余热发电水处理

余热发电水处理

余热发电水处理之蔡仲巾千创作余热发电用水概述余热发电中水的作用余热发电中电能的发生实际上是一个能量转换的过程。

余热发电将窑中煅烧后的废气的热能传给锅炉中的水,使水转变成具有确定压力和温度的蒸汽,导入汽轮机;在汽轮机中,蒸汽膨胀做功,将热能转化为机械能,推动汽轮机转子旋转;汽轮机转子带动发电机转子一起高速旋转,将机械能转变成电能送至电网。

因此,在余热发电过程中,水的一个重要作用就是传递能量。

另外,水在余热发电的生产过程中,还担负着冷却介质的作用。

例如,冷却汽轮机排出的蒸汽,冷却转动机械设备的轴瓦等等。

余热发电水、汽循环及损失余热发电中,水进入锅炉后吸取燃料燃烧放出的热,转变成具有确定压力和温度的蒸汽,送入汽轮机中膨胀做功,使汽轮机带动发电机转动。

做完功的蒸汽排入凝汽器蒸汽在凝汽器铜管的外侧,馆内通以冷却水被冷却水冷却变成分散水。

分散水由分散水泵送到低压加热器加热,加热后送至除氧器除氧。

除氧后的水再由给水泵送至高压加热器加热,然后经省煤器进入锅炉汽包。

这就是凝汽式发电厂水汽循环。

在水、汽循环的过程中,虽然管道都是密封的,但总免不了损失。

造成水、汽损失的主要因素有以下几点:锅炉局部:锅炉的排污放水,平安门和过热器放汽门向外排汽,蒸汽吹灰和燃油时实行蒸汽雾化等。

汽轮机局部:汽轮机的轴封处窑向外排汽,抽气器和除氧器的排气口处也会随空气排出一些蒸汽。

另外,用蒸汽加热或用蒸汽推动附属机械〔如加热器、汽动给水泵〕等,也会造成水、汽损失。

各种水箱:各种水箱〔如疏水箱、给水箱等〕有溢流和热水的蒸发等损失。

管道系统:各种管道系统中法兰盘结不严实和阀门泄露等缘由,都造成水、汽损失。

为了维持余热发电热力系统的正常水、汽循环运行,就要不竭的用水来弥补这些损失,这局部水称为补给水。

补给水必需经过沉淀、过滤、除盐〔或软化〕等水处理设备把水中有害的杂质去除后再补入除氧器。

补给水量不超出锅炉额定蒸发量的2%-4%。

余热发电用水分类由于水在余热发电的水、汽循环系统中所经受的过程纷歧样,所以其水质存在较大的不同。

余热发电用水主要包含以下几种:生水:生水是未经处理的自然水〔如江、河、湖泊、地下水等〕。

在余热发电中,生水是制取补给水的原料,或用来做冷却介质,以及供消防用等。

补给水:生水经过各种方法处理后,用来弥补发电水、汽循环系统中损失的水。

补给水按其处理方法的分歧,又可分为软化水、蒸馏水和除盐水等。

分散水:在汽轮机中做功后的蒸汽经过凝汽器冷凝成的水,称作分散水。

疏水:各种蒸汽管道和用汽设备中的蒸汽分散水,称为疏水。

它经疏水器集合到疏水箱或并入分散水系统。

返回分散水:热电厂向用户供热后,回收的蒸汽分散水,称为返回分散水〔简称返回水〕。

其中又有热网加热器分散水和生产返回分散水之分。

给水:送往锅炉的水称为给水。

凝汽式发电厂的给水,主要由汽轮机分散水、补给水和各种疏水组成。

热电厂的给水组成中,还包含返回分散水。

锅炉水:在锅炉本体的蒸发系统中流淌着的水,称为锅炉水,简称炉水。

冷却水:作为冷却介质的水称为冷却水。

在余热发电中冷却水主要是通过凝汽器用以冷却汽轮机排汽的水。

余热发电水处理的重要性余热发电热力系统中水、汽质量的好、坏,是影响发电热力设备〔如锅炉、汽轮机等〕平安、经济运行的重要因素之一。

没有经过净化处理的自然水含有许多杂质,这种水是不允许进入水、汽循环系统的。

为了包管热力系统中有良好的水质,必需对自然水进展适当的净化处理和严格的监视水、汽质量,否则就会引起以下危害:1、热力设备结垢假设进入锅炉或其他热交换器中的水,含有杂质〔特殊是高价金属离子〕,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。

结垢对锅炉〔或交换器〕的平安、经济运行有很大危害。

这是由于水垢的导热性能比金属差几百倍,而这些水垢又极易在热负荷很高的锅炉炉管中生成。

这时,会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、发生鼓包,甚至引起爆管等严峻事故。

结垢不但影响到设备平安运行,而且还会大大降低发电厂的经济性。

2、热力设备腐蚀发电厂热力设备的金属经常和水接触,假设水质不良,则会引起金属的腐蚀。

发电给水管道、各种加热器、锅炉的省煤器、水冷壁、过热器和汽轮机凝汽器等,都会因水质不良而引起腐蚀。

腐蚀不但要缩短设备自己的使用期限,造成经济损失,同时还由于金属的腐蚀产品转入水中,使给水中杂质增多,从而又加剧在高热负荷热面上的结垢过程,而结成的垢转而又会促进锅炉炉管的腐蚀。

在此种恶性循环,会快速导致锅炉爆管事故。

此外,如金属的腐蚀产品被蒸汽带到汽轮机中沉淀下来,也会严峻地影响汽轮机的平安,经济运行。

3、过热器和汽轮机积盐水质不良会使锅炉不克不及发生高纯度的蒸汽,随蒸汽带出的杂质就会沉积在蒸汽通过的各个部位,如过热器和汽轮机,这种现象称为积盐。

过热器内积盐会引起金属管壁过热、变形、鼓包甚至爆管,汽轮机内积盐会大大降低汽轮机的出力和效率,特殊是高温、高压大容量汽轮机,它的高压局部蒸汽流通的截面积很小,所以少量的积盐,也会大大增加蒸汽流通的阻力,使汽轮机的出力下降。

当汽轮机内积盐严峻是,还会使推力轴承负荷增大,隔板弯曲,造成事故停机。

发电厂水处理工作,就是为了包管热力系统各局部有良好的水、汽品质,以防止热力设备的结垢、积盐和腐蚀。

因此,在火力发电厂中,水处理工作对包管发电厂的平安、经济运行具有非常重要的意义。

水的根本处理方法过滤水的过滤是把浊度较高的水,通过确定厚度的粒状和非粒状资料,而有效地除去悬浮杂质,使水澄清的过程。

这种过滤资料称为滤料。

由滤料积存起来的过滤层称滤层,起过滤作用的设备称为滤器或滤池。

用过滤方法除去悬浮固体是一个较简洁的过程。

过滤过程主要取决于悬浮物和过滤介质的物理化学特征、过滤速度以及水的化学特性等因素。

粒状过滤除去悬浮物是基于下述两个过程的作用,既概况过滤〔或薄膜过滤〕和渗透过滤〔或称接触混凝过滤〕的综合过程。

首先,当带由悬浮物的水自上部进入过滤层时,在滤层概况由于吸附和机械阻留作用,悬浮物被截留下来,于是它们发生彼此重叠和架桥作用,其结果好像形成一层附加的滤膜,在以后的过滤过程中,此滤膜就起主要的过滤作用。

这种过滤过程就叫概况过滤〔又称薄膜过滤〕。

当带有悬浮物的水流入滤层中间和下部时,也可以起到截留悬浮物的作用。

这种过滤作用称为渗透过滤。

渗透过滤的原理离子交换和混凝过程中用泥渣作为接触介质相像。

由于滤层中的沙粒壁澄清池中悬浮颗粒排列的更严密,所以当由悬浮物的水流经过过滤层中弯弯曲曲的空隙时,在水力学因素的作用下,有更多的时机和沙粒相接触,水中悬浮物接触时,由于彼此间具有确定吸力,彼此相互粘附,好像在砂层中进展了进一步混凝过程,故此过程又称接触混凝过程。

为了包管过滤的效果,滤料的选择非常重要。

作为滤料的物质,应当化学性能稳定,不影响出水水质,机械强度良好,在使用中不至碎裂,粒度适中;还应当价格低廉,便于取材等。

离子交换离子交换处理,是用一种称作离子交换剂的物质来进展的。

处理时,离子交换剂遇水,可将自己所具有的某种离子和水中同符号的离子相互交换,如钠型离子交换剂遇到含有2+的水时,就发生如下交换反响:2++2→2+2+反响结果,水中的2+被吸附在交换剂上,交换剂转酿成型,而交换剂中原有的+进入水中,这样水中的2+就被除去。

转酿成型的交换剂,可以用钠盐溶液〔如〕通过,使其型的交换剂再酿成型,重使用,反响如下:2+2+→2+2+离子交换剂是一种反响型的高分子电解质。

内部含有活性基团,活性基团能离解出可交换离子。

这种离子能够和溶液中的同符号的离子相互交换。

所以凡含有可交换离子,具有离子交换力气的物质,均称为离子交换剂。

反渗透反渗透是一种兴的水处理工艺。

目前,反渗透已经在城市用水、锅炉补给水、工业废水处理、海水淡化和各种溶液中溶质分别等方面得到广泛应用。

渗透是一种物理现象,当两种含有分歧浓度盐类的水,如用一张半渗透性〔只允许水分子通过,而不允许盐类物质通过〕的薄膜分开就会觉察,含盐量少的一边水会透过膜渗到含盐量高的水中,而所含盐分其实不渗透,这样慢慢就有把两边的含盐浓度融和到均等的趋势。

这一过程叫作自然渗透,简称渗透。

但是,在渗透过程中,由于盐水侧的液位越来越高,而淡水侧的液位越来越低,导致两侧发生液位差,这一液位差发生的压力阻碍了淡水的渗透,当这个压力到达确定程度,使得淡水渗透倾向被抵消时,淡水侧和盐水侧的液位都不再变更,渗透最终到达一个动态平衡,此时盐水侧和淡水侧的高度差值称为渗透压。

依据半透膜的特性,我们可以在盐水侧施加一个外加压力,迫使盐水侧的水分子透过半透膜进入淡水的一侧,这种渗透过程与正常的自然渗透方向相反,故称为反渗透。

渗透和反渗透的原理示意图如图1-1所示:图1-1渗透与反渗透原理示意图余热发电用水的处理锅炉用水处理锅炉用水的处理流程为了防止锅炉结垢,锅炉用水必需经过严格的处理,锅炉用水大致流程如图2-1所示:图2-1余热发电锅炉用水的流程示意图其中软化器局部可以用反渗透和混床结合来代替。

软化器只能除去水中的钙、镁离子;而反渗透和混床结合处理可以除去水中绝大局部的离子,比软化器处理水的水质好许多。

1、机械过滤器机械过滤的作用是除去生水中的悬浮物、机械杂质、细菌等有害物质。

机械过滤器的操纵如下:反洗后,每次投运前必需进展正洗,合格前方可投运;开启正进门、空气门,空气门溢水后关空气门,开正排门,调整流量,出水澄清,无悬浮杂质时正洗合格;开出口门,关正排门,向活性炭过滤器供水,;,停顿运行。

2、活性炭过滤器活性炭过滤器的作用是吸附水中余***、有机物、色度、悬浮物等杂质。

活性炭过滤器的操纵如下:反洗后,每次投运前必需进展正洗,合格后能投运;开进水门,空气门,空气门溢水时关空气门,开正排门,调整流量20,;开出口门,关正排门,向清水箱供水;出口有机物超标,判为失效,停顿运行。

3、软化器软化器的作用是通过离子交换剂除去水中的钙、镁离子,降低水的硬度,防止在钙、镁在锅炉和管道中结垢。

软化器的操纵步调是:正常运行,在全部阀门关闭的状况时,首先开启清水泵入口门,启泵待压力稳定以后,开启泵出水门,向软化器供水,开软化器进水阀上进阀,上排阀,待上排阀将柱内空气排尽并出水时,翻开下排阀同时关闭上排阀。

然后调整流量:正常流量为8-10。

运行5分钟后,化验水质,合格后翻开出水阀,同时关闭下排阀,合格水便进入软化器,开头正常运行。

正常运行中,操纵人员必需经常观看运行状况,留意流量,压力,出水水质,每小时必需化验水质1次,觉察出水分歧格时应立刻停机再生。

停机时首先停运清水泵,关闭进水阀,出水阀,上进阀。

停机时必需经常观看树脂层,防止由于渗漏而树脂层脱水而损坏树脂。

本设备可以二柱同时运行,也可以一柱运行一柱再生,,单柱产水量周期为250吨左右。

由于软化器只能除去水中的钙、镁离子,对其他离子没有净化作用,所以有条件的状况下可以用反渗透和阴阳离子交换混床结合使用来代替软化器。

反渗透和混床结合使用得到的水各指标都远远优于软化器。

两种处理方法得到水的水质指标如表2-1所示:表2-1软化器和反渗透结合混床制水指标比照水质指标软化器处理碱度〔〕—2***根〔〕磷酸根〔〕12反渗透+混床≤生水≤410—205—15锅炉用水的各指标及测定方法锅炉用水的水汽把握指标如下:锅炉给水质量尺度:硬度≤30微摩尔;溶氧≤50微克升;溶解固形物≤3500微克升;〔25℃〕∕≥7锅炉水质量尺度:磷酸根10-20;:10-12;总碱度:2-12;-≦生水蒸汽指标尺度:电导≤15;钠值≤20;7;分散水指标尺度:软化水指标尺度;硬度≦;-≦生水锅炉用水各指标的测定方法如下:1、+浓度测定+浓度用的是-51型钠离子浓度计,测定时环境温度为5℃~35℃,相对湿度不大于80%,被测溶液温度为5℃~35℃且与标定溶液温差不超出1℃。

测定步调为:将电极充分淋洗后,用被测液淋洗一次,将电极拔出被测液中,等读数稳定后,仪器的显示值即为样品溶液的值,再将仪器上“选择”开关置于〔+〕档位置,则显示值即为+的浓度。

其单位依据仪器面板上的、的指示灯亮为单位,如被测溶液呈酸性,则应预先参与二异丙***,使其呈碱性即可。

2、值测定值的仪器为-2〔〕型,测定环境温度为0℃~40℃,空气相对湿度不大于85%,无显著振动和磁场干扰影响。

操纵程序如下:将功能开关置于档,接上复合电极,以去离子水清洗电极并用滤纸吸干,拔出被测溶液中,调整温度抵偿旋钮,使旋钮箭头所指温度和被测溶液温度全都,仪器显示的即为被测溶液的值。

3、电导率测定电导率所用的仪器为-11型数字电导仪,测定环境温度为0℃~40℃,空气相对湿度不大于85%,无显著振动和磁场干扰影响。

操纵程序如下:将丈量开关置于“丈量”档,选用适当的量程档,将清洁的电极拔出被测溶液中,仪器显示被测溶液在测定温度下的电导率值。

4、溶解氧的测定溶解氧的测定仪器为-12型携式测氧仪,环境温度为5℃~35℃,相对湿度不大于85%,电源为〔9-〕,被测介质温度5℃~40℃,大气压力为85-106。

仪器校正:接通电源后,讲仪器置于%档,氧电极置于空气中,待显示稳定后〔2-3〕分钟,调整校正器,%即可。

测定方法:仪器校正后,装上阳电极流通池,将样品进入流通池,样品坚持流速大于10,将气氧溶氧开关按下,置于档,待仪器显示稳定后2-3分钟,记录读数〔〕即为被测样品的溶解氧。

5、磷酸根锅炉水中应当维持确定量的磷酸根,主要是为了防止钙垢,还起到防止碱性腐蚀的作用。

向炉水参与磷酸盐,并坚持确定的过剩量,使炉水中的钙盐在有足够的氢氧碱度的条件下,与磷酸盐生成难溶性的泥状沉淀物。

10++63-+20-→↓2410246炉水中的镁盐与磷酸盐和药性碱相结合也可生成泥状沉淀物32++22-+2-+→322↓3222生成的碱式磷酸钙是一种松软的水渣,易随锅炉排污排解,且不会粘附在锅炉内酿成水垢。

实行磷酸盐对锅炉进展处理,商用的药硫酸三钠〔12〕。

以钠离子交换水作为补给水,有时342因补给水率大而使锅炉水碱度高,为了降低锅炉碱度,可实行硫酸氢二钠〔〕进展处理。

可以除去一局部游离的,其反响24如下:+24→34+2为了维持确定量