀过程中，相邻颗粒间相互妨碍、干扰，沉速大的颗粒也无法超越沉速小的颗粒，各自保持相互位置不变，并在聚合力的作用下，颗粒群结合成一个整体向下沉淀，与澄清水之间形成清晰的液-固界面，沉淀显示

11、为界面下沉。 利用拥挤沉降来去除水中颗粒的设备就是各种类型的澄清池。澄清池就是一种利用池中积聚的泥渣与原水中杂质颗粒相互接触、吸附，以达到泥水快速分离的净水设施。,17,深层分析,6、机械搅拌澄清池,18,深层分析,19,深层分析,20,深层分析,21,深层分析,22,深层分析,7、水的过滤,天然水经混凝、澄清处理之后，水中大部分悬浮物和胶体被除去，但仍残留有少量细小的悬浮颗粒，为保证对悬浮物很敏感的后续处理系统对进水水质的要求，所以还需进一步去除，一般进一步去除细小悬浮物的方法是过滤。 过滤机理包括机械拦截、沉淀及吸附等作用。过滤周期初始时，滤料孔隙较绝大部分待滤杂质尺寸为大，故其对于悬浮杂

12、质的截留以吸附作用为主。随着过滤周期的进行，滤料颗粒表面逐渐为截留杂质颗粒所占据，孔隙尺寸变小而机械拦截作用加大。,23,深层分析,7.1、水的过滤,滤料： 滤料是过滤装置的基本组成之一，确定滤料颗粒的级配和滤料层高，对保证过滤效果的重点。同时，滤料必须具备：足够的机械强度，良好的化学稳定性，适当的粒度组成。 过滤过程的主要因素： 滤速、反洗、水流均匀性、滤池滤料的结块、单层滤料和多层滤料。,24,深层分析,25,深层分析,26,深层分析,27,深层分析,四、锅炉补给水预处理,28,深层分析,锅炉补给水清水泵 活性炭过滤器 超滤保安过滤器超滤装置 超滤出水箱 超滤出水升压泵 管道混 加酸计量泵

13、来盐酸、阻垢剂、还原剂 合器 反渗透保安过滤器 升压泵 反渗透装置 除碳器 中间水箱 阴阳床 混合离子交换器 树脂捕捉器 除盐水箱 去用水,29,深层分析,1、 活性炭过滤器,系统设备主要包括：1) #16 活性炭过滤器每套过滤器包括 7 个气动门， 分别为： 进水阀、 出水阀、 正洗进水阀、 正洗排水阀、 反洗进水阀、 反洗排水阀、 排气阀。 2)设备说明 所有阀门全关为过滤器停止状态 进水阀、出水阀全开、其余阀门处于关闭状态时过滤器为运行状态。,30,深层分析,3)运行步序 启动允许条件：设备处于停止状态及设备没有处于其他顺控状态时，允许启动。首先进行排气，打开排气阀，下一步打开进水阀进行

14、充水，充水结束关闭排气阀，打开正洗排水阀进入正洗阶段，正洗完成关闭正洗排水阀，打开出水阀，过滤器正常投运。 4）停运步序 停运允许条件：设备处于运行状态且设备没有处于其他顺控状态。关闭所有阀门，5秒打开排气阀泄气30秒，停运。 5）反洗步序 启动允许条件：设备处于停止状态，设备没有处于其他顺控状态及没有其他的过滤器处于反洗状态。打开排气阀泄压200S后，打开正洗排水阀进行200秒排水；关闭正洗开水阀和排气阀，打开反洗进水阀和反洗排水阀进行900秒的反洗；打开排气阀和正洗进水阀进行300秒充水，反洗结束。,31,深层分析,32,深层分析,33,深层分析,34,深层分析,2、 超滤装置,系统设备主

15、要包括：1) #13 超滤装置每套超滤装置包括 9 个气动门， 分别为： 上进水门、 下进水门、 上产 水门、 下产水门、 浓水上排水门、 浓水下排水门、 反洗上排水门、 反洗下排水门、 反洗进水门。2) #12 超滤反洗水泵(变频)3) #13 超滤出水升压泵4) #12 超滤反洗加碱泵(变频)5) #12 超滤反洗加药计量泵(变频)6) 反渗透及超滤清洗装置， 配有一台超滤清洗水泵， 清洗水箱为超滤和 反渗透系统公用7) #12 反渗透及超滤清洗水箱电加热器,35,深层分析,顺控步序： 启动允许条件：过滤器必须有一套处于运行状态且本套超滤装置所有阀门处 于关闭状态。 1）启动清水泵，打开上

16、进水门和反洗下排水门，进行上正冲30秒； 2）关闭反洗下排水门，打开下产水门和浓水下排水门，进行上制水； 3）上制水1800秒后，停掉清水泵，关闭上进水门，下产水门和浓水下排水门， 启动反洗水泵，打开反洗进水门，反洗下排水门，进行上反洗45秒； 4）停反洗水泵，启动清水泵，关闭反洗进水门，打开下进水门，进行30秒下 正冲； 5)关闭反洗上排水门，打开上产水门和浓水上排水门，进行下制水1800秒； 6）关闭下进水门，上产水门，浓水上排水门，停清水泵。启动反洗水泵，打 开反洗进水门，反洗下排水门，进行下反洗45秒。 在加强反洗开关投入时， 运行周期次数达到加强反洗设定次数时（ 一般为 12-24

17、之间） ， 进行化学加强反洗。,36,深层分析,37,深层分析,38,深层分析,3、反渗透装置,系统设备主要包括：1) #13 反渗透装置每套反渗透装置包括 1 个电动慢开门， 3 个气动门， 分别为： 进水电动慢开门、 冲洗进水门、 不合格产水排放门、 浓水排放门。2) #13 反渗透高压泵(变频)3) #12 还原剂搅拌电机， #12 还原剂计量泵(变频)4) #12 RO 加酸计量泵(变频)5) #12 UF 加酸计量泵(变频)6) #14 阻垢剂计量泵(变频)7) 反渗透冲洗水泵8) 反渗透及超滤清洗装置， 配有一台反渗透清洗水泵， 清洗水箱为超滤和反渗透系统公用,39,深层分析,顺控

18、步序： 启动允许条件：本套装置处于停止状态及本套装置没有处于其他顺控状态。 1）启动过程：开排放门3秒，开冲洗门3秒，启动反渗透冲洗门进行冲洗400秒，停冲洗泵，关冲洗门，启升压泵，淡水排放120秒，电导合格后开始制水。 2）停运过程：开产排门，再停升压泵和高压泵，开浓排门，开冲洗门，启动反渗透反洗泵，进行600秒反洗。停冲洗泵，关冲洗门，停运。,40,深层分析,41,深层分析,42,深层分析,43,深层分析,44,深层分析,4、 超滤膜及组件,中空纤维式是国内应用最为广泛的一种，其典型特点为没有膜的支撑物，是靠纤维管的本身强度来承受工作压力的。 中空纤维式根据膜的致密层是在中空纤维的仙表面或

19、者外表面，分为内压式和外压式 。 外压式透过方式是从膜外向膜内，适合于进水量进水悬浮物含量较高或者不稳定的情况，在一定的运行参数下，外压式膜的进水浊度可在1000NTU左右而连续稳定运行 。,45,深层分析,外压式与内压式,46,深层分析,中空膜结构,中空纤维膜是超滤膜过滤的最主要型式之一，呈毛细管状。其内表面或外表面为致密层，或称活性层，内部为多孔支承体。致密层上密布微孔，溶液就是以其组分能通过这些微孔来达到分离的目的。,47,深层分析,膜组件,环氧树脂端面封装,中空纤维丝,中心管出水口,壳体,进水管,出水,48,深层分析,超滤装置,49,深层分析,5、反渗透,在相同的压下，当溶液与纯溶剂为

20、半透膜隔开时，纯溶剂会通过半透膜使溶液变稀的现象称为渗透。当半透膜隔开溶液与纯溶剂时，加在原溶液上使其恰好能阻止纯溶剂进入溶液的额外压力称为渗透压，通常溶液愈浓，溶液的渗透压愈大。如果加在溶液上的压力超过了渗透压，则反而使溶液中的溶剂向纯溶剂方向流动，这个过程叫做反渗透。反渗透又称逆渗透，一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂，即渗透液；高压侧得到浓缩的溶液，即浓缩液 。,50,深层分析,5.1反渗透处理技术特点,利用反渗透原理进行分离的方法，就是反渗透膜分离技术，其特点如下： 在常温不发生相变化的条件下，可以对溶质和水进行分离，适用于对热敏感物质

21、的分离、浓缩，并且与有相变化的分离方法相比，能耗较低。 杂质去除范围广，不仅可以去除溶解的无机盐类，而且还可以去除各类有机物杂质。 较高的除盐率和水的回用率，可截留粒径几纳米以上的溶质。 由于只是利用压力作为膜分离的推动力，因此分离装置简单，容易操作、自控和维修。 由于反渗透装置要在高压下运转，因此必须配备高压泵和耐高压的管路。 反渗透装置要求进水要达到一定的指标才能正常运行，因此原水在进入反渗透装置之前要采用一定的预处理措施。为了延长膜的使用寿命，还要定期对膜进行清洗，以清除污垢。,51,深层分析,5.2反渗透系统流程,52,深层分析,反渗透装置,53,深层分析,五、离子交换除盐系统,54,

22、深层分析,1.1概述,水经絮凝沉淀池处理后，除去大部分悬浮物和部分胶体等杂质，再经过超滤反渗透系统处理后，除去大部分胶体和盐份，但是水中的离子含量仍很高，如作锅炉的补给水，还必须进行水的深度除盐处理，达到锅炉补给水标准方能使用。在给水处理上，把降低水中阳离子和阴离子含量的处理称做水的除盐。在现代电厂锅炉的水处理中，离子交换法除盐是必须采用的工艺。工艺的核心是离子交换树脂。离子交换工艺可将水中的离子态杂质几乎全部除尽，制得的水可接近“纯水”。 离子交换除盐是指用H型树脂将水中各种阳离子交换成H+，用OH型阴树脂将水中各种阴离子交换成OH-。,55,深层分析,1.2 离子交换原理,离子交换树脂是本

23、身带有活性基团的有机合成物质，由于其外形与松树分泌的树脂相象而得名。树脂在水中其本身带有的活性基团中的离子与水中同符号的离子进行交换，如H型强酸性离子交换树脂遇到含有Ca2+的水时，就会发生如下交换反应： 2RH + Ca2+ =R2Ca + 2H+ 交换的结果，水中Ca2+被吸附在树脂上，树脂原有的H+进入水中，水中Ca2+被除去 转变成钙型的树脂。若用盐酸处理，则树脂又恢复成H型，这一过程称之为树脂的再生。树脂的这一特性从而可使树脂反复使用。,56,深层分析,1.3阳离子交换器,进入一级除盐系统的水是经预处理、预脱盐的水，水中只含有少量的溶解性杂质。溶解性杂质包括阳离子、阴离子、少量胶体硅

24、等。其中水中的阳离子主要由Ca2+、Mg2+、K+、Na+和极少量的Al3+、Fe3+离子组成，阴离子主要由HCO3、SO42-、Cl和少量的NO3-、HSiO3-离子组成。 当水通过强酸性H型阳交换器时，水中所有的阳离子都被强酸性H型树脂吸收，活性基团上的H+被置换到水中，与水中的阴离子组合生成酸。,57,深层分析,1.3.1 阳离子交换器,阳离子交换器的出水是酸性水。但当交换器运行失效时，其出水中就会有其它阳离子的泄漏，而在诸多的阳离子中，首先漏出的阳离子是Na+，故习惯上称之为漏钠。当出水中的Na+超过一个给定的极限值时，阳离子交换器被判失效，需停运再生后才能投入运行。 为什么阳交换器失

25、效时，首先发生漏钠，而不是漏Ca2+或Mg2+离子？Fe3+A13+Ca2+Mg2+K+NH4+Na+,58,深层分析,1.3.2阳离子交换器,59,深层分析,60,深层分析,61,深层分析,1.4 阴离子交换器,阴离子交换实质上是阴树脂中的OH与酸性水(经过阳离子交换及除碳)中的负离子进行交换。所以在强碱性阴离子交换器内发生的反应,NO3- + ROH RNO3 + OH- （SO42NO3ClOHFHCO3HSiO3,62,深层分析,63,深层分析,64,深层分析,1.6 混合离子交换器,混合床是圆柱型密闭容器。其内部有进水装置、排水装置、中部有再生时排再生废液的中间排水装置等。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H+和OH-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底，出水水质很好。,65,深层分析,66,深层分析,67,深层分析,68,深层分析,69,深层分析,70,深层分析,六、工业废水,主厂房机组排水槽废水 废水储存塔 酸碱废水池 废水泵 PH调节混合器 机械加速澄清池 混合器 清净水箱 泥浆去循环水处理系统浓缩池 清水回用泵 清水回用场所 浓缩池来泥浆 浓缩池 浓缩池排泥输送泵 去脱硫系统浆液箱,71,深层分析,72,深层分析,73,深层分析,74,深层分析,Thank you !,75,深层分析,