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1、某电厂锅炉补给水和凝结水处理工艺设计1. 课程设计任务1.1课程设计目的通过本课程设计，熟悉并掌握电厂给水处理工程设计所涉及的内容、原理及方法，为此，本设计需要达到如下目的：（1）具备收集设计基础资料、分析资料和自我学习的能力；（2）具备系统选择的能力；（3）具备处理构筑选型和计算的能力；（4）具备总平面布置和高程布置的初步能力；（5）具备编写设计计算说明书的初步能力。1.2课程设计内容针对给定水质全分析资料、锅炉和汽机的有关参数以及所要达到的水质要求，确定补给水处理系统、凝结水精处理系统，并分别进行各种主、辅设备的选型、计算，绘制补给水处理系统图、平面布置图、凝结水精处理系统图及酸碱系统图等
2、系列图纸。1.3课程设计要求（1）机组形式和装机容量为2*300MW，锅炉为亚临界压力自然循环汽包炉，额定蒸发量：1000吨/时。（2）汽水损失：正常运行时汽水损失及事故状况下汽水损失按规定取值；轴承冷却水系统补充水10吨/时；吹灰及点火燃油系统汽水损失10吨/时；化学及暖通用汽10吨/时。（3）水质分析数据表1水质分析数据水质指标单位数值水质指标单位数值pH值7.17Na+mg/L2.7悬浮固体mg/L48.3HCO3-mg/L65.88含盐量mg/L138SO42-mg/L17.9总硬度mmol/L1.82Cl-mg/L14.8全碱度mmol/L1.08游 离CO2mg/L4.84Ca2+
3、mg/L27.4（COD）Mnmg/L1.4Mg2+mg/L5.4活性SiO2mg/L6.82. 水质分析资料的校核水质资料是选择水处理方案和工艺系统、进行设备设计及确定化学药品耗量的重要基础资料，所以水质资料的正确与否，直接关系到设计结果是否可靠。为了确保水质资料准确无误，必须在设计开始之前，对水质资料进行必要的校核。校核就是根据水质各分析项目之间的关系。验证其数据的可靠性。水分析结果的校核，一般分为数据性校核和技术性校核两类。数据性校核式对数据进行核对，保证数据不出出错：技术性校核式根据天然水中各成分的相互关系，检查水分析资料是否符合水质组成的一般规律，从而判断分析结果是否正确。经过校核如
4、发现误差较大时，应重新取样分析。校核一般包括以下几个方面。2.1 阴阳离子含量的校核根据电离平衡原理，水中各种阴离子单位电荷的综合必须等于各种阳离子的各种离子总和。即阳离子单位电荷总和为：阴离子单位电荷总和为： 所以阴阳离子含量的审查通过。2.2含盐量与溶解固体的校核-水中除溶解硅酸根外的所有阴离子之和，；-水中除铁、铝之外的所有阳离子之和，。一般溶解固体（RG）的含量可以代表水中的总含盐量，但由于溶解固体（RG）的测试方法所得结果是分离了悬浮物的滤液蒸发、干燥所得残渣，并不能完全代表总含盐量，因此，用溶解固形物来校核总含盐量，需做如下校正。（1）碳酸氢根浓度的校正在溶解固体的测定过程中发生下
5、面反应： 由于变成和挥发损失，损失量为 （2）其他部分校正实际测得的溶解固体除包括含水中阴阳离子浓度的总和外，还包括胶体硅、 铁铝氧化物、水溶性有机物等，即 所以 所以含盐量和溶解固体的校核符合。2.3 pH的校核实测的pH值可能存在一些误差，因此利用水中的和浓度，依据碳酸平衡关系，计算水的理论值，借此检查实测的值的准确性。要求其误差为 对于的水样，可按下式计算： 所以 校正符合要求。2.4硬度和碱度关系的校核硬度校核碱度校核硬度及碱度均与表中所给数据符合。 3. 补给水水量的确定已知资料：（1）机组形式和装机容量为2*300MW，锅炉为亚临界压力自然循环汽包炉，额定蒸发量：1000吨/时；（
6、2）汽水损失：正常运行时汽水损失及事故状况下汽水损失按规定取值；轴承冷却水系统补充水10吨/时；吹灰及点火燃油系统汽水损失10吨/时；化学及暖通用汽10吨/时。设计机组对补给水水量的要求，除了要能满足正常补给水量外，还要在非正常情况下，也能提供足够的合格补给水量。非正常情况是指机组启动或是事故状况下对水量的增加需要。具体的说，设计的补给水水量应满足下列诸方面需要。3.1汽水损失（1）正常运行时汽水损失这部分损失不包括排污及生产和非生产用汽，对于200 MW以上的机组，为锅炉最大连续蒸发量的1.5%。吨/时（2）考虑机组启动或事故而要增加的水处理设备出力对于100MW及以上机组，为全厂最大一台锅
7、炉连续蒸发量的6%，所以吨/时（3）其他用汽损失这部分损失包括生产和非生产用汽，如锅炉点火及燃油系统用汽、吹灰系统用汽、化学及暖通用汽、生活用汽等。轴承冷却水系统补充水10吨/时；吹灰及点火燃油系统汽水损失10吨/时；化学及暖通用汽10吨/时。所以 吨/时（4）闭式热网损失 经过论证，如果这部分水需要由化学补给水系统提供的话，那么其正常补给水量按热网水量的1%2%考虑，或根据需要取值。该数据包括启动等非正常情况的需要、但正常与非正常损失之和不得小于20吨/时。吨/时（5）锅炉排污损失不论正常与非正常情况，排污率P均按规定的最大值取值，此时排污量为吨/时3.2补给水水量的计算化学补给水处理设备的
8、正常供水量为 吨/时 化学补给水处理设备的最大供水量为吨/时 向给水系统正常补充的补给水量为 吨/时 正常情况下锅炉给水系统补水率%为 4. 水处理系统选择水处理系统的选择是非常重要的，因为系统选择的好坏，直接关系到以后运行的安全性和经济性。因此，应当根据锅炉型式、蒸汽参数、减温方式、原水水质等因素，并考虑技术、经济两方面因素对系统进行综合比较，选择合理的水处理系统。4.1离子交换系统的选择系统选择（1）根据锅炉参数选择系统对于本设计的锅炉，即亚临界汽包锅炉，它们对炉水和给水水质要求很高，必须采用一级复床除盐加混床系统；某些情况下，可以采用简化的一级复床除盐加混床系统、二级复床除盐和二级复床加
9、混床系统。（2）根据锅炉减温方式选择系统 采用混合式减温，减温灵活度比较大，对减温水水质要求很严，特别是，其含量宜在以下，所以补给水必须是除盐水或蒸馏水，水处理系统也应该是相应的除盐系统。（3）根据离子交换设备进水水质选择系统本组水质总盐含量较小，总阳离子含量小于，强酸阴离子含量小于，可以采用强型树脂的一级复床除盐系统或一级复床除盐加混床系统。综合考虑，为了保证热力设备对水质的要求，并在经济上合理，选用一级复床除盐加混床系统。4.1.2床型选择和树脂选择（1）床型选择床型不同，其运行方式也不同，为了克服顺流式固定床的再生剂量大，出水水质差，浮动床的需要体外擦洗设备，设备复杂，树脂损耗大，不以低
10、流速及间断运行等缺点，采用逆流再生固定床。其运行时水流从上往下，而再生液是从下向上通过树脂层，再生剂量省，而出水水质好，废液排放少，但设备构造和运行比较复杂。（2）树脂选择 凝胶型树脂比大孔型树脂价格便宜，货源充足，一般情况下首先考虑选用凝胶型树脂。本组给定水源水质较好，阴阳离子总含量较低，有机物及氧化物含量均较小，对树脂没有特殊要求。所以，选用凝胶型树脂。4.2预处理系统和预脱盐系统选择预处理系统选择（1）本组以地表水作水源，水中悬浮物含量为，接近用混凝澄清过滤。如果水在某些时候含砂量或悬浮物含量较高，影响混凝澄清处理时，则要设置预沉淀设施。因悬浮物含量不高，为保证悬浮物的去除直接用混凝澄清
11、过滤。（2）混凝剂的选择目前在水处理中，多采用聚合硫酸铁，它是一种棕红色粘稠液体，相对密度1.451.50，碱化度在8%14%。设计中水处理的混凝剂选择聚合硫酸铁。聚合硫酸铁的优点：适用范围广。适应原水浊度变化范围（60225mg/L）比较宽。对原水中溶解性铁去除率高，设备正常运行时，不会发生混凝剂本身铁离子后移现象，且药剂用量少。与铝相比，铁盐生成的絮凝状物密度大，沉降速度快，最优pH值范围比铝盐宽。受温度影响比铝盐小。运行一旦不正常，用铁盐处理的出水中的铁离子会使水带色。铁盐和吕盐联合使用，有利于处理低温水。预脱盐系统预脱盐装置在水处理系统中一般安置于预处理装置和离子交换器之间，对水进行部
12、分脱盐，这样可减轻离子交换器装置的负担。预脱盐装置一般用于原水含盐量较高的场合，本组含盐量为，所以不用进行预脱盐处理。4.3凝结水处理系统选择亚临界参数的汽包锅炉供汽机组，每台机组宜装设一套能处理全部凝结水的处理装置（即处理量为100%）。凝结水处理的目的是为了去除系统的腐蚀产物和由凝汽器泄露而带入的盐类。凝结水处理系统原则上由三部分组成：前置过滤器除盐装置后置过滤器。设计中采用覆盖过滤器加体外再生高速混床。选用凝结水系统的问题说明： （1）既要考虑满足要求，又要考虑设备少，投资省，对于亚临界汽包锅炉，选用了前置过滤器。（2）混床中树脂比例的选用：氨化混床阳阴树脂比一般为1：1。（3）后置过滤
13、器一般采用树脂捕捉器，用于去除碎树脂。（4）混床树脂用大孔型树脂。（5）凝结水处理系统上要有足够的旁路管道及旁门阀门，以保证在任何情况下都能送出足够的凝结水，不会影响机炉的运行需要。如当凝结水处理装置运行中压差升高、流量减小时，就要依靠其系统的旁路管道及自动调节的旁路阀门，调节供出的凝结水量。5. 水处理系统工艺计算补给水处理系统的工艺计算，一般顺序是由后向前逐级进行，即先计算混床，在计算阴床、除器、阳床、活性炭床、过滤设备、澄清设备。采用这样的计算顺序原因有两方面：一是根据锅炉类型确定的补给水水质和水量是指补给水处理系统最后一级出水；二是因为补给水处理系统各级都是自用水，自用水量要由前一级设
14、备提供。不计算后一级，前一级就无法计算。每一级设备的工艺计算顺序是：计算需要的出力，根据出力和允许流速选择设备规格和台数，核算运行周期，再计算自用水量及药剂消耗。补给水处理系统的工艺计算及设备选择一般有如下原则：（1） 水处理系统设计出力（设备最大供水量），应能满足发电厂正常汽水损失和因机组启动或事故而需增加的汽水损失之和，各种药品耗量则按正常供水量计算。（2） 设计水质是采用有代表性的年平均水质进行工艺计算，再以年最差水质对系统设备台数和运行周期进行校核，要保证在最不利的条件下，设计的系统也能满足发电厂正常生产的要求。（3） 澄清池（器）设计不宜少于两台，对凝汽式电厂当有一台检修时，其余的澄清池应能保证正常供水量（不考虑启动用水）。对热电厂澄清池检修可考虑在机组低负荷时进行。若澄清池只用于短期悬浮物含量高的季节性处理时，可只设一台，但应有旁路及接触混凝设施。（4） 过滤器（池）设计不应少于两台，当有一台检修时，其余过滤器应能在正常供水量时滤速不超过规定值的上限。每昼夜每台反洗次数宜按12次安排。（5） 一级除盐的各类离子交换器设计台数不宜少于两台，其计算出力应包括系统中自用水量。正常再生次数宜按每台每昼夜12次考虑。当采用程序控制时，可按23次考虑。 除盐设备可不设检修备用，当一台检修时，其余设备应能满足全厂正常补给水量的需要。再生时需要的水量，对凝汽式电厂，
