电厂锅炉补给水处理处理技术11.

2 2H CO3 2OH 2 H 2O
Ca(OH) 2 可以和水中各种形式的碳酸化合物反 应生成沉淀除去： Ca(OH )2 CO2 CaCO3 H2O
Ca(OH )2 Ca( HCO3 )2 2CaCO3 2H2O 2Ca(OH )2 Mg (HCO3 )2 2CaCO3 Mg(OH )2 2H2O
（一）物理性水质指标 属于这一类的水质指标主要有： 1、感官物理性状指标，如温度、色度、嗅和味、浑浊度、透明度等。 2、其它的物理性水质指标，如总固体、悬浮固体、溶解固体、可沉固 体、电导率（电阻率）等。
水质指标
• （二）化学性水质指标 • 1、一般化学性水质指标，如：pH、碱度、硬度、各种 阳离子、各种阴离子、总含盐量，一般有机物质等。 • 2、有毒的化学性水质指标，如：各种重金属、氰化物、 多环芳烃、各种农药等。 • 3、氧平衡指标，如溶解氧（DO）、化学需氧量 （COD）、生化需氧量（BOD）、总需氧量（TOD）等。
根据水在水汽循环系统中所经历的过程，我 们赋予这些水以不同的名称。 (1)生水 生水是未经处理的天然水，如地下水、江河 水、水库湖泊水等等。 (2)锅炉补给水 生水经水处理车间净化后，用于补充发电厂 水汽损失的水，叫锅炉补给水。 (3)汽轮机凝结水 蒸汽在汽轮机中做功后在凝汽器中冷凝的水。 (4)疏水 各种用汽设备、蒸汽管道中凝结的蒸汽凝结 水，一般汇集到输水箱，也有的并入凝结水系统。
沉淀处理设备
沉淀处理设备可分为沉淀池和澄清池两类。 (1)沉淀池 沉淀池是用来分离水中悬浮物的池子，有间 歇式和连续式之分。按水流方向分为平流式、竖 流式、辐流式和斜板(管)式等。 平流式沉淀池见图3-2，斜板(管)式沉淀池见 图3-3。 按水流和泥渣沉降方向不同，斜板 ( 管) 式沉 淀池可分为异向流、同向流和横向流三种运行方 式，见图3-4。
图3-2
平流式沉淀池
图3-3 斜板(管)式沉淀池
图3-4 斜管(板)中水与泥渣的流向
(2)澄清池 澄清池带有悬浮泥渣层，以泥渣为接触介质， 分离水中悬浮物和沉淀之后生成的沉淀物，结构 复杂。 澄清池可分为泥渣悬浮式和泥渣循环式两种 类型。 ①цнии型澄清池 该澄清池是原苏联设计的典型泥渣悬浮式澄 清池，结构见图3-5。 ②水力循环澄清池 水力循环澄清池是泥渣循环式澄清池的一种， 结构见图3-6。
• （三）生物学水质指标 • 一般包括细菌总数、总大肠杆菌群数、各种病原细菌病 毒等。
第三节
补给Байду номын сангаас的预处理
天然水中常含有大量的悬浮物和胶态杂质。 电厂水处理的第一步就是要除去这些杂质，即预 处理。它包括悬浮物的自然沉降、混凝处理、沉 淀软化和过滤等内容。
水的混凝处理 水的沉淀软化 水的过滤处理
• 过滤机理可归纳为三种主要作用： • （1）机械筛滤作用 • 当原水自上而下流过粒状滤料层时，粒径较大的悬浮颗粒首先被截 留在表层滤料的空隙中，从而使此层滤料间的空隙越来越小，截污 能力随之变得越来越高，结果逐渐形成一层主要由被截留的固体颗 粒构成的滤膜，并由它起主要的过滤作用。 • 悬浮物粒径越大，表层滤料和滤速越小，就越容易形成表层筛滤膜， 滤膜的截污能力也越高。 • （2）重力沉淀作用 • 原水通过滤层时，众多的滤料表面提供了巨大的不受水力冲刷而可 供悬浮物沉降的有效面积，形成了无数的小“沉淀池”，悬浮物极 易在此沉降下来。 • 滤料越小，沉降面积越大，滤速越小，则水流越平稳，这都有利于 悬浮物的沉降。 • （3）接触粘附（絮凝）作用 • 原水通过滤层时，有很多机会与砂粒接触，通过彼此间的范德华力、 静电力及某些特别的吸附力等作用相互吸引而粘附，恰如在滤层中 进行了深度的混凝过程。
热力发电厂水汽循环系统主要流程见图3-1。
图3-1
热力发电厂水汽循环系统主要流程
实际运行中，任何水汽循环系统都要有一部 分汽水损失，大致有如下几个方面： (1)系统内水汽循环损失： 如汽包锅炉的排污，各种排汽损失——锅炉 安全门、过热器放汽门、汽轮机轴封、抽汽器、 除氧器等的排汽，各种水箱的溢流和管道的跑冒 滴漏等等。 (2)对外供汽损失 对非生产、生活供汽大部分不能返回。 (3)厂内其它用汽损失 如采暖、生活用汽等等。
经石灰处理的水，从理论上讲，碳酸盐硬度 应达到 CaCO 3 的溶解度。但是由于 CaCO 3 结晶生 成之后，并不能完全以大颗粒沉降下来，有相当 一部分是以胶体和悬浮物形式滞留水中，使 CaCO 3 残留量过大。因此，在处理工艺上常采用 两种措施以保证沉淀完全和有效的分离。 一是利用先期沉淀物（称泥渣）作为接触介 质，使 CaCO 3 在泥渣表面上吸附并以泥渣为结晶 核心，加快沉淀速度并使沉淀完全。 二是在沉淀的同时进行混凝处理。
图3-5
цнии型澄清池
图3-6
水力循环澄清池
Flash
水的过滤处理
水的过滤处理是用过滤材料将水中分散的悬 浮颗粒分离出来的处理过程。 在锅炉补给水处理中，常采用粒状滤料过滤 法；凝结水净化处理中，采用覆盖过滤和电磁过 滤法。
粒状滤料的过滤原理
粒状滤料的过滤是薄膜过滤和接触混凝过滤 的综合过程。 一般工业上采用的是快滤池，主要是接触混 凝过滤。滤速可达 10m/h 以上，通常是在混凝处 理以后进行。
常用混凝剂
常用混凝剂有铝盐和铁盐两大类，它们是一 些分子中有高价阳离子的无机盐类。 铝盐有硫酸铝、明矾、偏铝酸钠和聚合铝等。 铁盐有硫酸亚铁、三氯化铁、硫酸铁和聚合硫酸 铁等。 近年来人工合成了一些有机高分子絮凝剂， 一般都是线型的高分子聚合物。有机高分子絮凝 剂是一种电解质，根据电离后聚合离子所带电荷 的性质，可分为阴离子型，阳离子型和非离子型 三类。
第二节 天然水中的杂质与水质指标
• 水中的杂质 • 水中所含的杂质按其在水中存在的状态可以分为三类：悬浮物
质、溶解物质和胶体物质。悬浮物质是由大于分子尺寸的颗粒组成的， 它们靠浮力和粘滞力悬浮于水中。溶解物质则由分子或离子组成，它 们被水的分子结构所支承。胶体物体则介于悬浮物质与溶解物质之间， 这三种杂质的尺度为：
现在以Al2(SO4)3为例，简要说明混凝过程。 Al2(SO4)3投入水中，首先发生的是它的电离和水解。当 3 pH<3时，离解出的铝离子以 Al ( H 2O)的形式存在。如果 pH 6 升高， 就逐步水解，形成一系列含有羟基的简单配 Al ( H 2O)3 6 离子。
反应如下：
Al(H2O)3 6 H2O
水的沉淀软化
水的沉淀软化，是将天然水中钙、镁离子转 化成难溶化合物，然后分离以降低水的硬度。 沉淀软化有热力软化法和石灰处理法，但前 者不能除去非碳酸盐硬度，电厂一般不采用。
石灰处理原理
在天然水中加入 Ca(OH)2，由于pH值的增加， 破坏了水的碳酸平衡并使之右移：
H2O CO2
H HCO3
火力发电厂水处理工作的主要内容大致如下： (1)净化生水 净化生水的目的是制备所需质量的锅炉补给水， 这个处理过程也叫做炉外水处理。包括预处理，软 化或除盐。 (2)高参数机组或直流锅炉的凝结水净化。 (3)对给水的除氧、加药。 (4)汽包锅炉的锅内水处理。 (5)冷却水的处理。 (6)热电厂对返回水的除油、除铁。 (7)热力系统的水汽质量监督。 (8)锅炉及其他热力设备的清洗。
腐蚀
水质不良会引起热力设备的腐蚀，主要是电化 学腐蚀，容易发生在给水管道、省煤器、水冷壁、 过热器、汽轮机和凝汽器等经常与水接触的金属部 位。腐蚀将大大减少设备的使用年限。
积盐
含有大量杂质的蒸汽通过过热器和汽轮机时， 杂质会沉积下来，这叫做过热器、汽轮机的积盐。 过热器的积盐有可能引起爆管，汽轮机的积盐将大 大降低汽轮机的出力。 因此，为了保证安全、经济运行，各电厂对锅 炉用水的水质都规定了严格的要求。
溶解物质 胶体物质 悬浮物质
10-5
10-4
10-3
10-2
10-1
1
10
100
(μm)
水质指标
水质是指水和其中所含杂质共同表现出来的物理、化学和生 物学的综合特征。各项水质指标则表示水中杂质的种类、 成分和数量，是判断水质的具体衡量标准。水质指标项目 繁多，总共可有上百种，它们可分为物理的、化学的和生 物的三类。
[Al(OH)(H2O)5 ]2 H3O
[Al(OH)(H2O)5 ]2 H2O
[Al(OH)2 (H2O)4 ] H2O
[Al(OH)2 (H2O)4 ] H3O
[Al(OH)3 (H2O)3 ] H3O
(1) (2) (3)
最终生成 Al(OH)3 凝絮。 H O 水解过程中生成的 3 被原水中的碱度中和， 3 Al ( H O ) 这种中和作用又促进了 2 6 的水解，使水中的含 有羟基的配离子增加，有利于它们之间发生高分子缩 聚反应，称为羟基桥联，形成多核配离子。如
水处理的重要作用
在火力发电厂的热力系统中，水的品质是影响 热力设备安全、经济运行的重要因素。 天然水中含有许多杂质。若把这些水不经净化 处理就引入热力设备，将会由于汽水品质不良引起 各种危害，主要是热力设备的结垢、腐蚀和积盐。
结垢
结垢极易发生在热负荷较高的部位，如锅炉的 炉管、各种热交换器。水垢的导热性比金属差几百 倍，结垢的金属管壁就会产生过热，强度下降，引 起管道的损坏。冷却水处理不当，会使凝汽器铜管 结垢，降低换热效率，从而降低汽轮机出力。
给水系统
水的混凝处理
胶态杂质和一部分粒径小的悬浮物，由于沉降速度小， 以至于相当长时间仍滞留于水中，而且这部分杂质也不能 用过滤的方法除去。因此实际应用中，通常是加入一种称 之为混凝剂的化学药剂，使它们相互吸附粘结成较大的絮 状物，然后从水中沉降分离。
混凝处理原理胶核.swf胶体的脱稳—加电解质.swf
石灰软化法主要除去了水的碱度和碳酸盐硬度， 但不能除去非碳酸盐硬度和碱性水的过剩碱度：