水汽质量管理.

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1、热电事业部水、汽质量 管理工作汇报 2010年11月3日 内容导视 水质的概念 水处理运行相关原理 水汽指标制定，取样、分析、监 控管理 水质的概念 二、水质分析项目制定的指导依据 三、水质分析技术指标 一、水中杂质的类别及对生产的影响 第一部分 天然水中含有杂质的种类虽然较多，但主要杂质的种 类基本都是一致的，主要分三大类：悬浮物、胶体、溶解 物质（分子、离子） 一、水中杂质的类别及对生产的影响 1、“三水”概念 （1）、循环水：通过江边井筒取水泵，抽取长江水经过简单沉砂处理 后送往汽机凝汽器作循环冷却水或作为一次水生产原水；合成氨系统 循环换热的水（阻垢缓蚀，提高浓缩倍率，对水中的碳酸钙、

2、磷酸钙 等鳌合分散，以实现闭路循环）。 循环水、一次水、净水概念及区别 （2）、一次水：（工业水）原水经加药后混凝、沉淀、过滤处理降低 浊度后，送至各用户作为生产系统介质换热、冷却、制取脱盐水等处 使用； （3）、净水：通常又称脱盐水，是指一次水经过离子交换法或膜法去 除水中所含的阴、阳离子，减少水中各种离子含量，达到热力设备用 水标准。我公司按处理工艺，将脱盐水分为一级脱盐水、二级脱盐 水、三级脱盐水，合成氨系统使用的为一级脱盐水，硫酸锅炉、热电 锅炉使用其中的二级脱盐水，氯碱使用的为三级脱盐水。 2、“三水”区别 （1）、循环水：悬浮物高（聚合氯化铝、聚丙烯酰胺-阴离子型）； （2）、一次

3、水：江水去除悬浮物后，水质较为清澈，但水中盐分含量并未大 的改变；深井水也属于此范畴 （3）、净水：即脱盐水，水中Ca2+、Mg2+等各种离子均被去除之后的水，水 中盐分均被去除，即相对纯净的H2O 。热力设备必须使用经过脱盐处理的水 ，可降低设备的结垢、盐分析出，确保设备安全长周期运行。 水的水质随处理工序加强，含盐量降低，水质逐层提高： 水处理的工艺顺序： 循环水（去悬浮物） 一次水（除盐） 一级脱盐水（精除盐 ） 二级脱盐水（深除盐） 纯水 1、悬浮物：使水不透明，会在管道、生产设备水侧产生沉 积物而影响热效率或工艺反应过程。（颗粒直径约在10-4毫 米以上的微粒，水发生浑浊现象，例如：

4、 长江水、造气循 环水） 处理方法：添加药剂絮凝、沉降、过滤 2、胶体：含量高时对工艺反应过程影响，会使热力设备、 管道内用沉积物。（例如：有机胶体主要为腐植质；矿物 胶体，主要是铁、铝和硅的化合物。） 处理方法：沉淀、精滤 杂质的类别及对生产的影响 水是化工生产的血液，循环水水质不达标则极易出现沉 积、结垢、腐蚀、堵塞、冷却效果差等很多问题；如果脱 盐水水质不达标，易腐蚀、锅炉等热力设备结垢，将严重 制约生产正常运行和安全。 例如：一次水制取、循环水处理 混凝、沉降 过滤 平流池混凝 沉降 循环水旁滤 化水精滤 去除悬浮物和胶体物质 3、溶解物质（分子、离子）：使热力设备腐蚀、结垢（ 如 F

5、e3+ 、Ca2+ 、 Mg2+ 、 Na+ 、HCO3- 、 SO42- 、 Cl- 等）。 处理方法：除盐（化学除盐、膜法除盐） 混 合 交 换 器 二级 水箱 中间水箱 脱碳 阳 交 换 器 阴 交 换 器 一级 水箱 反渗透 除盐 中间水箱 脱碳混 合 交 换 器 三级 水 工艺流程示意图 外供 絮凝沉淀一次水 过 滤 器 炭 滤 器 取水 二、水质分析项目制定的指导依据 水质标准制定以生产使用部门生产实际需求而定 如污水需要测定氨氮、COD等项目，除盐水则需要测定含盐量等 1、对于合成氨生产用除盐水需分析的项目为: (1)、PH：氢离子浓度指数,就是通常意义上溶液酸碱程度的衡量标 准

6、。 (2)、电导率（T.D.S）：水的导电性即水的电阻的倒数，通常用它来 表示水的纯净度，近似表示水中离子含量的多少 (3)、硬度：水的硬度是指水中钙、镁离子的浓度 (4)、氯离子：Cl- (5)、浊度：悬浮物 以国标GB/T1576-2007要求制定 1、化水一级除盐水控制指标为: (1)、PH：7.0-9.5 (2)、电导率：5us/cm (3)、硬度=0 mmol/L (4)、氯根：5mg/L（原指标，现按新规定指标执行） (5)、浊度=0 FTU (6)、 Na+ 200ug/L 对比情况如下： 标准要求水质一级水控制指标 PH7.0-9.57.0-9.5 电导率-5us/cm 硬度2

7、mmol/L0 浊度2FTU0 Na+-200ug/L 氯根-5mg/L 2、对于热电热力设备生产用除盐水需分析的项目为： (1)、PH (2)、电导率 (3)、Na+ (4)、SIO2 以国标GB/T12145-2008火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量要 求制定 2、热电除盐水控制指标为：（二级除盐水） (1)、PH： 8.8-9.3 (2)、电导率：1us/cm (3)、 SIO2 20ug/L (4)、 Na+ 20ug/L (5）、硬度=0 mmol/L （6）、氯离子0.5 mg/L 对比情况如下： 标准要求水质二级水控制指标 PH8.8-9.38.8-9.3 电导率-1us/cm

8、 SIO2蒸汽20ug/Kg20ug/L Na+蒸汽15ug/Kg20ug/L 硬度0.002mg/L0 氯根-0.5 mg/L 根据水质要求，选择水处理工艺和设备： 工艺简单流程： 混凝、沉降、过滤江水一次水 离子交 换、RO 一级脱盐水 混床深除盐 二级脱盐水 三级混床深除盐 纯水 第二部分 水处理运行原理 一、混凝、沉降、过滤原理 混凝处理就是在水中投加混凝剂的化学药品PAC，促使微小 的颗粒变成大颗粒而下沉(架桥、捕集、沉淀)。 二、脱盐原理 阳树脂： 当含有硬度的水通过阳离子交换树脂（0017）时，该树脂结合水中Ca2+、 Mg2+、Na+ 等阳离子，释放H+ 到水中。以Ca2+ 为

9、例反应如下： 阴树脂：经阳离子交换器带有H+的出水，先经除碳器除去CO2，通过强碱性阴离子交换树 脂时，水中各种阴离子如CL-、SO42- 等均被树脂吸着，树脂上的OH- 被置换到水中，与水中的 H+ 结合成水。 （2）、反渗透除盐 通过反渗透装置膜法除去水中的各种阴、阳离子，中间水经过二级 混合离子交换器处理制取二级水。 1、除盐水监控 Na+作为控制指标: 阳树脂对水中离子的吸附选择能力的大小顺序 Fe3+ Al3+ Ca2+ Mg2+ K+ NH4+ Na+ H+ 树脂从上至下依次逐层吸附脱盐，对钠离子的吸附能力最弱，当出水Na+超标时 可以判断树脂层开始贯穿，判断倒运，开始再生程序；因

10、此除盐水采用钠离子作 为控制指标。 2、阴树脂对水中离子的吸附选择能力的大小顺序 1. PO33- SO42-NO3-Cl-OH-HSiO3- 。由此可知，对 HSiO3-的吸附能力最弱。 树脂从上至下依次逐层吸附脱盐 限制CL-的含量：合成氨设备中不锈钢的晶体结构有氯离子存在的情况下，对其晶体结 构会产生应力腐蚀。奥氏体不锈钢大都是不耐腐蚀的。 达到的指标为:PH：7.0-9.5、电导率：5us/cm、硬度 =0 mmol/L、氯根：0.5mg/L、 Na+ 200ug/L 随着高压、超高压、大容量机组、生产系统长周期稳定 的要求，需要对水质进一步提高，便采用在同一交换 器中完成许多级离子交

11、换过程的混合交换器，以制取 更纯净的水。 混合离子交换，将阴、阳离子交换树脂放在同一个交换器中，在运行 前将其混合均匀。由于树脂是相互均匀混合的，其阴、阳离子交换几 乎同时进行，即水的阳离子交换和阴离子交换是多次交错进行。所以 经H型树脂交换产生的H+ 和经OH型树脂交换所产生的OH- 都不能累 积起来，基本上消除了反离子的影响，交换反应进行得十分彻底，出 水水质很高。 由上可逆反应可以看出，阳床出水为酸性，电离出H+,影响RH对Na的 吸附，所以阳床在正常运行中有一定量Na+均匀漏过，漏过的钠离子 影响出水水质；阴床电离出OH-，影响对阴离子特别是 对SIO3-的吸 附， 对于混床而言，阴阳

12、离子吸附同时产生，生成的 阳床H+、 OH-立即 反应生成水，无反离子的影响，交换反应十分彻底，所以出水水质很 高。 二级除盐水出水控制指标： PH： 6.7-9.3、电导率：1 10-6s/cm SIO2 2 10-5g/L、 Na+ 2 10-5g/L 硬度=0 mmol/L 同时根据物质反应平衡常数K值进行计算，也可以看出对水中离子吸附 程度非常高，出水基本无离子，接近纯水。 RH+ROH+NaCl=RNa+RCl RNa RCl H2O 2255.5 K = = RH ROH NaCl 1.00810-14 =2.210161 可见混床反应平衡常数非常大，因此混床交换反应除盐非常彻底。

13、 在混床吸收水中离子进行深度除盐中，进水中主要为一价态阳离子和二 价态阴离子，阳树脂的工作交换容量E阳比阴树脂的工作交换容量E阴大 ， E阳是E阴的2倍，因此在混床中阳、阴树脂比例为1：2，但随着原水 的变化，一级脱盐水内阴阳离子含量会波动，混床进水阴阳离子含量 比例变化和树脂比例的改变，水中二氧化碳存在等，会导致混床出水 PH值会波动7，出水就需要加氨处理提高给水的pH值，防止酸性腐 蚀。 (全挥发处理 AVT) CO2+H2 O H2CO3 H+HCO3 NH3H2O=NH4+OH NH3H2O+H2CO3 = NH4HCO3+H2O； NH4HCO3+ NH3H2O = (NH4)2CO

14、3+H2O 因为氨是挥发性很强的物质，不论在水汽系统中的哪个部位加入，整个 系统的各个部位都会有氨，保证H+的消除，避免合成氨汽水管网酸性腐 蚀。 AVT全挥发处理的优点 不会增加生产系统水、汽中的有害物质含盐量。 不会产生碱引起的腐蚀；因为是挥发性的，随着温度 的升高，氨逐步挥发，随蒸汽带走，可以保证避免生 产整个汽水系统的酸性腐蚀，不会在局部位置浓缩成 浓碱引发金属应力破坏。 不会出现其它碱性盐类“隐藏”现象。 因此，目前在绝大部分水汽系统均使用AVT处理，在国标和电 标中对加氨后只要求PH值，对电导率不作要求。 NH3H2O=NH4+OH 第三部分 水汽取样、分析、监控管理 一、明确组织

15、机构，设定专职分析人员 1、工段级管理 (1)、热电的化水、汽机工段各设立一名分析专员，负责 岗位所有分析仪器、分析药品的管理。定期联系公司生产部总 分人员对分析仪器进行校验，对分析药品及时进行补充、更 换。 (2)、工段技术员对各脱盐水进行抽检。 2、班组级管理 每班设立专职分析人员，全面负责当班的水质分析工作 ，并对每次的分析结果签名确认。 二、根据要求和标准确定分析要素：内容、指标 1、一级除盐水控制指标为: (1)、PH：7.0-9.5 (2)、电导率：5us/cm (3)、硬度=0 mmol/L (4)、氯离子：0.5mg/L (5)、浊度=0 FTU (6)、 Na+ 200ug/L 2、二级除盐水除盐水控制指标为： (1)、PH： 8.8-9.3 (2)、电导率：1us/cm (3)、SIO2 20ug/L (4)、Na+ 20ug/L (5)、硬度=0 mmol/L (6)、氯离子0.5 mg/L 3、蒸汽（冷凝液）电导率：5us/cm、SIO2 20ug/L、Na+ 20ug/L 三、规范取样、测量 (1)、因为除盐水的水质分析大部分均为ug（10-6克/升 ）级别的，空气等周围环境中的杂质（空气、灰尘等 ）对水