电厂化学水处理工艺流程培训资料

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电厂化学水处理工艺
流程
化学水处理系统
一.从给水品质标准看化学水处理的必要性
下表是锅炉给水品质标准。

总硬度
(μmol/L) 溶解氧
(μg/L) 电导率
(μs/cm) 二氧化硅
(μg/L) PH值
(25℃) 二氧化碳
(μg/L)
标准≤30 ≤50 10 ≤20 8.8~9.2 ≤20
我国北方多采用深井水源,其水质超标最严重的是总硬度,总硬度是指溶液中钙离子(Ca2+)和镁离子(Mg2+)摩尔浓度的平均值。

所谓摩尔浓度指每升溶液中溶质含量的毫摩尔数。

例如Ca的原子量为40,1mol Ca2+的质量是80g (其化学意义是:1mol Ca2+内含6.02×1023个钙离子)。

如果1L溶液中含有1g Ca2+,那么它的摩尔浓度是1/80=0.0125mol/L=12.5mmol/L。

给水水质不良,特别是钙、镁、钠、硅酸根离子超标,会给热力设备造成如下危害:
1. 热力设备的结垢:如果进入锅炉或其它热交换器的水质不良,则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。

因为水垢的导热性比金属差几百倍,而这些水垢又极易在热负荷很高的锅炉炉管中生成,所以结垢对锅炉(或热交换器)的危害性很大;它可使结垢部位的金属管壁温度过高,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、产生鼓包,甚至引起爆管等严重事故。

结垢不仅危害安全运行,而且还会大大降低发电厂的经济性。

例如,热力发电厂锅炉的省煤器中,结有1mm厚的水垢时,其燃料用量就比原来的多消耗1.5%~2.0%。

因此有效防止或减少结垢,将会产生很大的经济效益。

另外,循环水的水质不良,在汽轮机凝汽器内结垢会导致凝汽器真空度降低,从而使汽轮机的热效率和出力下降;过热器的结垢会使蒸汽温度达不到设计值,使整个热力系统的经济性降低。

热力设备结垢以后,必须及时进行清洗工作,这就要停运设备,减少了设备的年利用小时数;此外,还要增加检修工作量和费用等。

2.热力设备及其系统的腐蚀:发电厂热力设备的金属经常和水接触,若水质不良,则会引起金属腐蚀,如给水管道,省煤器、蒸发器、加热器、过热器和汽轮机凝汽器的换热管,都会因水质不良而腐蚀。

腐蚀不仅要缩短设备本身的使用期限,造成经济损失;而且腐蚀产物转入水中,使给水中杂质增多,从而加剧在高热负荷受热面上的结垢过程,结成的垢又会加速炉管的垢下腐蚀。

此种恶性循环,会迅速导致爆管等事故。

3. 过热器和汽轮机流通部分的积盐:水质不良还会使蒸汽溶解和携带的杂质(主要是Na+和HSiO3-离子)增加,这些杂质会沉积在蒸汽的流通部位,如过热器和汽轮机,这种现象称为积盐。

过热器管内积盐会引起金属管壁过热甚至爆管;阀门会因积盐而关闭不严;汽轮机内积盐会大大降低汽轮机的出力和效率,即使少量的积盐也会显著增加蒸汽流通的阻力,使汽轮机的出力下降。

当汽轮机积盐严重时,还会使推力轴承负荷增大,隔板弯曲,造成事故停机。

总之,给水硬度高,表示钙、镁离子含量大,易造成锅炉各受热面、汽包以及管道内壁结垢及腐蚀,轻则影响热量的传导,重则引起锅炉爆管;水中杂质经蒸汽携带到过热器和汽轮机,则会引起蒸汽通流部位积盐,造成进一步危害。

● PH值是判断水质酸碱性的指标,PH值=-log(溶液中氢离子浓度,
mol/L)。

纯水中H+和OH-的含量都是1×10-7mol/L,因此PH值=7。

水中若溶入酸,例如盐酸HCl,H+浓度就会增加,H+浓度越大,PH值越小,PH值<7为酸性水质;水中若溶入碱,例如氢氧化钠NaOH,H+浓度就会减小,金属钠离子浓度就会增加,H+浓度越小,金属离子浓度越大,PH值就越大,PH值>7为碱性水质。

经过化学方法(离子交换)处理的水,显示弱碱性(PH值=8.8~9.2)。

弱酸性水对金属有腐蚀性;采用弱碱性水,具有钝化钢、铜表面的优点,使之不易被腐蚀,防止在锅炉及换热器表面结铁垢和铜垢。

二.水处理的的流程
本电站的水处理流程分为两大组成部分,第一部分是物理软化水流程,第二部分是化学除盐水流程。

物理软化水流程:来自厂区供水管网的原水(又称生水),经过石英砂过滤器、活性碳过滤器,除去了原水中的固体颗粒和悬浮杂质,称为澄清水;澄清水再经过反渗透装置清除了其中大部分钙、镁离子,成为软化水。

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化学除盐水流程:软化水经过除碳器,除去水中的二氧化碳(严格地说是HCO3—),再经过混床,除去水中残存的钙、镁、钠、硅酸根等有害离子,成为除盐水,也就是锅炉补给水,存储在除盐水箱,再用除盐水泵打入除氧器,最终经给水泵打入锅炉汽包。

图5.1是余热电站10t/h水处理系统的流程示意图。

图5.1. 水处理流程示意图。

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