化学水处理论文

山西大学工程学院毕业设计（论文）题 目 燃煤电厂锅炉水处理工艺系统分析 系 别 动力工程系 专 业 热能与动力工程 班 级 S 动 1008 班 姓 名 周亚婷 指导教师 苏利红 下达日期 2012 年 2 月 20 日设计时间自 2012 年 2 月 27 日至 2012 年 6 月 7 日毕业设计（论文）任务书一、设计题目：1、题目名称燃煤电厂锅炉水处理工艺系统分析2、题目来源 自 拟 二、目的和意义燃煤电厂锅炉水处理的任务是采取有效措施保证锅炉的汽、水品质，防止锅炉结垢、积盐、腐蚀等不良现象发生。通过让学生进行锅炉水处理的毕业设计，使学生熟悉和掌握锅炉水处理的一些相关知识，以及了解目前工程上最新的水处理技术和方法，使学生提前接触到有关电厂化水车间中的水处理工艺系统，增强学生的实际工作能力，开阔学生的视野。三、原始资料1 电厂锅炉原理及设备2 锅炉原理3 工业水处理技术4 电厂化学5 火电厂辅助生产设备及系统6 热力发电厂四、设计说明书应包括的内容1燃煤电厂用水介绍 2锅炉水汽质量标准3锅炉用水水质处理方法及系统4电厂热力设备的腐蚀5锅炉给水处理五、设计应完成的图纸无六、主要参考资料1 电厂锅炉原理及设备2 锅炉原理3 工业水处理技术4 电厂化学5 火电厂辅助生产设备及系统6 热力发电厂七、进度要求1、实习阶段 第 周（ 月 日）至第 周（月 日）共 周2、设计阶段 第 周（ 月 日）至第 周（月 日）共 周3、答辩日期 第 周（ 年 月 日） 八、其它要求无山西大学工程学院毕业设计论文I燃煤电厂锅炉水处理工艺系统分析摘要随着电厂向高参数，大容量汽轮发电机组的发展，火力发电机组对水质要求越来越高，水处理技术变得尤为重要。如果不进行相关处理，必然会对管道、锅炉、汽轮机及其相关设备造成腐蚀、结垢，危及机组安全运行。本文主要讲述的是燃煤电厂锅炉水处理工艺系统分析的相关知识。主要是水的一些基本概念以及电厂水处理的一些预备工作，进而着重论述了水处理除盐的机理，介绍了除盐的一般方法。它包括锅炉水处理、预处理、反渗透、补给水深度除盐、凝水精处理等。【关键词】水汽质量标准；反渗透；补给水深度除盐；凝结水精处理；AVT；CWT山西大学工程学院毕业设计论文IICoal-fired power plant boiler water treatment process systems analysisabstractWith the development of the power plant to the high parameter, large-capacity steam turbine generator set, the thermal power generating units on the water quality requirements, water treatment technology is particularly important. Without processing, is bound to cause corrosion of pipes, boilers, steam turbine and related equipment, scaling, endangering the safe operation of unit. This article starts by describing the water some of the basic concepts and some of the water treatment plant of the preparatory work, and then focuses on the mechanism of water treatment desalination introduced the general method of desalination.They are boiler water treatment,pretreatment,reverse osmosis,the feed water depth of demineralization,condensate polishing processing and so all.Key words pretreatment; reverse osmosis; the feed water depth of demineralization；condensate polishing processing; all volatile treatment; combined water treatment山西大学工程学院毕业设计论文III目 录第 1 章 燃煤电厂用水介绍 .11.1 我国水资源概况 .11.2 电厂用水概述 .11.2.1 电厂水处理的重要性 .21.2.2 电厂锅炉水、汽质量标准 .31.3 电厂锅炉的水循环 .71.3.1 火力发电厂水汽损失 .71.3.2 锅炉用水名称 .71.3.3 天然水中的杂质 .8第 2 章 锅炉用水水质处理方法及系统 .102.1 水的预处理 .102.1.1 预处理的具体方法 .102.2 反渗透除盐 .112.2.1 反渗透除盐的基本原理 .112.2.2 反渗透膜的种类和性能 .122.2.3 反渗透装置 .122.3 锅炉补给水深度除盐 .132.3.1 离子交换树脂 .132.3.2 复床除盐 .162.3.3 混合床除盐 .18山西大学工程学院毕业设计论文IV2.3.4 补给水除盐系统 .202.4 凝结水精处理 .21第 3 章 电厂热力设备的腐蚀 .233.1 热力设备的氧腐蚀和酸腐蚀 .233.1.1 氧腐蚀及其特征 .233.1.2 热力设备的酸腐蚀 .233.2 超临界机组的水化学工况 .233.2.1 全挥发处理(AVT)水化学工况 .223.2.2 联合水处理(CWT) 水化学工况 .23结论 .27致谢 .28参考文献 .29外文原文 .30中文译文 .34山西大学工程学院毕业设计论文1第 1 章 燃煤电厂用水介绍1.1 我国水资源概况水是世界上分布最广的物质，几乎占据着地球表面的四分之三，构成了海洋、江河、湖泊以及雪和冰川，此外地层中还存在着大量的地下水，大气中也有相当数量的水蒸气。水在自然界中是不断循环的，地面水主要来自雨水，地下水主要来自地面水的渗流，而雨水又来自地面水的蒸发。水是一种溶解能力很强的溶剂，在自然循环的过程中，能溶解大气中、地表面和地下岩层中的许多物质，而且在天然水的流动过程中还会夹带一些固体物质，使天然水体中不同程度地还有各种杂质。水是工业部门生产过程中不可缺少的物质，由于工业部门不同，对水的质量要求也不同。在火力发电厂中，锅炉、汽轮机及其他附属设备组成热力系统，水进入锅炉吸收燃料放出的热能变成蒸汽，在汽轮机内蒸汽的热能转变成机械能，汽轮机带动发电机，将机械能变成电能。因此水是能量转换的重要工质。热力系统中的水质是影响火力发电厂热力设备（锅炉、汽机等）安全、经济运行的重要因素之一。没有经过净化处理的原水，其中含有许多杂质，这种水是不允许进入热力设备中的水汽循环系统的，必须经过适当的净化处理，达到标准后，才能保证热力设备的稳定运行。我国水资源总量约 2.8 万亿 m3，从地区分布而言，我国地表水资源是东南多，西北少，由东南沿海向西北内陆递减。从时程分布而言，我国地表水资源的时程分布也是极不均匀。1.2 电厂用水概述电厂用水的水源主要有两种，一种是地表水；另一种是地下水。地表水是指流动或静止在陆地表面的水，主要是指江河、湖泊、水库水及海水。江河水的含盐量及硬度较低，其含盐量一般在 50500mg/L，硬度一般在 1.08.0mmol/L，是电厂用水最合适的水源。但其最大的缺点是易受工业废水、生活污水及其他各种人为的污染。湖泊及水库水主要有江河水和大气水补给，水质与江河水类似。但由于水的流动性小，储存时间长，经过长期自然沉淀，因此浊度较低。又由于水的不断蒸发，故含盐量往往比江河水高。按其含盐量分，有淡水湖、微咸水湖，前两种可作为电厂用水的水源。大气水的含盐量一般不大于 4050mg/L，硬度一般不大于 0.070.1mmol/L。这种水的纯度虽然较高，但是由于很难收集，加之它的量决定于气候条件，所以不能用作电厂用水的水源。海水由于长年的蒸发浓缩作用，所以其显著的特点是含盐量高，约 35g/L 左右，其中以氯化钠的含量为最高，约占 5060mmol/L，有时高达 100200mmol/L。各地海水水质组成基本上是相似的，各主要粒子之间的比例基本上是稳定的，只有HCO 、CO 含量的变化较大。常见离子含量的次序依次是(Na + + K+)332Mg 2+Ca 2+，Cl - SO 42- ( HCO3- + CO32- )。( HCO3- + CO32- )在海水中含量最小的原因是因为在河水流入海洋中时参与碳酸盐平衡的各离子的比例关系发生变化，一部分 HCO 3转变成 CO ，并于水中的 Ca2+反应生成 CaCO3，CaCO 3 被水中有机生物吸收组成骨32山西大学工程学院毕业设计论文2骼而沉积下来。海水的化学组分通常用盐度和氯度表示。盐度是表示海水含量的指标，一般为 35%左右；氯度是表示海水中氯化物含量的指标，一般为 20左右。海水必须经过淡化处理才能应用，未经过淡化处理的海水主要用来冷却交换器设备。位于海滨的火力发电厂，主要用海水作为凝汽器的冷却水。地下水指存在地球表面以下的土壤和岩层中的水。受外界影响小，水质比较稳定。地下水是由雨水和地表水经过地层的渗流而形成的。水流在地层渗透过程中，通过土壤和沙硕的过滤作用，悬浮物已基本或大部分除去，因而水中含盐量通常高于地表水。至于含盐量的多少及盐类的成分，取决于地下水流经地层的矿物质成分、地下水深埋和与岩石接触时间等。我国水文地质条件比较复杂，各地区地下水含量相差很大。一般情况下，多雨地区如东南沿海地区及西南地区，由于地下水受大量雨水补给，故含盐量相对低些；干旱地区如西北、内蒙古等地，地下水含盐量较高。如果土壤中含有较多有机物时，氧气将消耗于生物氧化，产生 CO 、H S 等气体，此气体溶于水中，使水具有还2原性。还原性的水与高价铁锰矿石反应，是它们以低价离子状态进入水中，因此地下水游离 CO 含量高，并普遍含有 Fe 和 Mn 。溶解氧在地层中消耗后得不到补充，所以2 地下水中溶解含氧量很少。1.2.1 电厂水处理的重要性在火力发电厂中，锅炉、汽轮机及其他附属设备组成热力系统，水进入锅炉吸收燃料放出的热能变成蒸汽，在汽轮机内蒸汽的热能转变成机械能，汽轮机带动发电机，将机械能变成电能。因此水是能量转换的重要工质。热力系统中的水质是影响火力发电厂热力设备（锅炉、汽机等）安全、经济运行的重要因素之一。没有经过净化处理的原水，其中含有许多杂质，这种水是不允许进入热力设备中的水汽循环系统的，必须经过适当的净化处理，达到标准后，才能保证热力设备的稳定运行。如果品质不良的水进入水汽循环系统，就会造成以下几方面的危害：(1）热力设备的结垢如果进入锅炉或其他热交换器的水质不良，则经过一段时间的运行后，在和水接触的受热面上，会生成一些固体附着物，这些固体附着物称为水垢，这种现象称为结垢。结垢的速度与锅炉的蒸发量成正比。因此，如果品质不良的水进入高参数、大容量机组的水汽循环系统，就有可能在短时间内造成更大的危害。因为水垢的导热性能比金属的差几百倍,这些水垢又易形成在热负荷很高的锅炉炉管中，这样会使结垢部位的金属管壁温度过热,引起金属强度下降，在管内压力作用下，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。结垢不仅危害到锅炉的安全运行，而且会影响发电厂的经济效益。另外，在汽轮机凝汽器内结垢，会导致凝汽器真空度降低，使汽轮机达不到额定出力，热效率下降；加热器结垢会使水的加热温度达不到设计值，以致整个热力系统的经济性降低。而且热力设备结垢后还必须及时进行清洗，因此增加了机组的停运时间，减少了发电量，增加了清洗、检修的费用，以及增加了环保工作量等。(2）热力设备的腐蚀热力设备的运行常以水作为介质。如果水质不良，则会引起金属的腐蚀。由于金属材料与环境介质反应而引起金属材料的破坏叫做金属的腐蚀。火力发电厂的给水管道，各种加热器，锅炉的省煤器、水冷壁、过热器和汽轮机凝汽器都会因水中含有溶解性气体和腐蚀介质而引起腐蚀。腐蚀不仅会缩短金属的使用寿命，而且由于金属腐蚀产物转入给水中，使给水杂质增多，从而又缩短了在热负荷高的受热面上的结垢过程，结成的山西大学工程学院毕业设计论文3垢又会促进锅炉管壁的垢下腐蚀。这种恶性循环，会迅速导致爆管事故的发生。(3）过热器和汽轮机的积盐如果锅炉使用的水质不良，就不能产生高纯度的蒸汽，随蒸汽带出的杂质就会沉积在蒸汽流通部分，例如过热器和汽轮机里，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；汽轮机内积盐会大大降低汽轮机的出力和效率。特别是对于高温、高压的大容量汽轮机，它的高压蒸汽通流部分的截面积很小，所以少量的积盐就会大大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。热力发电厂水处理工作就是保证热力系统各部分水汽有良好品质，防止热力设备腐蚀和积盐，所以在热力发电厂中，水处理工作对保证发电厂的安全、经济运行具有十分重要的意义。1.2.2 电厂锅炉水、汽质量标准水分子是一种极性很强的分子，对许多物质具有很强的分散能力，并与其形成分散体系。由于水的介电常数很大，溶解能力很强，许