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1、 课程设计报告( 20112012年度第二学期)名 称： 热力发电厂水处理 题 目： 锅炉补给水处理系统初步设计 院 系： 环境科学与工程学院 班 级： 应化0902 学 号： 200905020209 学生姓名： 韩停停 指导教师： 宋晓芳 设计周数： 1 成 绩： 日期：2012 年 6月 目录 第一章 给水处理工程课程设计任务书3设计的目的3原始资料4设计要求4第二章 设计计算书5第一节 水质校核计算51.阴阳离子含量的审查52.含盐量与溶解固体的校核63.pH的校核64.硬度的校核75.碱度的校核7第二节 水处理工艺确定7一.预处理系统的选择：7二、离子交换系统的选择8第三节 设计出力
2、计算9一、热力设备补给水量计算9二、补给水处理系统出力的计算：10第四节 工艺计算10一、混床的计算11二、阴床的计算：14三、除碳器的计算：18四、阳床的计算：21五 滤池和澄清池的计算24第三章 设计说明书25第一节 电厂概况25第二节 设计依据25第三节 系统出力的确定26一 各种水汽损失26二、补给水处理系统出力的计算：27第四节 设计工艺说明及工艺原则性系统图28第一章 给水处理工程课程设计任务书一、 设计的目的运用给水处理工程中所学到的知识，结合实际工程范例进行设计，掌握给水处理工程的设计程序，计算方法，培养初步的工程设计的能力。二、 原始资料1、 电厂规模概况：新建2300MW凝
3、气式发电站，采用DG1000/170-I型中间再热自然循环汽包炉。锅炉的额定蒸发量为1000T/h台，主蒸发压力为16.68MPa，配套汽轮机为N300-165/550/555亚临界中间再热单轴四缸排汽冲动凝气式汽轮机。其主要参数如下：过热蒸汽压力为16.17MPa，过热蒸汽温度为550。配套发电机为QFS-300-II型双水内冷发电机，容量为300MW。2、 设计水源本厂水源为深井地下水。3、 设计水质分析项目单 位分析结果分析项目单 位分析结果外 状透 明二氧化碳mg/l20全固形物mg/l253.20钙 离 子mg/l45.08溶解固形物mg/l244.00镁 离 子mg/l9.64悬
4、浮 物mg/l9.20钠 离 子mg/l25.50有机物（CODMn）mg/l2.2钾 离 子mg/l3.9全 硅mg/l9.60氯 根mg/l20.60活 性 硅mg/l5.60重碳酸根mg/l176.54胶 体 硅mg/l4.00硫 酸 根mg/l38.39全 碱 度mmol/l2.89硝 酸 根mg/l-全 硬mmol/l3.06永 硬 度mmol/l0.17pH-7.2暂 硬 度mmol/l2.89电 导 率ms/cm552三、 设计要求根据以上资料完成锅炉补给水处理系统的初步设计。设计应包括如下三部分：1、 设计任务书2、 设计计算书1) 水质校核计算；2) 水处理工艺确定；3) 设
5、计出力计算；4) 工艺计算。3、 设计说明书1) 电厂概况；2) 设计依据；3) 系统出力的确定；4) 设计工艺说明及工艺原则性系统图。第二章 设计计算书第一节 水质校核计算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。数据性校核是对数据进行核对，保证数据不出错：技术性校核是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
6、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。水中阳离子与阴离子、含盐量和溶解固体、硬度与碱度、 pH值与碳酸化合物。1.阴阳离子含量的审查根据物质电中性原则，正负电荷的总和相等。因此，水中各种阴离子物质的量总数必须等于各种阳离子物质的量总数，即 阳离子电荷总和为： 阴离子电荷总和为： 在水质分析测定时，由于各种原因会导致分析结果产生误差，使得各种阳离子浓度总和和各种阴离子浓度总和往往不相等，但是差值应在一定的允许范围内，一般认为小于2%是允许的。可由下式计算： 因此，此水样数据总体符合电荷平衡，数据在误差范围内，可参考计算。
7、2.含盐量与溶解固体的校核水的含盐量表示水中阴阳离子之和，即式中：水中除铁、铝之外的所有阳离子之和水中除溶解硅酸根外的所有阴离子之和 =244-9.60-2.2-(253.20-244)+0.51176.54=311.27mg/L所以，对含盐量与溶解固体的校核后，其误差为：因此，此水样含盐量与溶解固体相近，数据在误差范围内，可参考计算。3.pH的校核实测的pH值可能存在一些误差，因此利用水中的碳酸氢根和二氧化碳的浓度，依据碳酸平衡关系，计算水的理论pH值，借此检查实测的pH值的准确性。对于4.2pH8.3的水样，可知：其与实际测量pH的误差为：因此，此水样实际测定pH与理论pH相近，数据在误差
8、范围内，可参考计算。4.硬度的校核 水中碳酸盐硬度可分为钙硬和镁硬，在天然水中，硬度值约为钙硬和镁硬的总和，少量的铁等物质含量很少，可忽略。实际测得硬度为3.06因此，此水样实际测定硬度与理论硬度相近，数据在误差范围内，可参考计算。5.碱度的校核对于pH8.3的水样，水中的碱度在数值上约为碳酸氢根的浓度。此时：实际测得全碱度为2.89因此，此水样实际测定碱度与理论碱度相等，数据没有误差，可参考计算。第二节 水处理工艺确定 水处理系统设计包括两个方面，一是合理的选择系统，二是进行系统的工艺设计计算。选择系统是非常重要的，因为系统选择的好坏，直接关系到后运行的安全性和经济性。因此应当根据锅炉型式、
9、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，选择在技术上先进，能满足热力设备对水质的要求，在经济上又合理的水处理系统。本设计所选的系统主要是指补给水处理系统。补给水处理系统包括两个部分：预处理及预脱盐系统和离子交换系统。每一部分的选择都必须考虑后续系统（设备）对其出水水质的要求及本身进水水质两方面的因素。水处理系统的工艺计算是对所选定的系统，通过工艺计算来确定各种设备的规格及主要的运行参数。 本设计选定的工艺流程如下：原水混凝澄清过滤活性炭床过滤器软水器一级复床混床除氧器一.预处理系统的选择：预处理系统是指离子交换系统或预脱盐系统的前处理部分。它是根据原水水
10、质和后续系统（离子交换或预脱盐系统）对水质的要求来确定的。（1）本组以深井地下水作水源，水中悬浮物含量为9.2mmol/L，无需设置预处理装置。（2）原水中胶体硅含量为4.0mg/L,超过0.50.6mg/L，宜考虑去除硅的措施。采用混凝+澄清+过滤的方法，其去除率可达到90%。（3）由于原水中有机物含量较高，所以需增加后续活性炭床进行吸附处理。（4）原水碳酸盐硬度较高，经技术经济比较可采用软化器处理。（5）预脱盐装置一般用于原水含盐量较高的场合，本组含盐量低于500 mg/L，所以不用进行预脱盐处理。二、离子交换系统的选择锅炉补给水处理系统的最后一级目前都采用离子交换的深度处理，以保证彻底去
11、除硬度及其他盐类。离子交换系统有许多种，具体选择应根据热力设备对补给水水质的要求和各自系统的出水水质并考虑原水水质等情况决定。离子交换系统选择的一般步骤是：先将热力设备要求的补给水水质与各种水处理系统的实际出水水质进行对照，找出出水水质符合要求的系统，然后再对选出的系统进行详细的技术经济比较，最后确定在技术上先进、经济上合理、又切实可行的系统作为最后选定的系统。1、本设计的对象是亚临界压力汽包锅炉，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。2、本组水质总盐含量不高，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。3、为保证锅
12、炉补给水水质和防止蒸发器、蒸汽发生器结垢，其补给水应有软化和降低碱度的措施。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。1、选择逆流再生固定床。因为：顺流式固定床的再生剂量大，出水水质差；浮动床需要体外擦洗设备，设备复杂，树脂损耗大，不以低流速及间断运行；逆流再生固定床的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。2、选用凝胶型树脂。因为：凝胶型树脂比大孔型树脂价格便宜，货源充足；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。综上所述，离子交换系统采用凝胶型树脂的逆流再生固定床。第三节 设计出力
13、计算为了保证水处理设备在最不利的情况下也能供给合格的水，水处理设备的总出力应该考虑到有可能出现的最大供水量。它是根据发电厂全部正常水汽损失与机组启动或事故而增加的损失之和而确定的，各种药品耗量则按正常供水量计算。当确定了水处理系统的总出力后，就可按选定的方案进行各种设备的工艺计算。一、热力设备补给水量计算设计机组对补给水量的要求，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事故状况下对水量的增加的需求。具体的说，设计的补给水水量应满足下列诸方面需要：（1） 厂内正常的汽水损失D1这部分损失不包括排污及生产和非生产用水，对于机组形式和装机容量
14、为2300MW的亚临界压力自然循环汽包炉，其汽水损失为锅炉最大连续蒸发量的1.5%，即（2） 考虑机组启动或事故而要增加的水处理设备出力D2对于装机容量为2300MW的机组，其D2为全厂最大一台锅炉连续蒸发量的6%，即（3）其他用水汽损失D4 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D4=10+10+10=30t/h（4）闭式热网损失D5 该数值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20m3/h，取D5=20m3/h=20t/h。（5）锅炉排污损失DP 锅炉的排污率P，按SiO2计算（t/h） （取SiO2BU=0.02mg/L SiO2G=4mg/L ） 不论正常与非正常情况，排污率P均按排污最大值取值，取P=1%此时锅炉排污损失为：
