《余热发电水处理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《余热发电水处理（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、余热发电水处置之阿布丰王创作时间：二O二一年七月二十九日1. 余热发电用水概述1.1 余热发电中水的作用余热发电中电能的发生实际上是一个能量转换的过程.余热发 电将窑中煅烧后的废气的热能传给锅炉中的水,使水转酿成具有一 定压力和温度的蒸汽,导入汽轮机；在汽轮机中,蒸汽膨胀做功,将 热能转化为机械能,推动汽轮机转子旋转；汽轮机转子带动发机电 转子一起高速旋转,将机械能转酿成电能送至电网.因此,在余热发 电过程中,水的一个重要作用就是传递能量.另外,水在余热发电的生产过程中,还担当着冷却介质的作用. 例如,冷却汽轮机排出的蒸汽,冷却转念头械设备的轴瓦等等.1.2 余热发电水、汽循环及损失余热发电中
2、 ,水进入锅炉后吸收燃料燃烧放出的热 ,转酿成具 有一定压力和温度的蒸汽 ,送入汽轮机中膨胀做功,使汽轮机带动 发机电转动.做完功的蒸汽排入凝汽器（蒸汽在凝汽器铜管的外侧, 馆内通以冷却水）被冷却水冷却酿成凝结水 .凝结水由凝结水泵送 到高压加热器加热,加热后送至除氧器除氧 .除氧后的水再由给水 泵送至高压加热器加热,然后经省煤器进入锅炉汽包 .这就是凝汽 式发电厂水汽循环.在水、汽循环的过程中 ,虽然管道都是密封的,但总免不了损 失.造成水、汽损失的主要因素有以下几点：锅炉部份：锅炉的排污放水,平安门和过热器放汽门向外排汽 蒸汽吹灰和燃油时采纳蒸汽雾化等.汽轮机部份：汽轮机的轴封处窑向外排汽
3、,抽气器和除氧器的 排气口处也会随空气排出一些蒸汽 .另外,用蒸汽加热或用蒸汽推 动附属机械（如加热器、汽动给水泵）等,也会造成水、汽损失.各种水箱：各种水箱（如疏水箱、给水箱等）有溢流和热水 的蒸发等损失.管道系统：各种管道系统中法兰盘结不严实和阀门泄露等原因,都造成水、汽损失.为了维持余热发电热力系统的正常水、汽循环运行,就要不竭 的用水来弥补这些损失 ,这部份水称为补给水 .补给水必需经过沉 淀、过滤、除盐（或软化）等水处置设备把水中有害的杂质去除 后再补入除氧器.补给水量不超越锅炉额定蒸发量的 2%-4%.1.3 余热发电用水分类由于水在余热发电的水、汽循环系统中所经历的过程纷歧样 ,
4、 所以其水质存在较年夜的分歧.余热发电用水主要包括以下几种： 生水：生水是未经处置的天然水（如江、河、湖泊、地下水 等）.在余热发电中,生水是制取补给水的原料,或用来做冷却介质 以及供消防用等.补给水：生水经过各种方法处置后 ,用来弥补发电水、汽循环 系统中损失的水.补给水按其处置方法的分歧 ,又可分为软化水、 蒸馏水和除盐水等.凝结水：在汽轮机中做功后的蒸汽经过凝汽器冷凝成的水 ,称 作凝结水.疏水：各种蒸汽管道和用汽设备中的蒸汽凝结水,称为疏水.它 经疏水器汇集到疏水箱或并入凝结水系统.返回凝结水：热电厂向用户供热后,回收的蒸汽凝结水,称为返 回凝结水（简称返回水）.其中又有热网加热器凝结
5、水和生产返回 凝结水之分.给水：送往锅炉的水称为给水.凝汽式发电厂的给水,主要由汽 轮机凝结水、补给水和各种疏水组成 .热电厂的给水组成中 ,还包 括返回凝结水.锅炉水：在锅炉本体的蒸发系统中流动着的水,称为锅炉水,简 称炉水.冷却水：作为冷却介质的水称为冷却水 .在余热发电中冷却水 主要是通过凝汽器用以冷却汽轮机排汽的水.1.4 余热发电水处置的重要性余热发电热力系统中水、汽质量的好、坏 ,是影响发电热力设 备（如锅炉、汽轮机等）平安、经济运行的重要因素之一.没有经 过净化处置的天然水含有许多杂质,这种水是不允许进入水、汽循 环系统的.为了保证热力系统中有良好的水质 ,必需对天然水进行 适当
6、的净化处置和严格的监督水、汽质量 ,否则就会引起下列危 害：1、热力设备结垢如果进入锅炉或其他热交换器中的水 ,含有杂质（特别是高价 金属离子）,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.结 垢对锅炉（或交换器）的平安、经济运行有很年夜危害.这是因为 水垢的导热性能比金属差几百倍,而这些水垢又极易在热负荷很高 的锅炉炉管中生成.这时,会使结垢部位的金属管壁温渡过高,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、发生鼓包,甚至引起爆管等严重事故 .结垢不单影响到设备平 安运行,而且还会年夜年夜降低发电厂的
7、经济性.2、热力设备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 属的腐蚀.发电给水管道、各种加热器、锅炉的省煤器、水冷壁、 过热器和汽轮机凝汽器等,城市因水质不良而引起腐蚀 .腐蚀不单 要缩短设备自己的使用期限 ,造成经济损失,同时还由于金属的腐 蚀产物转入水中,使给水中杂质增多 ,从而又加剧在高热负荷热面 上的结垢过程 ,而结成的垢转而又会增进锅炉炉管的腐蚀 .在此种 恶性循环,会迅速招致锅炉爆管事故.另外,如金属的腐蚀产物被蒸 汽带到汽轮机中沉淀下来,也会严重地影响汽轮机的平安 ,经济运 行.3、过热器和汽轮机积盐水质不良会使锅炉不能发生高纯度的蒸汽 ,随蒸汽带出的杂质
8、就会聚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.过热器内积盐会引起金属管壁过热、变形、鼓包甚至爆管 汽轮机内积盐会年夜年夜降低汽轮机的出力和效率,特别是高温、 高压年夜容量汽轮机,它的高压部份蒸汽流通的截面积很小 ,所以 少量的积盐 ,也会年夜年夜增加蒸汽流通的阻力 ,使汽轮机的出力 下降.当汽轮机内积盐严重是,还会使推力轴承负荷增年夜,隔板弯 曲,造成事故停机.发电厂水处置工作 ,就是为了保证热力系统各部份有良好的 水、汽品质,以防止热力设备的结垢、积盐和腐蚀.因此,在火力发 电厂中,水处置工作对保证发电厂的平安、经济运行具有十分重要 的意义.1.5 水的基本处置方法
9、1.5.1 过滤水的过滤是把浊度较高的水 ,通过一定厚度的粒状和非粒状资 料,而有效地除去悬浮杂质,使水廓清的过程.这种过滤资料称为滤 料.由滤料聚积起来的过滤层称滤层 ,起过滤作用的设备称为滤器 或滤池.用过滤方法除去悬浮固体是一个较复杂的过程 .过滤过程主要 取决于悬浮物和过滤介质的物理化学特征、过滤速度以及水的化 学特性等因素.粒状过滤除去悬浮物是基于下述两个过程的作用 ,既概况过滤 （或薄膜过滤）和渗透过滤（或称接触混凝过滤）的综合过程.首先,当带由悬浮物的水自上部进入过滤层时,在滤层概况由于 吸附和机械阻留作用,悬浮物被截留下来,于是它们发生彼此重叠 和架桥作用 ,其结果好像形成一层
10、附加的滤膜 ,在以后的过滤过程 中,此滤膜就起主要的过滤作用 .这种过滤过程就叫概况过滤（又 称薄膜过滤）.当带有悬浮物的水流入滤层中间和下部时 ,也可以起到截留悬 浮物的作用.这种过滤作用称为渗透过滤 .渗透过滤的原理离子交 换和混凝过程中用泥渣作为接触介质相似.由于滤层中的沙粒壁廓 清池中悬浮颗粒排列的更紧密,所以当由悬浮物的水流经过过滤层 中弯弯曲曲的空隙时,在水力学因素的作用下 ,有更多的机会和沙 粒相接触,水中悬浮物接触时,由于彼其间具有一定吸力,彼此互相 粘附,好像在砂层中进行了进一步混凝过程 ,故此过程又称接触混 凝过程.为了保证过滤的效果,滤料的选择十分重要.作为滤料的物质,
11、应当化学性能稳定,不影响出水水质,机械强度良好,在使用中不至 碎裂,粒度适中；还应当价格昂贵,便于取材等.1.5.2 离子交换离子交换处置,是用一种称作离子交换剂的物质来进行的.处置 时,离子交换剂遇水,可将自己所具有的某种离子和水中同符号的 离子相互交换，如钠型离子交换剂遇到含有Ca2+的水时，就发生如 下交换反应：Ca2+2RNafR Ca+2Na+2反应结果,水中的Ca2+被吸附在交换剂上,交换剂转酿成Ca型， 而交换剂中原有的Na+进入水中，这样水中的Ca2+就被除去.转酿成 Ca型的交换剂，可以用钠盐溶液（如NaCl）通过，使其Ca型的交 换剂再酿成 Na 型，重新使用，反应如下：R
12、 Ca+2Na+2RNa+Ca2+2离子交换剂是一种反应型的高分子电解质.内部含有活性基团 活性基团能离解出可交换离子.这种离子能够和溶液中的同符号的 离子相互交换.所以凡含有可交换离子，具有离子交换能力的物质， 均称为离子交换剂.1.5.3 反渗透反渗透是一种新兴的水处置工艺 .目前，反渗透已经在城市用 水、锅炉补给水、工业废水处置、海水淡化和各种溶液中溶质分 离等方面获得广泛应用.渗透是一种物理现象，当两种含有分歧浓度盐类的水，如用一张 半渗透性（只允许水分子通过，而不允许盐类物质通过）的薄膜分 开就会发现，含盐量少的一边水会透过膜渗到含盐量高的水中 ，而 所含盐分其实不渗透，这样逐渐就有
13、把两边的含盐浓度融和到均等 的趋势.这一过程叫作自然渗透，简称渗透.可是，在渗透过程中，由于盐水侧的液位越来越高，而海水侧的 液位越来越低，招致两侧发生液位差 ，这一液位差发生的压力阻碍 了海水的渗透，当这个压力到达一定水平 ，使得海水渗透倾向被抵 消时，海水侧和盐水侧的液位都不再变动 ，渗透最终到达一个静态 平衡，此时盐水侧和海水侧的高度差值称为渗透压.根据半透膜的特性,我们可以在盐水侧施加一个外加压力,迫使 盐水侧的水分子透过半透膜进入海水的一侧,这种渗透过程与正常 的自然渗透方向相反,故称为反渗透.渗透和反渗透的原理示意图如图 1-1 所示：图 1-1 渗透与反渗透原理示意图2. 余热发
14、电用水的处置2.1 锅炉用水处置2.1.1 锅炉用水的处置流程为了防止锅炉结垢,锅炉用水必需经过严格的处置, 锅炉用水 年夜致流程如图 2-1 所示：图 2-1 余热发电锅炉用水的流程示意图其中软化器部份可以用反渗透和混床结合来取代.软化器只能 除去水中的钙、镁离子；而反渗透和混床结合处置可以除去水中 绝年夜部份的离子,比软化器处置水的水质好很多.1、机械过滤器 机械过滤的作用是除去生水中的悬浮物、机械杂质、细菌等有 害物质.机械过滤器的把持如下：反洗后 ,每次投运前必需进行正 洗,合格后方可投运；开启正进门、空气门 ,空气门溢水后关空气 门,开正排门,调整流量,出水廓清,无悬浮杂质时正洗合格
15、；开出 口门，关正排门，向活性炭过滤器供水，控制压力为0.2MPa；进出 口压差为 0.05MPa 时判为失效,停止运行.2、活性炭过滤器活性炭过滤器的作用是吸附水中余氯、有机物、色度、悬浮 物等杂质.活性炭过滤器的把持如下：反洗后，每次投运前必需进 行正洗，合格后能投运；开进水门，空气门，空气门溢水时关空气门 开正排门，调整流量20t/h,压力为0.2MPa出水廓清时正洗合格； 开出口门，关正排门，向清水箱供水；出口有机物超标，判为失效， 停止运行.3、软化器软化器的作用是通过离子交换剂除去水中的钙、镁离子，降低 水的硬度,防止在钙、镁在锅炉和管道中结垢.软化器的把持步伐 是：正常运行,在所
16、有阀门关闭的情况时,首先开启清水泵入口门, 启泵待压力稳定以后,开启泵出水门,向软化器供水,开软化器进水 阀上进阀,上排阀,待上排阀将柱内空气排尽并出水时,翻开下排阀 同时关闭上排阀.然后调整流量：正常流量为8-10 T/H.运行5分 钟后,化验水质,合格后翻开出水阀,同时关闭下排阀,合格水便进 入软化器,开始正常运行.正常运行中,把持人员必需经常观察运行 情况,注意流量,压力,出水水质,每小时必需化验水质1次,发现出 水分歧格时应立即停机再生.停机时首先停运清水泵,关闭进水阀, 出水阀,上进阀.停机时必需经常观察树脂层,防止由于渗漏而树脂 层脱水而损坏树脂.本设备可以二柱同时运行,也可以一柱运行一 柱再生，本设备运行压力为0.2 MPa,单柱产水量周期为250吨左 右.由于软化器只能除去水中的钙、镁离子,对
