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1、2019/6/21,1,电厂化学,水处理及汽水、油品质监督,2019/6/21,2,前 言 燃气轮机电厂化学工作的主要内容,化学水处理： 制除盐水，循环水加药及监测，化学废水处理及排放 水汽品质监督： 化学在线仪表的调校和维护，氢冷机组氢气品质监测 电力用油质量监督 燃油来油的监测、电力用油的品质监测 燃油品质监督： 重油处理线及机头重油的监测、含油废水的处理监测及排放、循环水及锅炉水汽品质监测及调整、锅炉尾气排放监测,2019/6/21,3,第一章：水的化学除盐,第一节：天然水中的杂质,2019/6/21,4,一：天然水中的主要杂质,2019/6/21,5,二、天然水的水质指标： 1、含盐量
2、和溶解固体物 含盐量是指水中溶解盐类的总和 溶解固体物除全部阴阳离子外还包括非离子态的二氧化硅、铁铝氧化物、和有机物的含量 2硬度 硬度是指天然水中多价阳离子的总浓度，对天然水来说主要是钙、镁离子，故水的硬度也就表示水中钙镁离子之和。 I)碳酸盐硬度：碳酸盐硬度是指水中钙、镁的碳酸氢盐、碳酸盐之和。但由于天然水中碳酸根的含量非常少，所以一般将碳酸盐硬度看作钙、镁的碳酸氢盐。碳酸盐硬度又被称作暂时硬度，这是由于水长时间煮沸后，水中重碳酸钙和重碳酸镁会分解产生碳酸钙和氢氧化镁沉淀。 2)非碳酸盐硬度：水的总硬度和碳酸盐硬度之差是非碳酸盐硬度，它们是钙、镁的氯化物和硫酸盐等。水沸腾时不能除去的硬度称
3、为永久硬度，其值近似等于非碳酸盐硬度。,2019/6/21,6,3碱度和酸度 I)碱度： 水的碱度是指水中含有能接受氢离子的物质的量。天然水中碱度主要由重碳酸根所组成。 酚酞碱度：当用酚酞作指示剂时，终点pH为8183，水中的氢氧根中和成水、碳酸根中和成重碳酸根。 甲基橙碱度：当用甲基橙作指示剂时，终点pH为43一45，水中氢氧根中和成水、碳酸根和重碳酸根中和成碳酸。 通过酚酞碱度和甲基橙碱度可算出水中氢氧根、碳酸根和重碳酸根的含量。 2)酸度： 水的酸度是指水中含有能接受氢氧根离子的物质的量。可能形成酸度的物质有强酸、强酸弱碱盐、酸式盐和弱酸。,2019/6/21,7,4、有机物 有机物的组
4、成复杂，不论是对某些有机物的量还是对有机物的总量都难以测定，因此采用了各种相对表示有机物含量的指标，常用的有： 1)化学耗氧量(COD)化学耗氧量表示利用化学氧化剂氧化有机物所需的氧量，目前常用重铬酸钾作氧化剂(COD）。它可将大部分有机物氧化，从而表示出有机物全部氧“化所需的氧量。 2）生物需氧量（BOD）微生物氧化水中有机物嗦需要的氧量，目前以20度黑暗条件下微生物氧化5天进行测定，用BOD5来表示。,2019/6/21,8,第二节：水的预处理,一般包括混凝、过滤、活性炭处理。 本公司用自来水，除活性炭过滤器外，无其他预处理装置。 活性炭的性质： 活性炭是由多种含碳原料经脱水、炭化、活化加
5、工制成。制造活性炭的原料包括木材、褐煤、泥煤、硬果壳、甘蔗渣、锯末、动物骨头及石油残渣。活性炭的性质因不同和制造工艺不同而异。 1物理性质 ：活性炭具有不规则的结晶或无定形结构，其中结合有少量氢、氧、硫等元素。活性炭粒中具有发达的孔隙，孔径为110000nm，比表面积为5001500m3/Kg。活性炭的孔径、孔容分布和比表面积是影响吸性能力的主要指标。活性炭对有机物的吸附上要受微孔支配。 2化学性质：活性炭在制造过程中有多种表面氧化物生成，活性炭表面带有微量电荷。可以起到催化水中氯Cl分解的作用,2019/6/21,9,水预处理需达到的指标：,2019/6/21,10,第三节：膜分离技术,膜分
6、离技术是利用特制的高分子膜将溶剂同溶质或者微粒分离的技术。 膜处理技术是电厂化学除盐的一种非主流的技术，主要用在预处理、海水淡化、等方面，单级除盐效果没有离子交换除盐好。 膜处理技术主要有以下三种： 电渗析：溶质或者容剂透过膜的推动力是电动势 扩散渗透：溶质或者容剂透过膜的推动力是浓度差 反渗透和超过滤：溶质或者容剂透过膜的推动力是压力差。,2019/6/21,11,反渗透基本原理：,2019/6/21,12,第四节：离子交换除盐,一：离子交换树脂基本知识： 离子交换树脂主要有三部分组成： 高分子骨架：由交联的高分子聚合物组成，如聚苯乙烯 离子交换基团：连接在高分子骨架上，带有可交换的离子 空
7、 穴：存在于高分子结构之间的空间，无空穴的结构属于凝胶型，有空穴的属于大孔型,2019/6/21,13,离子交换树脂结构示意图：,2019/6/21,14,二、离子交换树脂的命名：,公司所用的离子交换树脂有两种型号： 阳树脂：0017 阴树脂：2017 型号的意义： 第一个数字：代表活性基团，0表示强酸性，2表示强碱性 第二个数字：骨架代号，0表示苯乙烯系高分子聚合物 第三个数字：顺序号 第四个字母：交联度，即交联剂的含量（） 0017全称：凝胶型苯乙烯系强酸性阳离子交换树脂，交联度7 2017全称：凝胶型苯乙烯系强碱性阳离子交换树脂，交联度7,2019/6/21,15,三：离子交换树脂的化学
8、性质,1、酸碱性： 离子交换树脂是一种不溶性的高分子电解质，在水中电离，使其水溶液显一定的酸碱性： 2、选择性： 离子交换树脂对水中各种离子的交换能力是不同的，常温的浓度水溶液中，离子交换树脂的虚字那顺序是： 强酸性阳离子交换树脂： Fe3+Al3+Ca2+Mg2+K+Na+H+ 强碱性阴离子交换树脂： 我们选择阳床控制出水的Na+ 浓度，阴床控制SiO2浓度，来判断阴阳床是否失效。,2019/6/21,16,四、离子交换树脂除盐的原理,离子交换反应： 离子交换反应是一种可逆反应： 阳床： 阴床： 制水时反应方向从左到右，再生是，反应方向是从右向左,2019/6/21,17,化学水处理流程,阳
9、床,阳床,阳床,清水池,阳床,阴床,阴床,阴床,阴床,中间水箱,除盐水箱,2019/6/21,18,五、离子交换除盐的工艺流程,2019/6/21,19,六、逆流再生工艺过程中的离子排代过程,2019/6/21,20,第二章：给水的处理,第一节：给水处理的一般知识,给水处理的目的： 可减缓给水系统的金属腐蚀过程、降低给水中的腐蚀产物含量以及减少结构材料的氧化物在水汽系统中的沉积，确保机炉的安全和经济运行。 给水的组成： 锅炉给水由汽轮机的凝结水、补给水、生产返回水和各种热力设备的疏水等组成。这些给水组成中仍存在着对热力设备安全经济运行有害的杂质，如水中的溶解氧、二氧化碳、金属腐蚀产物以及从水汽
10、系统中所带进的盐类等。所以，对锅炉给水必须进行严格的处理。 给水处理的一般方法： 汽包锅炉一般采用碱性水化学运行工况。在碱性水化学运行工况时，给水需要进行除氧处理和值的调节，以防止热力设备的腐蚀。,2019/6/21,21,第二节：给水除氧,给水除氧包括热力除氧和化学除氧 一、热力除氧： 热力除氧器是以加热的方式除去给水中溶解氧及其他气体的一种设备。即以蒸汽通入除氧器内，把要除氧的水加热到相应压力下的饱和温度（即水的沸腾温度），使溶于水中的气体解析出来，并随余汽排除氧器，以达到除氧的目的。 二、化学除氧： 化学除氧是在要除氧的水中加入能与氧反应的化学试剂，使水中溶解氧降低的一种处理方法。在电厂
11、中，化学除氧剂应具备的条件是：能迅速与氧反应；反应产物和化学药品本身在水汽循环中是无害的；具有使金属表面钝化的作用；对工作人员的健康影响最小以及便于使用控制等。,2019/6/21,22,三、联氨除氧的基本知识：,1、联氨的性质： 联氨（2）又称为肼。在常温下是一种无色液体。它具有挥发性、有害、易燃、易溶于水和乙醇等特点。联氨是一种还原剂，具有弱碱性遇热会分解。市售联氨一般是水合联氨。 联氨在碱性溶液中是一种很强的还原剂，可以将水中的溶氧还原以达到除氧的目的： 2O 2 N 2 2H 2 O 联氨也可以将被氧化的铁，铜离子还原成单质的铁、铜，以达到防腐的目的。 联氨的另外一个重要性质是遇热分解
12、： 无催化剂下在300度和PH值为9时，10min分解,2019/6/21,23,2、联氨除氧的基本条件： 必需有足够的剩余量，即要达到一定的过剩浓度； 必需维持一定的PH值，9至11最佳； 必需有足够的反应温度，加到除氧器出口，水温高易反应。 联氨的控制标准：1050ppb,2019/6/21,24,第三节：补给水加氨处理,一、补给水加氨的目的： 提高给水的PH值，防止腐蚀，主要是二氧化碳腐蚀。 二、原理： 氨水电离后呈碱性，中和水中的二氧化碳等酸性物质，减少酸性物质对金属材料的腐蚀： PH=7.9 PH=9.2 三、加药量： 间接通过控制给水PH值来达到。公司是用自动加氨装置，以流量作为调
13、节参数，将氨加在除盐水母管上，1、2号加氨泵由化学车间控制，3、4号加氨泵给供热用，在四控DCS上。,2019/6/21,25,第三章：炉内化学工况,第一节：炉内沉积物的形成 一、来源： 凝汽器的泄漏，补给水杂质的带入，生产回水和疏水带进的杂质，金属腐蚀产物,2019/6/21,26,炉化学水汽监督标准 1、,2、炉水质量标准,3、 蒸汽质量标准,1,1、给水质量标准,3、 4、凝结水质量标准,水汽质量标准,2019/6/21,27,第二节：沉积物控制,炉内水处理原因： 锅炉给水不可避免地会将一些杂质带入锅内，使炉水中杂质含量增加。而且，锅炉的参数越高，炉水中的杂质越容易析出而形成沉积物。因此
14、，锅内进行化学处理乃是锅炉防垢、防腐，保证汽质合格必不可少的措施。 处理的方法： 不同参数的锅炉应采用不同的锅内处理方式，本公司的余热锅炉采用加磷酸盐的方法进行处理。,2019/6/21,28,磷酸盐处理的原理： 磷酸盐处理：将磷酸盐溶液通过隔膜计量泵直接加入锅炉汽包中，使炉水维持一定的磷酸根离子浓度，在碱性炉水（PH值在 910的范围）的条件下，钙离子与磷酸根离子反应生成碱式磷酸钙（也称水化磷灰石），少量镁离子一般与随给水带入的硅酸根离子发生化学反应，生成蛇纹石。其反应可用下列反应式表示： 碱式磷酸钙和蛇纹石均属难溶化合物，在炉水中呈分散的微粒或水渣，大部分可随锅炉炉水的排污排除。但是，当炉
15、水中磷酸根含量过多时，镁离子与有可磷酸根离子能生成磷酸镁Mg3（PO4）2，它在高温水中溶解度非常小，能析出并粘附在炉管内表面，产生导热性能很差的二次水垢。此外，若炉水中铁含量较高，在分段蒸发锅炉的盐段水冷壁管内表面易产生磷酸亚铁钠水垢（NaFePO4）。,2019/6/21,29,炉内加药系统,本公司采用的是自动加药成套装置，联氨、磷酸盐集中控制，控制盘在MCC间。,磷酸盐箱,联氨箱,2019/6/21,30,第三节：影响蒸汽品质的因素及控制方法,蒸汽携带杂质有两种情况： 机械携带：饱和蒸汽带水造成； 选择性携带：饱和蒸汽能够溶解某些物质，而且有一定的选择性 影响机械携带的因素： 与锅炉结构
16、有关，还与锅炉运行工况：压力、负荷、水位及炉水含盐量有直接关系，同一台机组，水位对蒸汽品质的影响最为明显。 溶解携带： 根溶解物质有关系，蒸汽溶解的盐量，整体趋势是随蒸汽压力的增加而增大。 蒸汽品质不合格的处理办法： 排污，降低汽包水位,2019/6/21,31,第四节：锅炉排污,排污的原因： 在锅炉运行中，随给水带入炉内的杂质，仅有极少数被蒸汽带走，大部分留在炉水中。为了使炉水中杂质的含量维持在极限允许值以下，排除其中的悬浮物和水渣，保证蒸汽质量，须经常排出一部分含杂质量大的炉水，并补入清洁的给水，称为锅炉排污。 连续排污： 是在运行中连续地从汽包中排放一些炉水和悬浮物，其排污装置应设在炉水浓度最高处，以提高排污效率。连续排污量应视水质监督的结果进行调整。 定期排污： 是定时地从锅炉水冷壁下联箱排放部分炉水，主要是排掉水渣及沉淀
