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1、电厂化学水处理培训,2018年9月,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,目 录,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,第一章,火电厂化水处理概述,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
2、的结垢、腐蚀和积盐。发电厂化学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。,火电厂化水处理主要内容,1、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，除去水中溶解的钙、镁离子等硬度成分；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。 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。 4、在热电厂中，对生产返回水进行除油、除铁、除氧等净化处理的电厂化学水处
3、理。,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。,（2）热力设备的腐蚀。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
4、。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
5、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。,第二章,火电厂水质指标及其特性,根据电厂用水所含杂质不同将用水分为： 原水：原水就是锅炉的水源水。通常包括地表水和地下水。 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： 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：蒸汽的热能被利用后，所回收的冷凝水通常称为生产回水
6、或凝结水。 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。 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，为保证炉水的质量，必须排污，这就是排污水。 冷却水：用作冷却介质的水称为冷却水。,按含盐量分类,按硬度分类,水的分类：,水中杂质： 悬浮物：悬浮物是构成水中混浊度的主要因素，一般粒径在100nm 以上。 胶体物质：是由许多分子或离子组成的集合体，其颗粒直径一般为1nm100nm之间 。 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存在。 溶解离子： Na+、K+、Ca2+、Mg2+ 、HCO3、CI、SO42等。 溶解气体：主要有O2、CO2 等。,水质指
7、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： 一种是表示水中所含有的离子或分子来表示，如钠离子、氯离子、磷酸根离子、溶解氧等等,一般称为水质指标。 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、SDI等，这种指标是由于技术上的需要而拟定的。故称为水质技术指标。,水质技术指标,SDI、悬浮物和浊度。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“福马肼”（FTU、NTU）表示。 SDI：反渗透膜
8、污染指数（Silting Density Index, 简称SDI），也称之为FI（Fouling Index）值，是反渗透水处理系统中水质指标的重要参数之一，SDI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。,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（YD）。 常用的 硬度的定义式为：YD（1/2Ca 2+ +1/2Mg2+ ） 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，mol/L . C (1/2CaCO3) = C (1/2CaO) = C (1/2Ca 2+ )mol/L 质量浓度，ppm（mg/L）， 1mg/L CaCO3称为1 p
9、pm硬度。由于 1/2CaCO3的摩尔质量为5 0g/L，1 mmol/L的（1/2CaCO3）硬度就相当于50mg/L即50ppm硬度。,碱度和酸度 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OH、 1/2CO32、HCO3。天然水中的碱度主要是HCO3。 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 各种酸类及强酸弱碱盐，天然水中的酸度主要是H2CO3。 阳床（阳树脂）出水的酸度主要是强酸HCI、H2SO4。及碳酸H2CO3。,有机物与化学耗氧量：表示水中有机物及还原性物质含量的一项指标。COD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
10、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剂的量，计算折合成氧的质量浓度，称为化学耗氧量，单位以mg/L来表示。一般说COD越高，水中有机物污染越严重。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。同一水样，用重铬酸法测定比用高锰酸钾测定结果要高一些。,水质指标间的关系 碱度与硬度,1、硬度大于碱度：这种水称为非碱性水，钙、镁离子将首先与HCO3形成碳酸盐硬度（YDT），剩余硬度离子即钙镁离子与SO42、CI等其它阴离子形成非碳酸盐硬度（YDF）。 2、硬度等于碱度：
11、在这种水中，钙、镁离子全部与HCO3形成碳酸盐硬度。既没有非碳酸盐硬度也没有剩余碱度。 3、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，剩余的碱度则与Na+、K+形成钠碱度（JDNa）称为负硬度，此时无非碳酸盐硬度。,碱度与碱度离子,碱度（JD）：碱度是表示水中能接受氢离子的一类物质的量。根据酸碱滴定法测定水中的碱度，这时所用的标准溶液是HCI或H2SO4溶液，酸与各种碱度离子的三个反应是： OH+H+=H2O CO32+H+= HCO3 HCO3+ H+=H2O+ CO2 根据所加指示剂不同，碱度又可分为甲基橙碱度(JD甲)和酚酞碱度(JD酚)。加酚酞指示剂时只能完成上述两个反应
12、；加甲基橙指示剂时三个反应全部完成。称(JD甲)为全碱度。 在实际的滴定分析中往往是先加酚酞指示剂，滴至终点pH约为8.3，再加甲基橙指示剂继续滴至终点pH值为4.2。此时的总碱度应为(JD全)= (JD)酚+(JD)甲。,碱度离子可能存在的五种不同情况,假设滴定中消耗的酸量分别用a（酚酞碱度）、b（甲基橙碱度）（单位：mL) 1.ab 碱度离子为CO3和OH，没有HCO3； 2.a0 碱度离子只有HCO3；没有CO32 ，OH ； 5.b=0,a0 碱度离子只有OH。 锅炉用水中碱度主要由OH、 CO32、HCO3及其它少量的弱酸盐类组成。 碱度的计量单位为mmol/L， 其基本单元为： O
13、H、 1/2CO32、HCO3 炉水中基本上不存在HCO3，因为在高温高压下 HCO3CO32+H2O+CO2 CO32+H2O2OH+CO2 当氢氧根和碳酸氢根共存时，相互作用发生以下反应： HCO3+ OHCO32+ H2O 所以炉水中的碱度主要是CO32 、OH。生水中的碱度主要是HCO3。,碱度与PH值,pH值是表征溶液酸碱性的指标，pH值越大，OH浓度越高。而碱度中，除了OH含量外，还包含了CO32和HCO3含量。所以，它们之间既有区别又有联系。其联系是：在一般情况下，pH值会随着碱度的提高而增大，但这还取决于OH碱度占总碱度的比例；区别是：pH值大小只取决于OH与H+的相对含量，而
14、碱度大小则反映了组成碱度的各离子的总含量。因此，对于pH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，pH值也不一定合格。,第三章,火电厂炉外化水处理工艺,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、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。,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
15、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，短时1000mg/l，出水3-5mg/l。,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
16、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）。,絮凝剂/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
