热力发电厂第三章__电厂锅炉补给水处理处理技术ppt课件

1、第三章 电厂锅炉补给水处置技术内容提要： 扼要引见火电厂水汽循环系统及水处置的重要性，着重讨论制备锅炉补给水的预处置和离子交换的原理，主要工艺及设备；凝结水的净化处置；锅炉水的处置原理和技术；循环冷却水系统及处置原理、工艺和主要设备。.目录第一节 火力发电厂中水处置的作用第二节 水的预处置第三节 水的离子交换处置第四节 凝结水的净化处置第五节 锅内处置第六节 冷却水处置.第一节 火力发电厂中水处置的作用 火力发电厂是利用燃料熄灭产生的热能转变成电能的，这种能量的转换是经过水来实现的。因此，水在火力发电厂中起着极重要的作用，水处置是火力发电厂消费过程的不可短少的组成部分。 火力发电厂的水汽循环系

2、统 水处置的重要作用 .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方式。 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，这种系统正常运转的锅炉补给水量很小，普通为锅炉蒸发量的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. 实践运转中，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，各种排汽损失锅炉平安门、过热器放汽门、汽轮机轴封、抽

3、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 对非消费、生活供汽大部分不能前往。 (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阅历的过程，我们赋予这些水以不同的称号。 (1)生水 生水是未经处置的天然水，如地下水、江河水、水库湖泊水等等。 (2)锅炉补给水 生水经水处置车间净化后，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，普通聚集到输水箱，也有的并入凝结水系统。 . (5)前往凝结水 它是消费或生活用户前往的蒸汽凝

4、结水，简称前往水。 (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、疏水和前往水。 (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。.水处置的重要作用 在火力发电厂的热力系统中，水的质量是影响热力设备平安、经济运转的重要要素。 天然水中含有许多杂质。假设把这些水不经净化处置就引入热力设备，将会由于汽水质量不良引起各种危害，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

5、会产生过热，强度下降，引起管道的损坏。冷却水处置不当，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运用年限。积盐 含有大量杂质的蒸汽经过过热器和汽轮机时，杂质会堆积下来，这叫做过热器、汽轮机的积盐。 过热器的积盐有能够引起爆管，汽轮机的积盐将大大降低汽轮机的出力。 因此，为了保证平安、经济运转，各电厂对锅炉用水的水质都规定了严厉的要求。. 火力发电厂水处置任务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

6、锅炉补给水，这个处置过程也叫做炉外水处置。包括预处置，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置。 (5)冷却水的处置。 (6)热电厂对前往水的除油、除铁。 (7)热力系统的水汽质量监视。 (8)锅炉及其他热力设备的清洗。.第三节 补给水的预处置 天然水中常含有大量的悬浮物和胶态杂质。电厂水处置的第一步就是要除去这些杂质，即预处置。它包括悬浮物的自然沉降、混凝处置、沉淀软化和过滤等内容。 水的混凝处置 水的沉淀软化 水的过滤处置 给水系统.水的混凝处置 胶态杂质和一部分粒径小的悬浮物，由于沉降速度小，以致于相当长时间仍滞留于水

7、中，而且这部分杂质也不能用过滤的方法除去。因此实践运用中，通常是参与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，然后从水中沉降分别。混凝处置原理胶核.swf胶体的脱稳加电解质.swf 如今以Al2(SO4)3为例，简要阐明混凝过程。 Al2(SO4)3投入水中，首先发生的是它的电离和水解。当pH3时，离解出的铝离子以 的方式存在。假设pH升高， 就逐渐水解，构成一系列含有羟基的简单配离子。. 反响如下： (1) (2) (3) 最终生成 Al(OH)3 凝絮。 水解过程中生成的 被原水中的碱度中和，这种中和作用又促进了 的水解，使水中的含有羟基的配离子添加，有利于它们之间发生

8、高分子缩聚反响，称为羟基桥联，构成多核配离子。如 (4) 这种交叉进展的水解和桥联作用，最终生成难溶的聚合度极大的Al(OH)3凝絮。.影响混凝处置效果的要素 混凝处置效果是以水中胶态杂质和悬浮物的去除率评价的。混凝过程非常复杂，影响要素很多： (1)pH的影响 投药后的pH对铝盐处置效果影响很大，还影响水中有机物以及胶体的凝聚速度。 (2)混凝剂投加量的影响 最优投药量与水中胶体含量有关，必需经过实验确定并在运转中调整。 (3)水温的影响 用铝盐作混凝剂时，水温的影响很大；用铁盐作混凝剂时，水温对处置效果影响不大。.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

9、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，普通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。.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，然后分别以降低水的硬度。 沉淀软化有热力软化法和石灰处置法，但前者不能除去非碳酸盐硬度，电厂普通不采用。石灰处置原理 在天然水中参与Ca(OH)2，由于pH值的添加，破坏了水的碳酸平衡并使之右移：. Ca(OH)2可以和水中各种方式的碳酸化合物反响生成沉淀除去：

10、 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： 反响前后非碳酸盐硬度和过剩碱度不变。.石灰处置的沉淀过程 经石灰处置的水，从实际上讲，碳酸盐硬度应到达CaCO3的溶解度。但是由于CaCO3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方式滞留水中，使CaCO3残留量过大。因此，在处置工艺上常采用两种措施以保证沉淀完全和有效的分别。 一是利用先期沉淀物称泥渣作为接触介质，使CaCO3在泥渣外表上吸附并以泥渣为结晶中心，加快沉淀速度并使沉淀完全。 二是在沉淀的同时进展混凝处置。.沉淀处置设备 沉淀处置设备可分为沉淀池和廓清池两类。 (

11、1)沉淀池 沉淀池是用来分别水中悬浮物的池子，有间歇式和延续式之分。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转方式，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)廓清池 廓清池带有悬浮泥渣层，以泥渣为接触介质，分别水中悬浮物和沉淀之后生成的沉淀物，构造复杂。 廓清池可分为泥渣悬浮式和泥渣循环式两种类型。 型廓清池 该廓清池是原苏联设计的典型泥渣悬浮式廓清池，构造见图3-5。 水力

12、循环廓清池 水力循环廓清池是泥渣循环式廓清池的一种，构造见图3-6。 .图3-5 型廓清池.图3-6 水力循环廓清池Flash.水的过滤处置 水的过滤处置是用过滤资料将水中分散的悬浮颗粒分别出来的处置过程。 在锅炉补给水处置中，常采用粒状滤料过滤法；凝结水净化处置中，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。 普通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，通常是在混凝处置以后进展。.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

13、料间的空隙越来越小，截污才干随之变得越来越高，结果逐渐构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，就越容易构成表层筛滤膜，滤膜的截污才干也越高。2重力沉淀作用原水经过滤层时，众多的滤料外表提供了宏大的不受水力冲刷而可供悬浮物沉降的有效面积，构成了无数的小“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，那么水流越平稳，这都有利于悬浮物的沉降。3接触粘附絮凝作用原水经过滤层时，有很多时机与砂粒接触，经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，恰如在滤层中进展了深度的混凝过程。.滤料 滤料的技术要求

14、是： (1)适当的粒度组成； (2)良好的化学稳定性； (3)一定的机械强度。水头损失 水头损失是指水流经过滤层的压力降，是滤池运转情况的重要目的。 影响水头损失的要素，除滤料被污染的程度外，还有滤料的粒径，滤速和温度。 滤料的粒径愈小，水头损失愈大；滤速与水头损失成正比；温度升高，水头损失减小，是由于水的粘度降低。.影响过滤的要素 在滤料和滤层厚度确定之后，影响过滤的要素主要是滤速、反洗和水流的均匀性。 (1)滤速 滤速 。其中Q滤池的出力m3/h，F滤池的过滤截面积m2。 因此，滤速是假定滤料不占有空间时水经过的速度，即空塔速度。 (2)反洗 反洗是指当滤池运转到一定水头损失时，用水自下而

15、上经过滤层，以除掉滤料截留的泥渣，恢复滤料过滤才干的工艺过程。. (3)水流的均匀性 不论过滤和反洗，都要求沿过滤截面各部分的水流分布均匀，以保证设备的充分利用。过滤设备及运转 火力发电厂所采用的过滤设备是快滤池，可分为压力式和重力式。 快滤池种类很多，但构造根本一样，包括进水安装、配水安装及必要的管道阀门。 (1)普经过滤器 普经过滤器时最简单的压力式过滤器，构造如图3-7所示。. 原水用泵打入，经上部的漏斗和水垫层均匀地向下流过滤层，出水经配水安装注入清水池。 普经过滤器水是自上而下单向流动的，因此也叫单流式过滤器。 (2)重力式无阀滤池 火力发电厂常用的重力式无阀滤池如图3-8所示。 重

16、力式无阀滤池的构造简单、本钱低，运转操作简便。缺陷是虹吸管必需很高以顺应滤层失效时的水头损失，并且滤池不宜过大以防止水经过滤层时分布不均匀。.图3-7 普经过滤器.图3-8 重力式无阀滤池.第四节 水的离子交换处置 水在进展混凝石灰软化和过滤处置后，已除去悬浮物和胶态杂质，硬度和碱度也有一定程度的降低，但作为锅炉补给水，还远远达不到要求，必需进展深度处置。目前火力发电厂普遍采用的离子交换处置可以制得纯度很高的水。 水的离子交换软化和除碱 水的离子交换除盐 离子交换安装及其运转 再生系统 水的其他除盐方法Flash.水的离子交换软化和除碱 假设经预处置后的清水，仅仅需求除去Ca2+、Mg2+即软

17、化，可以采用钠离子交换法。假设不仅要求除去Ca2+、Mg2+，还要求除去碱度，那么采用氢钠离子交换法。钠离子交换法 钠离子交换过程如下式表示： 钠离子交换剂层中离子分布表示见图3-9。 水经过一个钠离子交换器叫一级钠离子交换，出水残留硬度可满足低压锅炉要求，假设要求进一步降低残留硬度，可采用二级钠离子交换，即将两个钠离子交换器串联。.图3-9 钠离子交换剂层中离子分布表示.氢钠离子交换法 为了弥补钠离子交换不能除碱的缺陷，可以在出水中加酸，如加H2SO4。 生成的CO2由除碳器除去，但这种方法却添加了水的含盐量。因此火电厂中更多地采用氢钠离子交换的方法。 (1)氢钠离子交换原理 当采用强酸性H

18、离子交换树脂时，交换过程为： Ca (HCO3)2 Ca 2H2CO3 2RH+Mg Cl2 R2 Mg + 2HCl Na2 SO4 Na2 H2SO4. 因此，H型交换器产生了强酸，并且强酸酸度与进水中强酸阴离子的量相当。 氢离子交换剂层中离子分布表示见图3-10。 假设我们利用H型交换器出水的强酸中和Na型交换器出水的碱度，生成的CO2用除碳器除去，这样就到达软化和除碱的目的。 氢钠离子交换系统有串联和并联两种方式。 (2)并联H-Na离子交换系统 如图3-11，该系统进水分别入H型交换器的强酸性出水中和Na型交换器出水的碱度。.图3-10 氢离子交换剂层中离子分布表示.图3-11 并联

19、H-Na离子交换系统. (3)串联H-Na离子交换系统 如图3-12，该系统用H型交换器的出水，中和另一部分原水的碱度，然后进入除碳器除去CO2，最后用泵打入Na型交换器。 除碳器置于Na型交换器之前，是为防止CO2进入Na型交换器，重新生成NaHCO3。 与并联络一致样的是，串联络统也必需调整进入H型交换器的水量，维持中和后出水一定的残留碱度。 运用弱碱性树脂的H-Na离子交换系统采用串联的方式。.图3-12 串联H-Na离子交换系统.除碳器 除碳器的作用是除去CO2。 原水中碳酸盐碱度，经过H离子交换，即转化为H2CO3并存在平衡 pH下降，平衡右移，有利于H2CO3的分解。由于H型交换器

20、出水pH较低，使CO2从水中游离，假设我们能降低水面上CO2的分压，即可使CO2从水中逸出，这就是除碳器的任务原理。 常用的鼓风式除碳器的构造如图3-13。.图3-13 鼓风式除碳器.水的离子交换除盐 水的离子交换软化和除碱，普通只适用于高压以下的锅炉，随着高温高压锅炉的迅速开展，单纯的软化、除碱已不能满足锅炉和机组对水质的要求和平安运转，而必需把水中的溶解盐全部除尽。这样，就开展了离子交换除盐工艺。离子交换除盐原理 水的离子交换除盐(又叫化学除盐)，在火电厂中普遍采用的是：将预处置后的清水，经过H型阳离子交换器，使阳离子转换成H+，然后经过除碳器除去二氧化碳，再经过OH型阴离子交换器使阴离子

21、转换成OH，并立刻与H+结合成水。 这样，就得到含盐量极低的纯水。Flash.离子交换树脂离子交换树脂的构造 离子交换树脂是一类带有活性基团的网状构造高分子化合物。在它的分子构造中，可以人为的分为两个部分：一部分称为离子交换树脂的骨架；另一部分时代有可交换离子的活性基团。 活性基团也由两部分组成：一是固定部分，二是活动部分。离子交换树脂的分类 1按活性基团的性质分类 可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。 此外，按活性基团的性质还可分为鳌合性、两性以及氧化复原性树脂2按离子交换树脂的孔型分类 A 凝胶型树脂 B 大孔型树脂3按单体种类分类 按合成树脂的单体种类不同，离子交换树脂还可以分为苯乙烯

22、系，丙烯酸系等.离子交换树脂的命名方法离子交换树脂产品的型号根据国家规范GB1631-79而制定的。 1称号 有机合成离子交换树脂的全称号，由分类称号、骨架称号、根本称号三部分按顺序依次陈列组成。(1)分类称号。按有机合成离子交换树脂本体的微孔形状分类，分为凝胶型、大孔型等。(2)骨架称号。按有机合成离子交换树脂骨架资料命名，分为苯乙烯系、丙烯酸系、酚醛系、环氧系等。 (3)根本称号。根本称号为“离子交换树脂。 凡属酸性反响的在根本称号前冠以阳字。 凡属碱性反响的在根本称号前冠以“阴宇。 按有机合成离子交换树脂的活性基团性质，分为强酸性、弱酸性、强碱性、弱碱性、螯合性等，分别在根本称号前冠以“

23、强酸“弱酸、“强碱、“弱喊、“螯合等字样。 (4)全称号举例。微孔形状为凝胶型；骨架资料为“苯乙烯-二乙烯苯共聚体；活性基团为“强酸性磺酸基团(SO3H)的阳离子交换树脂，全称号为“凝胶型苯乙烯系强酸阳离子交换树脂。.2型号根据以上原那么，水处置中常用的四种离子交换树脂全称号及型号分别是：强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，型号是001*7；强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂，型号是201*7；大孔型弱酸性苯稀酸系阳离子交换树脂，型号是D111、D113；大孔型弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂，型号是D301、D302.第四位数字代表交联度%结合符号第三位数字代表顺序代号第二位数字代表骨架代号第一位数字代表活

24、性基团代号 .离子交换树脂的合成离子交换树脂的合成过程普通分为两个阶段：高分子聚合物骨架的制备和在高分子聚合物骨架上引入活性基团的反响。即首先将单体进展高分子聚合的主要原料制备成球状颗粒的高分子聚合物，然后在这种高分子聚合物上进展有机高分子反响，使之带上所需求的活性基团。也有一些离子交换树脂是由已具备活性基团的单体经过聚合，或在聚合过程中同时引入活性基团，直接一步制得的。如丙烯酸系树脂。 .离子交换树脂的主要性能物理性质 (1)外观 离子交换树脂普通均呈球形，是一种透明或半透明的物质，依其组成不同颜色各异。 (2)粒度 树脂颗粒的大小对水处置工艺过程有较大影响。颗粒大，交换速度慢；颗粒小，水经

25、过树脂层的压力损失大。用于水处置的树脂颗粒粒径普通为0.31.2mm。树脂装卸罐. (3)密度 树脂的密度有以下几种表示方法： 干真密度：枯燥形状下树脂本身的密度。 湿真密度：树脂在水中经过充分膨胀后的密度。 湿视密度：树脂在水中充分膨胀后的堆积密度。. (4)孔径、孔度、孔容和比外表积 孔径表示微孔的大小 孔度是指单位体积离子交换树脂内部孔的容积 孔容是指单位质量离子交换树脂内部孔的容积。 比外表积是指单位质量的离子交换树脂具有的比外表积。普通比外表积越大，越有利于交换。 5含水率 树脂的含水率是指单位质量的湿树脂除去外表的水分所含水量的百分数。普通在50%左右。 对于含有一定活性基团的离子

26、交换树脂来说，含水率可以反映树脂的交联度和孔隙率的大小。含水率大，就表示孔隙率大，交联度低。 .6溶胀性 将干的离子交换树脂浸入水中时，其体积变大的景象称为树脂的溶胀性。溶胀：干的离子交换树脂侵入水中时，其体积会膨胀，这种景象叫溶胀。 可逆 树脂侵入水中体积增大，枯燥减少离子交换树脂有两种溶胀景象 不可逆 新树脂浸入水中溶胀后枯燥体积 不会恢复到原来当树脂由一种离子型转为另一种离子型时，其体积就会发生改动，体积改动的百分数称树脂转型体积改动率。.化学性能 (1)离子交换反响的可逆性 离子交换反响的可逆性，使离子交换树脂可以反复运用的重要性质。例如当以含有硬度的水经过H型离子交换树脂时，反响式为

27、： (2)酸、碱性 H型阳离子交换树脂和OH型阴离子交换树脂的性能与电解质酸、碱一样，在水中有电离出H+和OH的才干。 (3)中和与水解 离子交换树脂的中和与水解性能和通常的电解质一样。. 如H型离子交换树脂和碱溶液会进展中和反响： 水解反响如： 具有弱酸性或弱碱性基团的离子交换树脂的盐型容易水解。 (4)离子交换树脂的选择性 离子交换树脂吸着各种离子的才干不一，这种性能称为离子交换树脂的选择性。 (5)交换容量 离子交换树脂的交换容量表示其可交换离子量的多少。有两种表示法：质量表示法(单位质量树脂吸着才干)和体积表示法(单位体积吸着才干)。. 在表示交换容量时，为了一致同见，普通阳离子交换树

28、脂以Na型为准(也有以H型为准的)，阴离子交换树脂以Cl型为准。 全交换容量(Q) 此目的表示离子交换树脂中一切活性基团的总量。 任务交换容量(QG) 在交换柱中，模拟水处置实践运转条件下测得的交换容量。 平衡交换容量(QP) 将离子交换树脂完全再生后，它和一定组成的水溶液作用到平衡形状时的交换容量。 .离子交换平衡 离子交换也是一种化学反响，存在交换平衡。 RA + B- - RB +A+ 离子交换选择系数为： KAB= RBA+/RAB+ 该值1，有利于交换反响的进展。平衡常数 以H型阳离子交换树脂与水中Na+进展交换为例，加以讨论： RH+Na+RNa+H+ .假设此反响不伴随有反响物质

29、的吸附或解吸等过程，那么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如今还无法测定。 .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。选择性系数可以进展换算：1.等价离子 KAB=KACKBC2.不等价离子 KAB=KACKBC2 A2价 B、C1价.选择性顺序 在离子交换水处置的实践运用中，我们经常需求知道在许多离子的混合液中哪一种离子易被汲取，哪一种离子较难被汲取的次序，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

30、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，愈易被汲取；当离子所带电荷量一样时，离于水合半径较小的易被汲取。 对于弱酸性阳树脂，H+的位置向前挪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。经过研讨得知，在淡水的离子交换除盐处置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，用碱进展再生时，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O

31、H型阴树脂对于水中常见阴离子的吸着顺序，遵照以下三条规律： (1)在强弱酸混合的溶液中，易汲取强酸的阴离子。 (2)浓溶液与稀溶液相比，前者利于低价离子被汲取，后者利于高价离子被汲取。(3)在浓度和价数等条件一样的情况下，选择性系数大的易被汲取。.离子交换除盐系统一级复床除盐 将预处置后的清水，一次顺序经过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转监视，是分别监视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展，

32、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，终点容易判别；运转周期也较长。缺陷是树脂的损耗大；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，通常参照下面的原那么： (1)第一个交换器应是H型交换器。 (2)弱酸性阳树脂；适用于处置碱度大或碳酸盐硬度大的水。 (3)弱碱性阴树脂；是用于处置强酸阴离子含量大的水。 (4)除硅必需采用强碱性阴树脂。 (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。.离子交换安装及其运转 离子交换安装按运转方式不同可分为固定床和延续床。固定床离子交换安装

33、 固定床离子交换是把离子交换树脂固定在一个安装(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 顺流再生是指运转时水流方向和再生液流动方向一致，通常都是自上而下的。. 离子交换器构造 交换器是一个密封的圆柱体，设有进水安装，进再生液安装、排水安装，装有一定高度的离子交换树脂。 进再生液安装表示见图3-15。 交换器的运转 交换器的运转可分为反洗、再生、正洗、交换四个步骤。 反洗：用水在与进水相反的方向上经过交换剂层，使交换剂层松动，去除由于过滤作用而截留在交换剂上的杂质。 再

34、生：使失效的交换剂恢复交换才干。.图3-15 进再生液安装表示图. 正洗：去除再生过程中滞留于交换剂层中的再消费物和过剩再生剂。 交换：清洗合格后，交换器即可投入运转。 (2)逆流再生固定床 逆流再生属对流式，即运转时进水和再生时进再生剂的方向相对进展的水处置工艺。 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，下层树脂的再消费物Na+在上升过程中，对上层树脂中的Ca、Mg有一定的交换才干，使再生剂的利用率提高。. 这样，虽然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

35、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。 交换器的构造及运转 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：在交换剂的外表设有中间排液安装。 逆流再生操作表示见图3-17。 小反洗：进水反洗树脂压实层，去除压实层和中间排液安装上的污物，至出水廓清。 放水：小反洗后放掉中间排液安装上部的水。.图3-16 逆流再生离子交换器.图3-17 逆流再生操作表示. 顶压：放水后进紧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：以进再生剂一样流速，自下而上进纯水冲洗残留废液和再消费物至出水合格。 小反洗：进水反洗树脂压实层中残留再生剂。 正

36、洗：用水自上而下冲洗，至出水合格后转入正常运转。 (3)浮动床 浮动床是对流再生技术的一种方式。浮动床任务过程表示见图3-18。 浮动床本体是钢制圆筒和上下封头，内部装有上、下分配安装，床层和水垫层。.图3-18 浮动床任务表示. 浮动床的操作过程分落床、再生、置换和正洗、成床和顺洗、运转五个步骤。 体外清洗是浮动床的明显缺陷。 (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。 混床的设备构造表示见图3-19。 混床的运转分反洗分层、再生、混合、正洗和交换五个步骤，其中反洗分层是运转操作的关键。 混床两步法再生表示见图3-20。.图3-19 混床构造表示.图3-

37、20 混床两步法再生表示.延续床离子交换安装 延续床离子交换安装可分为挪动床和流动床两类。 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，固定床运转是周期性的，不能延续供水。 挪动床内树脂层是不断挪动的，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。 三塔式挪动床是典型的挪动床，见图3-21。 流动床运转是完全延续的，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，因此目前运用很少。.图3-21 三塔式挪动床. 总之，各种类型的交换器，各有其特点。 从实际看，运用最普遍的仍属固定床，并且可制得纯度很高的水，延续床适用于软化处置，当供水量不大

38、，对水质要求又不太高时，挪动床是可行的。流动床运用很少。.再生系统 再生系统包括再生剂的储存、溶解、计量、配置和保送。再生剂有食盐、盐酸、硫酸、烧碱等。现简单引见盐酸和烧碱的再生系统。盐酸配制和保送系统 盐酸配制、保送系统见图3-22。 该系统是将贮酸池或汽车来酸用酸泵打入高位贮槽，然后依托重力自动流入计量箱，再生时用放射器按所需浓度打入系统。碱液配制和保送系统 该系统和图3-22类似。.图3-22 盐酸配制、保送系统.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。 常用立式外表沸腾蒸发器的蒸汽构

39、成表示如图3-23。 用蒸发器制取锅炉补给水普通用于：水源的水质太差而锅炉补给水量又不大的电厂。电渗析 电渗析是一种膜分别技术，电渗析原理见图3-24。. 电渗析普通用于处置高含盐量的水，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求预处置。 因此，电厂中假设用于制备锅炉补给水，必需继续进展离子交换除盐。.图3-23 立式外表沸腾蒸发器蒸汽构成表示.图3-24 电渗析原理图.第四节 凝结水的净化处置 火电厂中，凝结水包括汽轮机凝结水，热力系统的各种疏水，用户的消费、生活前往凝结水等，它是锅炉给水的主要组成部分。凝结水的净化处置，普通是指汽轮机凝结水的处置。 凝结水的污染 凝结

40、水净化处置 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，由于以下几方面的缘由，呵斥凝结水的污染。凝汽器漏水 凝汽器的汽空间是负压运转的，凝汽器漏水是指冷却水漏入汽空间，包括渗漏和走漏。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，即使走漏量很少，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、

41、胶态的金属腐蚀产物等等。.凝结水净化处置 凝结水的净化处置，普通首先进展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 覆盖过滤器构造表示见图3-25。.图3-25 覆盖过滤器构造表示图. 覆盖过滤器的运转分铺膜、过滤、去膜三个步骤。 铺膜：将带有滤料的水经过滤元，使滤料在滤元外侧构成滤膜。 (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，

42、因此可以利用磁力去除凝结水中的金属腐蚀产物。 电磁过滤器构造表示见图3-26。 电磁过滤器，由于设备小、效率高，不耗费化学药品，又能在高温下任务，除铁效果好，因此运用广泛。.图3-26 电磁过滤器构造表示图.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，这种混床不同于普通混床，它的流速很高，普通在80m/h以上，采用体外再生技术，不设置中间排液安装，但设有排树脂安装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

43、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+混床方式。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 锅内处置 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表示图。水垢和水渣 (1)水垢和水渣的特性 普通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质量。.图3-27

44、带有中间再热器的汽包锅炉水汽循环系统表示图. (2)水垢的构成及其防止 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。 防止水垢的构成，应加强对锅炉补给水的处置。防止凝汽器的走漏，对高参数机组应对凝结水进展净化处置。此外还要防止热力系统的腐蚀，并进展必要的锅内处置。 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水垢种类外观鉴别方法碳酸盐水垢白色加5%盐酸大部分溶解，生成大量气泡硫酸盐水垢白色或黄色 加5%盐酸可缓慢溶解，再加10%氯化钡溶液，生成大量白色沉淀硅酸盐水垢灰色或灰白色 在5%热盐酸中可缓慢溶解，但残留有砂粒状或透明状物质，加碳酸钠后在800时熔融

45、，也可溶于氢氟酸油垢黑色加乙醚后，乙醚液呈浅黄色铁垢棕褐色加5%盐酸溶解后，酸液呈黄色.锅炉水的处置 锅炉水的处置，是为了防止从水处置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。通常参与磷酸盐，如Na2PO412H2O等以防止结垢，这叫磷酸盐处置。假设磷酸盐处置不仅要求防垢，还要求防止碱性腐蚀，这叫协调pH-磷酸盐处置。磷酸盐处置 磷酸盐处置是使炉水维持一定浓度的 ，目的在于防垢。 在沸腾的炉水中参与磷酸盐，由于炉水碱性很强(pH=911)，发生如下反响：. 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，而且不会粘附构成二次水垢。 由于碱式碳酸钙的溶度积很小，当炉水中维持一

46、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 还会发生下述反响： 生成的蛇纹石呈水渣状，亦可随锅炉排污除去。因此，磷酸盐处置可以除去Ca2+、Mg2+。.协调pH磷酸盐处置 单独的Na3PO4处置，在锅炉负荷变化时，能够产生易溶盐暂时消逝景象，在炉管管壁附近产生游离NaOH。这是由于下述反响： 这样，为消除游离NaOH，防止碱性腐蚀，应控制炉水pH；同时又要维持一定浓度 以防止结垢，在消费上采用参与Na2HPO4或NaH2PO3的方法处置，这就是协调pH磷酸盐处置。 超高压锅炉水协调pH磷酸盐处置控制图见图3-28。.图3-2

47、8 超高压锅炉水协调pH-磷酸盐处置控制图.汽包锅炉的蒸汽污染及防止 实际证明，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形状进入蒸汽的景象。 . (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景象。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堆积，这就是积盐。 (1)过热器

48、的积盐 在过热器中，假设饱和蒸汽中携带的某种盐类的量，超越过热蒸汽中该盐类的溶解度，该物质就会在过热器中堆积(积盐)；相反，那么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堆积下来，这种景象叫做汽轮机的积盐。 汽轮机的积盐，降低汽轮机的出力，影响汽轮机的平安、经济运转。 过热器的积盐是易溶的钠盐，通常采用除盐水水洗的方法去除。汽轮机的积盐，通常采用湿蒸汽清洗的方法去除。因此，设法改善蒸汽质量非常重要。.改善蒸汽质量的方法 获得清洁蒸汽

49、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)调整锅炉运转工况和进展锅炉排污 锅炉的运转工况主要是留意负荷的变化，防止由于负荷变化引起蒸汽流速过快和汽包水位的动摇。 锅炉排污有延续排污和定期排污两种方式。. (3)汽包内部安装 为保证获得清洁蒸汽，汽包内设置了汽水分别安装、蒸汽清洗安装以及分段蒸发安装等等。 汽水分别安装 汽水分别安装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展分别。 蒸汽清洗安装 蒸汽清洗安装的作用，使减少蒸汽的溶解携带。 分段蒸发安装

50、 为了在较低排污率下保证良好的蒸汽质量，分段蒸发是一种有效措施，如图3-29。.图3-29 分段蒸发锅炉表示 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。.直流锅炉水处置直流锅炉的水汽系统 直流锅炉在构造上不设置汽包，这是它与汽包锅炉的根本区别。在直流锅炉中，水流经炉管，一次性的完全变成蒸汽，因此没有循环的锅炉水。 图3-30为中间再热式直流锅炉的水汽系统表示图。直流锅炉对水质的要求 直流锅炉对水质要求非常严厉，表3-3列出直流锅炉给水水质规范。.图3-30 中间再热直流锅炉水汽系统表示.表3-3 直流锅炉给水水质规范 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

51、系统的腐蚀。锅炉出口主蒸汽压力(MPa)电导率(25经氢离子交换后)(s/cm)Na+(g/L)全硅 (以SiO2表示) (g/L)硬度(mol/L)全Fe (g/L)5.918.30.31020010锅炉出口主蒸汽压力(MPa)全Fe (g/L)O2 (g/L)过剩 N2H4 (g/L)pH值(25)总CO2 (mg/L)5.918.35710308.89.3或9.09.4加热器为钢管0.直流锅炉的水处置 直流锅炉水处置普通应包括以下内容： (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-除盐等处置步骤。 (2)凝结水净化 普通采用前置过滤+混床系统。 (3)挥发性药物处置 为防止腐蚀及其产物对给水的污染，采用挥发性药物处置。 一种是加氨和联氨