化学水处理部分设计方案说明书(归档)

GEDI国家综合甲级
证书号:A144004317
××电厂1×1000MW超超临界化学水处理等部分公用系统设计工程
化学水处理部分
设计说明书
44-F0133E2S-H0101
目录
第一章概述1
1.1 设计依据1
1.2 工程简况1
1.3 设计基础资料2
1.4 设计范围3
第二章锅炉补给水处理4
2.1 锅炉补给水处理系统出力及出水质量4
2.2 锅炉补给水处理系统流程的确定4
第三章主要设备参数及系统控制6
3.1 锅炉补给水处理系统设备运行技术数据6
3.2 锅炉补给水处理设备的失效监督及控制方式8 3.3 锅炉补给水处理系统的连接9
3.4 辅助系统10
3.5 除盐水处理系统的控制功能及要求11
第四章化学水处理室设备布置12
4.1 锅炉补给水处理厂房12
4.2 锅炉补给水处理室外设备布置12
第五章制氢站13
5.1 制氢站主要设备13
5.2 制氢设备的运行。

13
5.3 制氢设备的布置13
第六章施工注意事项14
第一章概述
1.1设计依据
1.1.1《关于进行化学水处理等系统勘测设计的委托函》
1.1.2××电厂1×1000MW超超临界机组化学水处理等部分公用系统设计初步设计文件。

1.1.3××电厂1×1000MW超超临界机组化学水处理等部分公用系统设计初步设计审查意见
1.1.4业主有关文件；
1.1.5《火力发电厂设计技术规程》(DL 5000－2000>；
1.1.6《火力发电厂化学设计技术规程》 (DL/T 5068－2006>；
1.1.7《超临界火力发电机组水汽质量标准》(DL/T912-2005>；
1.1.8《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》(GB/T12145-1999>；
1.1.9相关的国家法令、法规和规程规范。

1.2 工程简况
××电厂已建运行4×300MW燃煤机组，由于扩建1×1000MW超超临界机组，需要占用现有的化学水处理区域的场地，因此，现有的锅炉补给水处理系统需要拆除，新建一套满足全厂所有发电机组需要的锅炉补给水处理系统。

系统容量按现有4×300MW燃煤机组、2×390MW燃气机组以及新建1×1000 MW机组、扩建2×390MW
LNG机组和对外供汽补水量20t/h的除盐水需求量设计。

整套锅炉补给水处理系统出力按设计容量一次建成。

同时，因扩建1×1000MW超超临界机组占用现有的制氢站，本期需新建制氢站，系统出力按4×300MW＋4×390MW<LNG机组）＋1×1000MW机组所需的补氢量设计。

新设置一套15m3制氢设备供现有运行机组使用，后将原有的一套15m3制氢设备拆迁至新制氢站，两套制氢机供全厂机组使用。

1.3设计基础资料
1.3.1水源与水质
××电厂位于×江西岸，近几年来,海水倒灌现象越来越严重,
冬季水的含盐量有增高的趋势,该厂原锅炉补给水处理系统水源也受到海水倒灌的影响。

因此,本期锅炉补给水处理系统采用自来水，水质指标符合生活饮用水水质标准。

水源的水质资料见表1.3.1“××电厂水质全分析报告汇总表”。

表1.3.1××电厂水质全分析报告汇总表
1.3.2水汽质量标准
水汽质量标准按中华人民共和国电力行业标准
300MW机组和390MW机组<LNG）水汽质量标准按:《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》(GB/T12145-1999>执行。

1000MW机组水汽质量标准按:《超临界火力发电机组水汽质量》<DL/T 912-2005）执行。

补给水质量以保证给水质量为标准，补给水质量可参照下表进行控制。

表1.3.2补给水质量标准
1.4设计范围
1.4.1锅炉补给水处理系统；
1.4.2除盐水管道厂区部分。

1.4.3制氢站
1.4.4制氢站至主厂房厂区管道
第二章锅炉补给水处理
2.1锅炉补给水处理系统出力及出水质量
2.1.1锅炉补给水处理系统出力
锅炉补给水处理系统设备的出力根据××电厂现有和在规划的机组4×300 MW燃煤机组、4×390MW燃气电厂、1×1000MW超超临界燃煤机组机组和对外供汽补水量20t/h的全部正常水汽损失,以及启动或事故而增加的耗水量等因素综合考虑见下表：
表2.1.1锅炉补给水处理正常补给水量和系统出力数据汇总表
2.1.2锅炉补给水处理系统的出水质量
硬度：～0 mol/L。

电导率(25℃>： ≤ 0.20μS/cm 期望值≤ 0.15μS/cm。

二氧化硅： ≤ 20μg/L 期望值≤ 10μg/L。

TOC：≤ 200μg/L。

2.2锅炉补给水处理系统流程的确定
本工程锅炉补给水处理系统设置反渗透膜处理装置作为预脱盐工艺，以应付水源可能出现的高含盐量特性，减少再生药剂消耗。

锅炉补给水处理系
统的方案采用“细砂过滤器+反渗透+离子交换系统”
2.2.1细砂过滤器+反渗透+离子交换系统系统流程
1>自来水→细砂过滤器→清水箱→5u保安过滤器→高压泵→反渗透装置→反渗透水箱→预脱盐水泵→阳床→除二氧化碳器→中间水箱→中间水泵→阴床→混床→除盐水箱→除盐水泵→主厂房和LNG电厂。

2）当水源不受海水倒灌影响含盐量较低时，系统也可直接采用一级除盐+混床流程运行：自来水→细砂过滤器→反渗透水箱→预脱盐水泵→阳床→除二氧化碳器→中间水箱→中间水泵→阴床→混床→除盐水箱→除盐水泵→主厂房和LNG电厂。

3>系统流程详见锅炉补给水处理系统流程图(F0133E2S-H0201-01~09>。

第三章主要设备参数及系统控制
3.1锅炉补给水处理系统设备运行技术数据
3.1.1细砂过滤器：6台，5用1备。

直径DN3400mm，滤料层高1500mm。

进出口允许压降0.05MPa。

设备正常运行流速：≤8m/h。

细砂过滤器进水设置了絮凝剂加药装置、加杀菌剂装置各1套，可根据进水水质需要确定是否加药。

加药点设在进水母管。

3.1.2反渗透单元:反渗透系统是整个锅炉补给水处理系统中主要的脱盐设备，其作用是脱除水中的可溶性盐份、溶硅、大分子有机物等。

本工程设置2套,每套设计出力为143m3/h。

按水温10℃设计）,系统脱盐率≥97%，水回收率按75%设计。

每套反渗透单元包括:5u保安过滤器、高压泵、反渗透装置各2台，清洗装置1套,
加药系统、清洗系统及控制仪表。

反渗透装置按一级二段设计。

1）保安过滤器
设置保安过滤器的作用是截留进水带来的大于5µm的颗粒，以防止其进入反渗透系统。

2）高压泵
高压泵为反渗透本体装置提供足够的进水压力，保证反渗透膜的正常运行。

由于水温对反渗透装置的产水流量影响较大，即水温每变化1℃，在进水压力不变的情况下，其产水量大至增减2.7%。

如果进水水温降低，在系统条件不变的情况下，将导致产水量的下降。

本系统采用变频泵，改变进水压力，以保证反渗透系统足够的推动力，从而保证系统的产水能力。

3）反渗透本体装置
本工程设置2套反渗透装置，每套反渗透装置设计出力为143m3/h。

反渗透膜采用美国海德能公司生产的增强型抗污染PROC10型聚酰胺复合膜，此型号反渗透膜的有效膜面积400ft2<37.2m2），膜通量按20L/m2.h<10℃）设计，单根膜脱盐率为99.75%。

每套反渗透按一级二段设计，成22：11排列，每支压力容器内装6根膜，每套反渗透装置共用198支膜。

4）反渗透加药系统
a 加阻垢剂系统
加阻垢剂的作用是在反渗透装置进水管加入高效率的专用阻垢剂，以防止反渗透浓水侧产生结垢。

b 加还原剂系统
还原剂NaHSO3<亚硫酸氢钠）的作用是还原前级处理工艺中存在的余氯，以防止氧化剂对膜产水通量造成的衰减而导致反渗透膜脱盐率的下降。

5）反渗透清洗系统
反渗透系统运行压力约1.40MPa，反渗透膜组件在长时间运行后会受到污染，如微量盐份结垢和有机物的积累，从而造成膜组件性能的下降，运行压力升高，所以必须用化学药品进行清洗，以恢复其正常的除盐能力。

一般情况下，每4～6个月清洗一次，每次清洗约1～2小时。

本系统设置一套清洗装置，由1台不锈钢保安过滤器、1台清洗泵和1台清洗溶液箱组成。

反渗透膜的维护和保养详见制造厂的维护和保养手册。

6）控制仪表
为了监测、控制反渗透系统运行情况，配置了电导率仪、流量计、压力表、取样装置、流量开关和高压保护开关等监测和控制仪表。

反渗透系统为全自动运行，产水设高压保护爆破膜。

3.1.3无顶压逆流再生阳离子交换器
1）设备公称直径：DN2500
2）设备台数：3
3）设备内装：001×7型强酸阳离子交换树脂，层高2000mm。

4）工作交换容量:850mol/m3<R）；
5）正常运行流量：110m3/h
6）正常运行流速：22.5m/h
7）再生剂：采用31%的工业盐酸，再生液浓度为1.5～3%，流速为5m/h ，酸耗取55g/mol，正常时，再生一次需要31%的工业盐酸1.28 m3。

3.14无顶压逆流再生阴离子交换器
1）设备公称直径：DN2500
2）设备台数：3
3）设备内装：201×7型强碱阴离子交换树脂，层高2500mm。

4）工作交换容量:275mol/m3<R）；
5）正常运行流量：110m3/h
6）正常运行流速：22.5m/h
7）再生剂：采用32%的高纯度碱，再生液浓度为1~3%，流速为5m/h，碱耗取65g/mol，正常时，再生一次需要32%的高纯度碱0.508 m3。

3.1.5混合离子交换器
1）设备公称直径：DN2500
2）设备台数：2
3）设备内装：001×7MB型强酸阳离子交换树脂，层高500mm，201×7M B型强碱阴离子交换树脂，层高1000mm。

树脂再生采用体内同时再生方式。

4）正常运行流量：220m3/h
5）正常运行流速：44.8m/h
6）再生剂：
a.001×7MB型强酸阳离子交换树脂采用31%的工业盐酸再生，再生液浓度为5%，流速为5m/h，酸耗取80kg/m3<R），正常时，再生一次需要31%的工业盐酸0.55 m3。

b.201×7MB强碱阴离子交换树脂采用32%的高纯度碱，再生液浓度为4%，流速为5m/h，碱耗取100kg/m3<R），正常时，再生一次需要32%的高纯度碱1.13 m3。

3.2锅炉补给水处理设备的失效监督及控制方式
3.2.1细砂过滤器
细砂过滤器当满足下列条件之一时，停止运行，进行反洗。

1> 进出口压差达到设定值时；
2> 周期制水量达到设定值时<经调试确定）。

细砂过滤器的投运和反洗，采用程序控制。

3.2.2反渗透装置
反渗透装置投运和清洗，采用程序控制。

3.2.3阳离子交换器
阳离子交换器的失效监督指标有如下2个，当满足任一条件时，需停运再生。

1> 当其出水Na >50μg/L时；
2> 当其周期制水量达到规定时<经调试确定）。

阳离子交换器的投运和再生采用程序控制。

3.2.4阴离子交换器
阴离子交换器的失效监督指标有如下3个，当满足任一条件时，需停运再生。

1> 当其出水电导率≥5μS /cm时；
2> 当其出水SiO2≥100μg/L时；
3> 当其周期制水量达到规定时<经调试确定）。

阴离子交换器的投运和再生采用程序控制。

3.2.5混合离子交换器
混合离子交换器的失效监督指标有如下3个，当满足任一条件时，需停运再生。

1> 当其出水电导率≥0.2μS /cm时；
2> 当其出水SiO2含量≥15μg/L时；
3> 当其周期制水量达到规定时<经调试确定）。

混合离子交换器的投运和再生采用程序控制。

3.3锅炉补给水处理系统的连接
锅炉补给水处理系统主要制水设备均采用母管制并联连接。

细砂过滤器采用母管制并联的连接。

反渗透装置采用单元制连接。

阳离子交换器、阴离子交换器和混合离子交换器则为母管制并联连接。

细砂过滤器和离子交换器
均设备用，当1台设备失效时，自动解列该设备，投入备用设备，并对失效设备进行清洗或再生备用。

3.4辅助系统
3.4.1化学药剂的运输及贮存
树脂的再生采用盐酸和氢氧化钠，杀菌剂采用次氯酸钠，还原剂采用固体亚硫酸钠。

酸、碱采用汽车槽车运输，通过酸、碱输送泵到贮存罐贮存。

树脂再生时，酸、碱从贮存罐自流到计量箱，经过喷射器将酸、碱液混合稀释分别送入离子交换器进行再生。

另外,
设置了酸、碱计量泵作为反渗透清洗装置配清洗液用,固体药剂采用搅拌溶液箱溶解后用计量泵送到加药点。

3.4.2排水的收集与处置
1）反渗透浓水一路接至清水池做为细砂过滤器反洗用水，一路接至清水回收水池，经清水回收水池排水泵送至电厂行政楼使用。

本工程设置1个7 0m3清水回收水池和1台回收水池排水泵。

2）设备的排水和再生废水排到废水中和池储存和处理合格后送至沉渣池回用。

本工程设置了250m3混凝土废水中和池2个，并设2台废水泵。

中和池设有水力搅拌设施保证废水的充分混合与中和，达到pH值7-
9时排放至沉渣池回用。

3.4.3压缩空气系统
1）压缩空气由主厂房仪用空压系统供给。

用于供给锅炉补给水处理系统工艺及仪表用气。

本工程设2台8m3的压缩空气贮存罐。

其中1台仪用压缩空气贮存罐，另1台用于混床树脂混合。

2）本工程设置2台罗茨风机作为细砂过滤器擦洗用。

3）细砂过滤器的擦洗空气压力~0.098MPa；，混合离子交换器混脂用的压缩空气压力为0.1~0.15MPa；仪用气压力为0.6～0.8MPa，露点温度-40℃。

3.4.4供汽回收系统
本工程为电厂对外供汽<广控集团二甲谜工程）的凝结水回收配套，设
了250m3混凝土供汽凝结回收池1个，将符合锅炉补给水水质要求的合格凝结回收。

通过回收水泵，将回收池不合格的水送至水工消防水池再用。

并预留一路接口将合格的凝结水送至使用点。

3.5除盐水处理系统的控制功能及要求
1>
锅炉补给水处理系统的运行过程采用PLC自动化程序控制。

系统的主要运行数据将送到控制系统，操作人员可在水处理控制室内通过CRT对系统的运行进行全过程的监督和控制。

现场电磁阀箱保留进行人工按钮操作。

反渗透装置的运行、加药等步骤都由PLC按程序自动进行。

2>
风机、泵和电动门等除了在控制室的遥控外，还设有就地控制开关。

对于气动阀门能在电磁阀箱上进行控制，而且在手动时还能保持必要的联锁，但远方/就地切换在PLC内实现。

3> 水泵的控制受水箱液位高低的联锁，备用泵与运行泵互为联锁。

4>
凡是与腐蚀性介质接触的测量元件、阀门、逻辑开关、变送器、就地仪表等设备均满足相应介质的防腐要求。

5>
存放液体的箱、罐、池都有液位计和液位开关或远传连续式液位变送器。

第四章化学水处理室设备布置
4.1锅炉补给水处理厂房
锅炉补给水处理厂房按规划容量一次建成，水处理设备厂房占地为78.1×20m。

其中除盐间厂房占地为52.6×15m2，除盐间内布置锅炉补给水处理各设备，辅助设备厂房占地为52.6×5m2，分别布置水泵、罗茨风机系统、反滲透清洗装置。

锅炉补给水处理室的西端设有化验楼，化验楼为四层建筑，化验楼占地为25.5×20m2。

化验楼首层设有运行化验室、运行控制室、电子设备室、变配电室、加热室、煤制样间等；化验楼二层设有水分析室、油水分析室、天平及分光度计室、色谱化验室、药品贮存间；化验楼三层设有煤分析室、天平室、验室、量热仪室、办公室、资料室；化验楼四层设有环保分析室、环保仪器室、环保办公室和检修办公室。

4.2锅炉补给水处理室外设备布置
中间水箱、除盐水箱、酸碱贮存罐、酸碱计量泵、中和池、废水泵和压缩空气贮存罐布置在水处理厂房北面的室外。

酸碱贮存设备布置在废水中和池的上部，计量设备布置在排水收集池的上部，布置在水箱区域的东北面，该区域设置遮雨棚。

详见锅炉补给水处理平面布置图，图号：F0133E2S-
H0201-10。

第五章制氢站
5.1制氢站主要设备
本期新建制氢站，系统出力按4×300MW＋4×390MW<LNG机组）＋1×1000MW机组所需的补氢量设计。

新设置一套15m3制氢设备供现有运行机组使用，后将现有的一套15m3制氢设备拆迁至新制氢站，两套制氢机供全厂机组使用。

新建4台13.9 m3<3.2 MPa）贮氢罐，并拆迁现有4台13.9 m3<3.2 MPa）贮氢罐，共配置8台13.9 m3的贮氢罐。

5.2制氢设备的运行。

新旧制氢设备1套运行1套备用，必要时也可2套同时运行。

8台贮氢罐分成2组，4台1组互为备用。

详见：系统图(F0133E2S- H0301-03～07> 。

5.3制氢设备的布置
新增一套15Nm3/h的制氢设备安装在2号电解间内，后将现有的一套15 m3制氢设备拆迁至1号电解间,8台贮存罐布置在室外，
布置详见：制氢站设备平面布置图(F0133E2S-H0301-08>。

第六章施工注意事项
1.严格按《电力建设施工及验收技术规范》<DL 5190.4-
2004）第4部分：电厂化学及有关规程、规定进行施工和验收。

2.细砂过滤器、离子交换器、酸碱贮存罐、树脂捕捉器、等防腐设备，待
运到施工现场后，应对防腐层进行外观检查和漏电实验，如发现缺陷应及时处理。

3.衬里管道<衬胶管）在组装前，根据相关规定应进行外观检查和漏电实
验。

胶层与钢管和法兰粘接应牢固没有鼓泡的现象，法兰接合面应平整，搭接处应严密，不得有径向沟槽。

漏电实验使用电压应大于15kV，探头行走速度为3m/min～6m/min，探头不应在胶层上长时间停留，不用时立即断开，防止击穿胶层。

4.衬胶蝶阀的安装，尤其是进口的气动衬胶蝶阀的安装，必须严格按厂家
提供的资料进行安装。

安装好的衬胶蝶阀，应转动灵活，安装方向正确。

5.衬胶阀门在安装前应做漏电实验检查衬胶质量，结合面应平整无损伤，
衬里表面不应有鼓泡现象。

6.衬里及涂漆设备管道的焊接工作，必须在衬涂之前完成。

不得在已衬里
和涂好漆的设备管道上施焊或钻孔。

7.沟道中的管道支架生根结构，应在沟道衬玻璃钢前焊接好。

如在衬好玻
璃钢或涂好漆的作业面附近进行焊接的话，必须采取措施防止焊花溅射到防腐层面上损外防腐层。

8.离子交换树脂在储存过程中，应防止脱水和冻裂；离子交换树脂使用前
应进行预处理。

装填时应按设计要求装料，树脂层高不可过高或过低，树脂层面应平整。

9.按设计规定许可，本设计少量DN50以下的管道没出图，请根据系统图
结合现场情况进行安装。

做到整齐美观，不要妨碍检修通道，阀门布置要便于操作和维修。

10.穿墙的管道安装完毕后，请填孔、批荡。

但墙中有滑动支架者除外。

11.制氢站的安装请见设计说明“F0133E2S-H0301-01”
施工图卷册目录
第一卷：总的部分
第一册：化学水处理部分设计说明书F0133E2S-H0101 第二册：设备及主要材料清册F0133E2S-H0102 第三册：阀门清册F0133E2S-H0103 第二卷：锅炉补给水处理部分
第一册：锅炉补给水处理系统总的部分F0133E2S-H0201 第二册：材料汇总表F0133E2S-H0201 第三册：保温油漆及防腐F0133E2S -H0203 第四册：锅炉补给水处理设备管路安装图<室内部分）F0133E2S -H0204 第五册：锅炉补给水处理室外水箱设备管道安装图F0133E2S -H0205 第六册：水泵及其它设备安装图F0133E2S -H0206 第七册:锅炉补给水处理再生附属系统设备管路安装图F0133E2S -H0207
F0133E2S -H0208 第八册：锅炉补给水处理系统室内,酸碱贮存及废水中和区
支吊架安装图
第九册：锅炉补给水处理系统热塑管道立体图F0133E2S -H0209
F0133E2S -H0210 第十册：锅炉补给水处理室至水工消防水池厂区管道安装
图
第十一册：3600m3除盐水箱制造图F0133E2S -H0211 第十二册：化水车间至4×300MW除盐水管,至LNG电厂,
F0133E2S -H0212 至4×300MW灰场回用水管,4×300MW主厂房来
压缩空气管厂区管道安装图
第三卷制氢站
第一册：制氢站及设备管道安装图F0133E2S -H0301
F0133E2S -H0302 第二册：制氢站至主厂房,制氢站用除盐水,
制氢站用压缩空气管,制氢站冷却水回水管厂区管
道安装图。