电厂锅炉补给水处理处理技术.ppt

电厂锅炉补给水处理技术,内容提要：扼要介绍火电厂水汽循环系统及水处理的重要性，着重讨论制备锅炉补给水的预处理和离子交换的原理，主要工艺及设备；凝结水的净化处理；锅炉水的处理原理和技术；循环冷却水系统及处理原理、工艺和主要设备。,目录,第一节火力发电厂中水处理的作用第二节水的预处理第三节水的离子交换处理第四节凝结水的净化处理第五节锅内处理第六节冷却水处理,第一节火力发电厂中水处理的作用,火力发电厂是利用燃料燃烧产生的热能转变成电能的，这种能量的转换是通过水来实现的。因此，水在火力发电厂中起着极重要的作用，水处理是火力发电厂生产过程的不可缺少的组成部分。火力发电厂的水汽循环系统水处理的重要作用,火力发电厂的水汽循环系统,火力发电厂的水汽循环系统可分为凝汽和凝汽兼供热两种形式。凝汽式是指只发电不供热的凝汽式发电厂的水汽循环系统，这种系统正常运行的锅炉补给水量很小，一般为锅炉蒸发量的24%。凝汽兼供热式是指除发电外，兼向附近工业区、生活区供热的水汽循环系统，锅炉补给水量要大得多，如热力发电厂水汽循环系统。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。,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。,(5)返回凝结水它是生产或生活用户返回的蒸汽凝结水，简称返回水。(6)给水给水是指进入锅炉的水，对于热电厂，它包括汽轮机凝结水、锅炉补给水、疏水和返回水。(7)锅炉水锅炉水又叫炉水，是指锅炉本体的蒸发系统中流动的水。(8)冷却水是指用作冷却介质的水，在电厂中主要指在凝汽器中用于冷却汽轮机排汽的水。,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。,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。,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。,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：,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,(m),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。（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。（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。,第三节补给水的预处理,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,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pH1，有利于交换反应的进行。平衡常数以H型阳离子交换树脂与水中Na+进行交换为例，加以讨论：RH+Na+RNa+H+,如果此反应不伴随有反应物质的吸附或解吸等过程，则可得如下平衡常数式由于K值要受吸附和解吸过程的影响，而且还因离子交换树脂相中的离子活度系数现在还无法测定。,选择性系数这里，用来代表，它称为选择性系数。此系数只表示离子交换平衡时，各种离子间一种量的关系，没有更多的物理化学意义。选择性系数可以进行换算：1.等价离子KAB=KACKBC2.不等价离子KAB=KAC（KBC）2A2价B、C1价,选择性顺序在离子交换水处理的实际应用中，我们常常需要知道在许多离子的混合液中哪一种离子易被吸取，哪一种离子较难被吸取的次序，即所谓选择性顺序。此种性能与它们呈离子交换平衡时的相对量有关。对于阳离子交换来说，此种顺序的规律性比较明显。在稀溶液中强酸性阳树脂对常见阳离子的选择性顺序如下：,可以归纳为两个规律：离子所带电荷量愈大，愈易被吸取；当离子所带电荷量相同时，离于水合半径较小的易被吸取。对于弱酸性阳树脂，H+的位置向前移动例如羧酸型树脂对H+的选择性居于Fe3+之前。在浓溶液中，选样性顺序有一些不同，某些低价离子会居于高价离子之前。至于阴离子交换的选择性顺序，情况要比阳离子交换复杂。通过研究得知，在淡水的离子交换除盐处理系统中即进水是稀酸溶液时，强碱性OH型阴树脂对阴离子的选择性顺序为：,当OH离子交换树脂失效后，用碱进行再生时，即对于进水是浓碱溶液、阴离子的选择性顺序为：据此，可以推知，强碱性OH型阴树脂对于水中常见阴离子的吸着顺序，遵循以下三条规律：(1)在强弱酸混合的溶液中，易吸取强酸的阴离子。(2)浓溶液与稀溶液相比，前者利于低价离子被吸取，后者利于高价离子被吸取。(3)在浓度和价数等条件相同的情况下，选择性系数大的易被吸取。,离子交换剂性能对比,1强酸性阳离子交换剂，对水中阳离子选择顺序：Fe3+Al3+Ca2+Mg2+K+Na+H+2.弱酸性阳离子交换剂，对水中阳离子的选择顺序：H+Fe3+Al3+Ca2+Mg2+K+Na+从上述选择顺序来看，强酸性阳离子交换剂对H+的吸着力不强；而弱酸性阳离子交换剂则容易吸着H+。所以，实际应用中，用酸再生弱酸性阳离子交换剂比再生强酸性阳离子交换剂要容易得多。3.强碱性阴离子交换剂，对水中阴离子的选择顺序：SO42-NO3-Cl-OH-HCO3-HSiO3-4.弱碱性阴离子交换剂，对水中阴离子的选择顺序：OH-SO42-NO3-Cl-HCO3-从阴离子交换剂的选择性来看，用碱再生弱碱性阴离子交换剂比再生强碱性阴离子交换剂容易。但是弱碱性阴离子交换剂吸着HSiO3-很弱甚至不吸着。因此，弱碱性阴离子交换剂用于除掉水中强酸根离子。,离子交换除盐系统一级复床除盐将预处理后的清水，一次顺序通过H型和OH型交换器的系统叫一级复床除盐系统，如图3-14。一级复床除盐系统的运行监督，是分别监督H型和OH型交换器的出水。混合床除盐混合床是在一个交换器内，把已再生好的H型和OH型离子交换树脂按一定比例混合均匀，所以混床就相当于一个多级复床。混床的优势在于水的阳、阴离子交换是交错进行，出水水质好而且水质稳定；由于交换未期，出水电导率上升很快，终点容易判断；运行周期也较长。缺点是树脂的损耗大；再生操作比较复杂。,图3-14一级复床除盐系统,常见的化学除盐主系统及其选择采用阳、阴离子交换器组成主系统时，通常参照下面的原则：(1)第一个交换器应是H型交换器。(2)弱酸性阳树脂；适用于处理碱度大或碳酸盐硬度大的水。(3)弱碱性阴树脂；是用于处理强酸阴离子含量大的水。(4)除硅必须采用强碱性阴树脂。(5)水质要求高时应设混床。(6)除碳器应置于强碱性阴树脂之前，以保证除硅效果。,离子交换装置及其运行,离子交换装置按运行方式不同可分为固定床和连续床。固定床离子交换装置固定床离子交换是把离子交换树脂固定在一个装置(称固定床)中，水流经树脂完成交换过程。完成离子交换过程的设备，叫做离子交换器。固定床离子交换，按其再生方式不同，可分为顺流再生和逆流再生固定床。(1)顺流再生床顺流再生是指运行时水流方向和再生液流动方向一致，通常都是自上而下的。,图3-10顺流再生离子交换器的内部结构1-进水装置；2-再生液分配装置；3-树脂层；4-排水装置,图3-11顺流再生离子交换器的管路系统,图3-12逆流再生离子交换器结构1-进水装置；2-中间排液装置；3-排水装置；4-压脂层；5-树脂层；,图3-13气顶压逆流再生离子交换器管道系统,图3-14逆流再生装置操作过程示意（a）小反洗；(b)放水；(c)顶压；(d)进再生液；(e)逆流清洗；(f)小正洗；(g)正洗,图3-15浮动床本体结构示意,1-顶部出水装置；2-惰性树脂层；3-树脂层；4-水垫层；5-下部进水装置；6-倒U型排液管,图3-16浮动床管路系统,为防止床或落床时树脂层乱层，浮动床内树脂基本上是装满水的，水垫层很薄。水垫层的作用：一是作为树脂层体积变化时的缓冲高度；二是使水流和再生液分配均匀。水垫层不宜过厚，否则在成床或落床时，树脂会乱层，这是浮动床最忌讳的；若水垫层厚度不足，则树脂层体积增大时会因为没有足够的缓冲高度，而使树脂受压、挤碎以及水流阻力增大。合理的水垫层厚度，应是树脂在最大体积（水压实）状态下，以050mm为宜。,离子交换器结构交换器是一个密封的圆柱体，设有进水装置，进再生液装置、排水装置，装有一定高度的离子交换树脂。进再生液装置示意见图3-15。交换器的运行交换器的运行可分为反洗、再生、正洗、交换四个步骤。反洗：用水在与进水相反的方向上通过交换剂层，使交换剂层松动，清除由于过滤作用而截留在交换剂上的杂质。再生：使失效的交换剂恢复交换能力。,图3-15进再生液装置示意图,正洗：清除再生过程中滞留于交换剂层中的再生产物和过剩再生剂。交换：清洗合格后，交换器即可投入运行。(2)逆流再生固定床逆流再生属对流式，即运行时进水和再生时进再生剂的方向相对进行的水处理工艺。逆流再生原理逆流再生时，再生剂自下而上，首先接触的是失效程度最小，又易于再生的Na型树脂，因此底层树脂再生程度较高。另外，下层树脂的再生产物Na+在上升过程中，对上层树脂中的Ca、Mg有一定的交换能力，使再生剂的利用率提高。,这样，尽管上层树脂再生程度差一些，但接触的是含盐量较大的进水，仍可较好地交换。而下层树脂再生彻底，将保证出水水质。因此，逆流再生是一种较理想的再生方式，已在电厂广泛采用。交换器的结构及运行逆流再生离子交换器见图3-16。它和顺流再生固定床的主要区别在于：在交换剂的表面设有中间排液装置。逆流再生操作示意见图3-17。小反洗：进水反洗树脂压实层，清除压实层和中间排液装置上的污物，至出水澄清。放水：小反洗后放掉中间排液装置上部的水。,图3-16逆流再生离子交换器,图3-17逆流再生操作示意,顶压：放水后进压缩空气顶压以防乱层。进再生剂：在顶压情况下进再生剂。逆流冲洗：以进再生剂相同流速，自下而上进纯水冲洗残留废液和再生产物至出水合格。小反洗：进水反洗树脂压实层中残留再生剂。正洗：用水自上而下冲洗，至出水合格后转入正常运行。(3)浮动床浮动床是对流再生技术的一种形式。浮动床工作过程示意见图3-18。浮动床本体是钢制圆筒和上下封头，内部装有上、下分配装置，床层和水垫层。,图3-18浮动床工作示意,2.运行,浮动床的运行过程为：制水落床进再生液置换下流清洗成床、上流清洗，再转入制水。上述过程构成一个运行周期。（1）落床。当运行至出水水质达到失效标准时，停止制水，靠树脂本身重力从下部起逐层下落，在这一过程中同时还可以起到疏松树脂层、排除气泡的作用。（2）进再生液。一般采用水射器输送。先启动再生专用水泵（也称自用水泵），调整再生流速；再开启再生计量箱出口门，调整再生液浓度，进行再生。（3）置换。待再生液进完后，关闭计量箱出口门，继续按再生流速和流向进行置换，置换水量约为树脂体积的1.52倍。（4）下流清洗。置换结束后，开清洗水门，调整流速至1015m/h进行下流清洗，一般需1530min。（5）成床、上流清洗。用进水以2030m/h的较高流速将树脂层托起，并进行上流清洗，直至出水水质达到标准时，即可转入制水。,为防止床或落床时树脂层乱层，浮动床内树脂基本上是装满水的，水垫层很薄。水垫层的作用：一是作为树脂层体积变化时的缓冲高度；二是使水流和再生液分配均匀。水垫层不宜过厚，否则在成床或落床时，树脂会乱层，这是浮动床最忌讳的；若水垫层厚度不足，则树脂层体积增大时会因为没有足够的缓冲高度，而使树脂受压、挤碎以及水流阻力增大。合理的水垫层厚度，应是树脂在最大体积（水压实）状态下，以050mm为宜。,图3-17混合床两步再生法示意图,(a)阴树脂再生；(b)阴树脂清洗；(c)阳树脂再生，阴树脂清洗；(d)阴、阳树脂各自清洗；(e)正洗,（四）混合床运行的特点,（1）出水水质优良。用强酸性和强碱性树脂组成的混床，其出水残留的含盐量在1.0mg/L以下，电导率在0.2S/cm以下，残留的SiO2在20g/L以下，pH值接近中性。（2）出水水质稳定。混合床经再生清洗后开始制水时，出水电导率下降极快，这是由于在树脂中残留的再生剂和再生产物，可立即被混合后的树脂交换。混合床在工作条件有变化时，一般对出水水质影响不大。（3）间断运行对出水水质影响较小。无论是混床或是复床，当停止制水后再投入时，开始的出水水质都会下降，要经短时间后才能恢复到原来的水平。但恢复到正常所需的时间，混床只要35min，而复床则需要10min以上。（4）终点明显。混床在运行末期失效前，出水电导率上升很快，这有利于运行监督。（5）混床设备较少。混床设备比复床少，且布置集中。主要缺点：树脂交换容量的利用率低；树脂损耗大；再生操作复杂，需要的时间长；为保证出水水质，常需投入较多的再生剂,（四）运行监督,1.流量和进出口压力差交换器应在规定的流速范围内运行，流量大意味着流速高。交换器进出口压力差主要是由水通过树脂层的压力损失所决定的，水流速度越高、水温越低或树脂层越厚，则水通过树脂层的压力损失越大。在正常情况下，进出口压力差是有一定规律的。当进出口压力差有不正常升高时，则往往是树脂层积污过多、进气或析出沉淀（如硫酸再生时析出CaSO4）等不正常情况发生。2.进水水质进水中悬浮物应尽可能在水的预处理中清除干净，进入除盐系统的水，其浊度应5mg/L（当H交换器为顺流再生时）或2mg/L(当H交换器为对流再生时)。此外，为了防止离子交换树脂氧化和被污染，还应满足以下一些条件：游离氯含量应在0.1mg/L以下，Fe含量应在0.3mg/L以下，高锰酸钾耗氧量应在2mg/L以下。,3.出水水质一般情况下强酸H交换器的出水中不会有硬度，仅有微量Na+。当交换器近失效时，出水中Na+浓度增加，同时H+浓度降低，并因此出现水酸度和电导率下降以及pH上升。因此，对出水Na+进行监督。,为了防止用H2SO4再生时在树脂层中析出CaSO4沉淀,可以采用以下再生方式：（1）用低浓度的H2SO4溶液进行再生。再生溶液浓度通常为0.5%2.0%，这种方法比较简单，但要用大量稀的H2SO4，再生时间长、自用水量大，再生效果也差。,（2）分步再生。先用低浓度的H2SO4溶液以高流速通过交换液，然后用较高浓度的H2SO4溶液以较低的流速通过交换器。先用低浓度的目的是降低再生液中CaSO4的过饱和度，使它不易析出；先采用高流速的原因是因为CaSO4从过饱和到析出需要经过一段时间，故加快流速可以防止CaSO4沉淀在树脂层中的析出。分步再生可分为二步法、三步法、四步法。此外，也可采用将H2SO4浓度不断增大的办法，以达到先稀后浓的目的。相对来说，由于HCl再生时不会有沉淀物析出，所以操作比较简单。再生浓度一般为2%4%，再生流速一般为5m/h左右。,浮动床的操作过程分落床、再生、置换和正洗、成床和顺洗、运行五个步骤。体外清洗是浮动床的明显缺点。(4)混合床混合床是将再生后的阳、阴离子交换树脂放在同一个交换器中并混合均匀。混床的设备结构示意见图3-19。混床的运行分反洗分层、再生、混合、正洗和交换五个步骤，其中反洗分层是运行操作的关键。混床两步法再生示意见图3-20。,图3-19混床结构示意,图3-20混床两步法再生示意,连续床离子交换装置连续床离子交换装置可分为移动床和流动床两类。固定床离子交换技术有两个明显缺陷：第一，固定床设备体积较大，树脂用量多；第二，固定床运行是周期性的，不能连续供水。移动床内树脂层是不断移动的，它定期排出一部分失效树脂，同时又补充等量再生好的树脂。三塔式移动床是典型的移动床，见图3-21。流动床运行是完全连续的，但树脂磨损大，再生剂耗量也大，而且出水水质受进水水质影响较大，因此目前应用很少。,图3-21三塔式移动床,总之，各种类型的交换器，各有其特点。从实践看，应用最普遍的仍属固定床，并且可制得纯度很高的水，连续床适用于软化处理，当供水量不大，对水质要求又不太高时，移动床是可行的。流动床应用很少。,再生系统,再生系统包括再生剂的贮存、溶解、计量、配置和输送。再生剂有食盐、盐酸、硫酸、烧碱等。现简单介绍盐酸和烧碱的再生系统。盐酸配制和输送系统盐酸配制、输送系统见图3-22。该系统是将贮酸池或汽车来酸用酸泵打入高位贮槽，然后依靠重力自动流入计量箱，再生时用喷射器按所需浓度打入系统。碱液配制和输送系统该系统和图3-22类似。,图3-22盐酸配制、输送系统,水的其他除盐方法,蒸馏法蒸馏法是利用汽轮机抽汽(称一次蒸汽)，在蒸发器的热交换器中将水加热蒸发成蒸汽(称二次蒸汽)，然后在凝结器中冷凝成蒸馏水。常用立式表面沸腾蒸发器的蒸汽形成示意如图3-23。用蒸发器制取锅炉补给水一般用于：水源的水质太差而锅炉补给水量又不大的电厂。电渗析电渗析是一种膜分离技术，电渗析原理见图3-24。,电渗析一般用于处理高含盐量的水，如海水的淡化，而不适宜制备高纯水，并且进入电渗析槽的原水往往需要预处理。因此，电厂中若用于制备锅炉补给水，必须继续进行离子交换除盐。,图3-23立式表面沸腾蒸发器蒸汽形成示意,图3-24电渗析原理图,第四节凝结水的净化处理,火电厂中，凝结水包括汽轮机凝结水，热力系统的各种疏水，用户的生产、生活返回凝结水等，它是锅炉给水的主要组成部分。凝结水的净化处理，一般是指汽轮机凝结水的处理。凝结水的污染凝结水净化处理凝结水净化系统,凝结水的污染,凝结水是给水中量最大，也是最优良的部分，水质应该是极纯的。但是，由于以下几方面的原因，造成凝结水的污染。凝汽器漏水凝汽器的汽空间是负压运行的，凝汽器漏水是指冷却水漏入汽空间，包括渗漏和泄漏。凝汽器漏水总是存在的。这样，冷却水中的杂质就会进入凝结水中。由于凝结水是极纯的，即使泄漏量很少，也会给机组带来很大危害。,金属腐蚀产物凝结水系统的设备、管路由于被腐蚀，使凝结水带有金属腐蚀产物而被污染。这些产物主要是铁和铜的化合物，例如Fe2O3、Fe3O4等等，通常以悬浮物或胶态存在。这样，凝结水污染主要的杂质为各种溶解盐类、硅化合物、有机物以及悬浮态、胶态的金属腐蚀产物等等。,凝结水净化处理,凝结水的净化处理，一般首先进行过滤以除去水中的悬浮物和胶态金属腐蚀产物，然后利用离子交换除盐。凝结水的过滤由于凝结水要过滤的是极小粒径悬浮态和胶态金属腐蚀产物，能穿过普通的粒状滤料过滤层，因此，应采用极细的粉状滤料或微孔过滤法，也可利用铁的腐蚀产物的磁性过滤。(1)覆盖过滤器覆盖过滤器结构示意见图3-25。,图3-25覆盖过滤器结构示意图,覆盖过滤器的运行分铺膜、过滤、去膜三个步骤。铺膜：将带有滤料的水通过滤元，使滤料在滤元外侧形成滤膜。(2)电磁过滤器由于凝结水中铁的腐蚀产物主要是磁性氧化铁，而且高温下Fe2O3又可转化为Fe3O4，因此可以利用磁力清除凝结水中的金属腐蚀产物。电磁过滤器结构示意见图3-26。电磁过滤器，由于设备小、效率高，不消耗化学药品，又能在高温下工作，除铁效果好，因此应用广泛。,图3-26电磁过滤器结构示意图,凝结水的除盐在前置过滤除去水中的悬浮物和胶态杂质后，凝结水的除盐普遍采用混床。由于凝结水量大、含盐量低，这种混床不同于一般混床，它的流速很高，一般在80m/h以上，采用体外再生技术，不设置中间排液装置，但设有排树脂装置以排尽罐体中的树脂。这种高速混床也叫做H-OH型混床。,凝结水净化系统,凝结水净化系统是指凝结水的除悬浮物和除盐相结合的系统。这类系统可分为两大类：一类是有前置过滤器的系统，一类是无前置过滤器的系统。前者如凝结水直接进入覆盖过滤器或直接进入高速混床的系统。后者采用前置过滤+混床形式。可选择的过滤器有覆盖过滤器、电磁过滤器、微孔过滤器、氢型阳床等等。总之，凝结水的净化用于对水质要求很高的直流锅炉和亚临界参数汽包锅炉。,第五节锅内处理,在汽包锅炉的水汽系统中，由汽包下降管下联箱水冷壁(上联箱)汽包，称为水循环系统。图3-27所示为有中间再热器的汽包锅炉水汽循环系统示意图。水垢和水渣(1)水垢和水渣的特性一般电厂锅炉的水汽系统中，水垢主要是Fe、Cu的氧化物。水渣的组成也很复杂，主要由Ca、Mg的难溶化合物组成，主要危害是影响蒸汽品质。,图3-27带有中间再热器的汽包锅炉水汽循环系统示意图,(2)水垢的形成及其防止水垢按其主要成分可分为：钙镁水垢、硅酸盐水垢、氧化铁垢、铜垢等等。防止水垢的形成，应加强对锅炉补给水的处理。防止凝汽器的泄漏，对高参数机组应对凝结水进行净化处理。此外还要防止热力系统的腐蚀，并进行必要的锅内处理。各种水垢的定性鉴别见表3-2。,表3-2各种水垢的定性鉴别,锅炉水的处理,锅炉水的处理，是为了防止从水处理设备穿透过去的和由凝汽器漏入的各种杂质产生的结垢和腐蚀。通常加入磷酸盐，如Na2PO412H2O等以防止结垢，这叫磷酸盐处理。如果磷酸盐处理不仅要求防垢，还要求防止碱性腐蚀，这叫协调pH-磷酸盐处理。磷酸盐处理磷酸盐处理是使炉水维持一定浓度的，目的在于防垢。在沸腾的炉水中加入磷酸盐，由于炉水碱性很强(pH=911)，发生如下反应：,生成的碱式磷酸钙是一种松软的水渣，可以随锅炉排污除去，而且不会粘附形成二次水垢。由于碱式碳酸钙的溶度积很小，当炉水中维持一定浓度的时，使Ca2+浓度很小，不会生成硫酸钙、硅酸钙等水垢。另外，在碱性很高的沸腾炉水中，少量的Mg2+和还会发生下述反应：生成的蛇纹石呈水渣状，亦可随锅炉排污除去。因此，磷酸盐处理可以除去Ca2+、Mg2+。,协调pH磷酸盐处理单独的Na3PO4处理，在锅炉负荷变化时，可能产生易溶盐暂时消失现象，在炉管管壁附近产生游离NaOH。这是因为下述反应：这样，为消除游离NaOH，避免碱性腐蚀，应控制炉水pH；同时又要维持一定浓度以防止结垢，在生产上采用加入Na2HPO4或NaH2PO3的方法处理，这就是协调pH磷酸盐处理。超高压锅炉水协调pH磷酸盐处理控制图见图3-28。,图3-28超高压锅炉水协调pH-磷酸盐处理控制图,汽包锅炉的蒸汽污染及防止,实践证明，从汽包出来的蒸汽总是带有少量杂质的，这些杂质主要是钠盐、硅酸、二氧化碳、氨和氢。蒸汽污染通常是指蒸汽中含有钠盐和硅酸，它们的危害主要是在过热器和汽轮机中积盐。饱和蒸汽的污染饱和蒸汽的污染主要来自蒸汽的机械携带和溶解携带。(1)机械携带又叫蒸汽带水，是指从汽包送出的饱和蒸汽，常夹带一部分炉水水滴，炉水中的杂质以水溶液的状态进入蒸汽的现象。,(2)溶解携带是指饱和蒸汽因溶解作用而携带炉水中某种物质的现象。过热器、汽轮机的积盐饱和蒸汽中携带杂质的危害，是杂质在过热器和汽轮机的沉积，这就是积盐。(1)过热器的积盐在过热器中，如果饱和蒸汽中携带的某种盐类的量，超过过热蒸汽中该盐类的溶解度，该物质就会在过热器中沉积(积盐)；相反，则被过热蒸汽带往汽轮机。,(2)汽轮机的积盐在汽轮机中，由于蒸汽做功，温度、压力逐渐降低，过热蒸汽所携带的杂质溶解度也逐渐降低。当溶解度降低到低于该物质在过热蒸汽中携带量时，该杂质就会在汽轮机蒸汽流通部位沉积下来，这种现象叫做汽轮机的积盐。汽轮机的积盐，降低汽轮机的出力，影响汽轮机的安全、经济运行。过热器的积盐是易溶的钠盐，通常采用除盐水水洗的方法清除。汽轮机的积盐，通常采用湿蒸汽清洗的方法清除。因此，设法改善蒸汽品质十分重要。,改善蒸汽品质的方法获得清洁蒸汽的主要途径首先是提高锅炉给水的水质；其次是尽量减少蒸汽的机械携带和溶解携带。(1)减少进入锅炉水的杂质应采取措施保证优良的给水水质。(2)调整锅炉运行工况和进行锅炉排污锅炉的运行工况主要是注意负荷的变化，避免由于负荷变化引起蒸汽流速过快和汽包水位的波动。锅炉排污有连续排污和定期排污两种方式。,(3)汽包内部装置为保证获得清洁蒸汽，汽包内设置了汽水分离装置、蒸汽清洗装置以及分段蒸发装置等等。汽水分离装置汽水分离装置的作用是减少饱和蒸汽带水。它们的型式很多，但工业原理都是利用离心力、粘附力和水流重力进行分离。蒸汽清洗装置蒸汽清洗装置的作用，使减少蒸汽的溶解携带。分段蒸发装置为了在较低排污率下保证良好的蒸汽品质，分段蒸发是一种有效措施，如图3-29。,图3-29分段蒸发锅炉示意,分段蒸发主要用于给水水质较差、补给水率较大的高、中压热电厂。,直流锅炉水处理,直流锅炉的水汽系统直流锅炉在结构上不设置汽包，这是它与汽包锅炉的基本区别。在直流锅炉中，水流经炉管，一次性的完全变成蒸汽，因而没有循环的锅炉水。图3-30为中间再热式直流锅炉的水汽系统示意图。直流锅炉对水质的要求直流锅炉对水质要求十分严格，表3-3列出直流锅炉给水水质标准。,图3-30中间再热直流锅炉水汽系统示意,表3-3直流锅炉给水水质标准,其中前六项为防止炉管、汽轮机的结垢和积盐，后四项为防止热力系统的腐蚀。,直流锅炉的水处理直流锅炉水处理一般应包括以下内容：(1)补给水的制备直流锅炉的补给水应除去全部悬浮物、胶态和离子态杂质。应经过混凝-过滤-除盐等处理步骤。(2)凝结水净化一般采用前置过滤+混床系统。(3)挥发性药物处理为防止腐蚀及其产物对给水的污染，采用挥发性药物处理。一种是加氨和联氨，叫做还原性水规范；另一种是加氧和加氨，叫做氧化性水规范。,第六节冷却水处理,在火力发电厂中，有许多设备需要用水作冷却介质，其中用水量最大的是凝汽器。冷却水水质不良，会使凝汽器铜管内结垢、生成附着物、发生腐蚀。因此，冷却水通常也要进行一定的处理。冷却水系统和冷却原理循环冷却水处理,冷却水系统和冷却原理,冷却水系统火电厂的冷却水系统，一般有两种形式：直流式冷却水系统和循环式冷却水系统。(1)直流式(开放式)冷却水系统直流矢(开放式)冷却水系统是指冷却用水只通过凝汽器就一次排放的系统。适用于水源充足的地方。(2)循环式冷却水系统这类系统又分为密闭式和敞开式两种。,密闭式循环冷却水系统该系统冷却水循环使用不排放，通常采用软化或除盐水。由于冷却水不暴露于