巴基斯坦卡西姆港燃煤发电站电厂化学设计

题目：巴基斯坦卡西姆港燃煤发电站电厂化学设计摘要巴基斯坦卡西姆港燃煤电厂是响应国家“一带一路”政策，为了支持巴基斯坦社会发展与经济建设，优先实施的“中巴经济走廊”项目之一，是第一个中外合作投资的大型能源类项目，由中国电建集团海外投资公司与卡塔尔皇室共同投资建设，中国电建集团海外投资公司负责运营。本期工程建设安装2×660MW超临界国产燃煤机组，锅炉额定蒸发量为2105t/h，本工程水源取自卡西姆港湾海水，经过絮凝澄清、过滤和超滤及海水淡化系统处理后作为锅炉补给水。本课题结合电厂水质及机组参数实际情况，主要针对锅炉补给水预处理、预除盐系统、除盐系统及其辅助系统进行初步设计。关键词：超临界机组；海水淡化；锅炉补给水；除盐；初步设计了吸附剂投加量、pH、吸附温度、时间及金属离子初始浓度对吸附性能的影响下，其解吸率及Langmuir等温线模型，为自发、放热的物理吸附过程。改性碳纤维吸附Cu2+的实验研究中，过氧化氢改性碳纤维吸附效果最佳，最佳吸附条件为：投加量为0.4g/L，pH为7，温度45℃，吸附时间25min，初始浓度600mg/L，其单位吸附量为290mg/g，去除率达到98.35%。解吸实验表明，在解吸时间为30min，盐酸浓度0.9mol/L的条件下，其解吸AbstractPakistan'sKassemcoal-firedpowerplantisinresponsetothenational"TheBeltandRoad"policy.InordertosupportPakistan'ssocialdevelopmentandeconomicconstruction,oneofthepriority"China-PakistanEconomicCorridor"projectsisthefirstlarge-scaleenergyprojectwithSino-foreigncooperativeinvestment.ChinaElectricConstructionGroupoverseasInvestmentCompanyandQatariroyalfamilyjointlyinvestintheconstruction,andChinaElectricPowerConstructionGroupoverseasInvestmentCompanyisresponsiblefortheoperation.Inthisphase,2×660MWSupercriticaldomesticCoal-firedUnitisinstalled,andtheratedevaporationoftheboileris2105t/h.ThewatersourceoftheprojectistakenfromtheseawaterofKassimuBay,whichisclarifiedbyflocculation,filtration,ultra-filtrationanddesalinationsystem，aftertreatmentasboilerfeedwater.Basedontheactualsituationofwaterqualityandunitparametersofpowerplant,thepreliminarydesignofboilerrechargewaterpretreatment,pre-desaltingsystem,desaltingsystemanditsauxiliarysystemiscarriedoutinthispaper.Keywords:SupercriticalUnit;seawaterDesalination;BoilerReplenishment;desalting;preliminaryDesign目录摘要 2关键词 错误!未定义书签。Abstract 3目录 3第1章概述 11.1设计依据 11.2工程概况 11.3机组形式 11.4水源与水质 51.5水汽质量标准 71.6本专业设计范围 7第2章锅炉补给水处理 82.1系统选择 82.2水汽损失量 82.3系统出力 错误!未定义书签。2.4主要设备配置 92.5系统出水质量 错误!未定义书签。第3章主要设备及系统控制说明 113.1机械搅拌澄清池 113.2自调纤维过滤器 113.3超滤装置 113.4反渗透装置 123.5EDI装置 123.6辅助系统 133.7系统控制功能及要求 错误!未定义书签。第4章化学水处理室设备布置 164.1系统设备布置 164.2水处理系统厂房内布置 164.3水处理系统厂房外布置 错误!未定义书签。附页 18参考文献 36致谢 37第1章概述1.1设计依据1.1.1指导教师发放的任务书；1.1.2巴基斯坦卡希姆港燃煤电厂化学水处理系统设计初步设计文件、审查意见；1.1.3《大中型火力发电厂设计规范》(GB50660-2011)；1.1.4《火力发电厂设计技术规程》(DL/T5000-2000)；1.1.5《火力发电厂化学设计技术规程》(DL5068-2014)；1.1.6《超临界火力发电机组水汽质量标准》(DL/T912-2005)；1.1.7《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》(GB/T12145-2008)；1.1.8《火力发电厂初步设计文件内容深度规定》(DL/T5427-2009)；1.1.9国内与巴基斯坦当地有关法令、法规、政策和设计规程规范。1.2工程概况本工程位于巴基斯坦卡西姆港，地理位置处于\t"/item/%E5%8D%A1%E5%B8%8C%E5%A7%86%E6%B8%AF/_blank"巴基斯坦南部沿海费蒂格里克河口上游的16英里处，西北距卡拉奇港12.7英里，濒临\t"/item/%E5%8D%A1%E5%B8%8C%E5%A7%86%E6%B8%AF/_blank"阿拉伯海北侧，是\t"/item/%E5%8D%A1%E5%B8%8C%E5%A7%86%E6%B8%AF/_blank"巴基斯坦的第二大港口。卡西姆港燃煤电厂是响应国家“一带一路”政策，支持巴基斯坦社会经济发展优先实施的“中巴经济走廊”项目之一，是第一个中外合作投资的大型能源类项目，由中国电建集团海外投资公司与卡塔尔皇室共同投资建设，由中国电建集团海外投资公司负责运营。本期工程建设安装2×660MW超临界国产燃煤机组，每台锅炉额定蒸发量为2105t/h，本工程取自卡西姆港湾的海水，项目一次规划、一次审批、顺序建设。1.3机组形式1.3.1锅炉锅炉为超临界压力燃煤强制循环直流锅炉，四角切圆燃烧方式，单炉膛，一次中间再热、平衡通风、露天布置、全钢架结构。表1-1中锅炉BRL工况对应汽轮机TMCR工况。表1-1锅炉BRL工况对应汽轮机TMCR工况名称Name单位Unit设计煤种DesignCoalBMCR最差煤种WorstCoalBMCR设计煤种DesignCoalBRL主蒸汽流量FlowofSHsteamt/h209420941993.5过热器出口压力PressureofsuperheateroutletMPa.g25.425.425.28过热器出口温度Temperatureofsuperheateroutlet℃571571571省煤器入口给水压力FeedwaterPressureofeconomizerinletMPa.g29.1429.1428.73给水温度FeedwaterTemperatureofeconomizerinlet℃291.9291.9288.6再热蒸汽流量FlowofRHsteamt/h1700.2471700.2471623.42再热蒸汽出口压力PressureofRHoutletMPa.g4.5634.5634.358再热蒸汽出口温度TemperatureofRHoutlet℃569569569再热蒸汽进口压力PressureofRHinletMPa.g4.7534.7534.539再热器进口温度TemperatureofRHinlet℃327.6327.6322.8减温器喷水温度Temperatureofattemperatingwater℃291.9291.9288.6过热器一级喷水量FirstspraywaterofSHt/h62.862.859.8过热器二级喷水量secondaryspraywaterofSHt/h62.862.859.8再热器喷水量emergencyspraywaterofRHt/h000未燃尽碳损失heatlossduetounburntcarbon％保证效率（按低位发热值）GuaranteedboilerefficiencybasedonHHV92.8%炉膛出口过量空气系数Excessaircoefficientoffurnaceoutlet空预器入口一次风温TemperatureofprimaryairatinletofAPH℃323232空预器出口一次风温(暂定)TemperatureofprimaryairatoutletofAPH℃370.6376366.1空预器入口二次风温TemperatureofsecondaryairatinletofAPH℃353535空预器出口二次风温（暂定）TemperatureofsecondaryairatoutletofAPH℃353.9368350.6空预器出口烟气温度（未修正）TemperatureofgasatoutletofAPH（uncorrected）℃153.9162152.2空预器出口烟气温度（修正后）TemperatureofgasatoutletofAPH（corrected）℃148.3157146.7表1-2中为锅炉的技术数据。表1-2锅炉技术数据序号No名称Item设计数据Designdata1炉膛宽度\深度Furnacewidth\depth19.0823m2炉膛容积Furnacevolume20984m33辐射受热面（到炉膛出口）Radiaonheatingsurface(tofurnaceexit)9373m24煤和油燃烧器数量No.ofcoalandoilburners.煤炭和燃油燃烧器数量分别为24和125最低稳燃负荷Coalfiringstableoperationloadrange最低稳燃负荷35％BMCR，煤供给，非油供给1.3.2汽轮机汽轮机采用IEC标准进行设计，两个典型工况定义如下：表1-3汽轮机工况项目Item额定工况(T-MCR)阀门全开工况(VWO)主蒸汽参数Mainsteamparameters额定值ratedvalue额定值ratedvalue再热蒸汽参数Reheatsteamparameters额定值ratedvalue额定值ratedvalue平均背压Theaveragebackpressure10.2kPa10.2kPa补水率Make-uprate0%0%给水温度Feedwatertemperature额定值ratedvalue额定值ratedvalue回热系统RegenerativeSystem正常投入normaloperation正常投入normaloperation给水参数Feedwaterparameters汽泵、额定参数ratedvalue汽泵、额定参数ratedvalue发电机效率

Generatorefficiency>98.7%>98.7%功率因数Powerfactor0.80(滞后lag)0.80(滞后lag)机组输出功率Load660MW687MW进汽量SteamConsumption额定进汽量ratedvalueVWO进汽量VWOsteamConsumption汽轮机主要参数如下：由东方汽轮机有限公司生产，超临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、凝汽式汽轮机（型号：N660-24.2/566/566）。最大连续功率：660MW；额定主蒸汽压力：24.2MPa；额定主蒸汽温度：566℃；再热蒸汽进口压力（TMCR工况）：4.263MPa；再热蒸汽进口温度（TMCR工况）：566℃；主蒸汽进汽量（TMCR工况）：1993.5t/h；再热蒸汽进汽量（TMCR工况）：1623.42t/h；额定排汽压力（TMCR工况）：10.2kPa；保证热耗：7860KJ/kWh。1.3.3发电机发电机主要参数如下：由东方电机有限公司生产，水氢氢冷却、静态励磁汽轮发电机。型号：QFSN-660-2-22C；额定功率：660MW；额定容量：825MVA；功率因数(cosФ)：0.8；额定电压：22kV；效率：98.7％；励磁方式：静态励磁；冷却方式：定子线圈水冷、定子铁芯、转子绕组氢冷。1.4水源与水质本工程锅炉补给水处理系统原水来自卡西姆港湾海水。水源的水质全分析资料见表1-4。表1-4水源水质全分析资料序号No项目Item单位Unit2014-05-17（14:00Hr）2014-05-17（19:00Hr）2014-06-12（04:00Hr）2014-06-12（11:00Hr）2013-11-081K+Mg/L6406605755602Na+Mg/L11334.11143311700115003Ca2+Mg/L396.79301.794805154Mg2+Mg/L1539.651664.79154515005Fe2+Mg/LNilNilNilNil6Fe3+Mg/L0.090.060.10.17Al3+Mg/LNilNilNilNil8NH4+Mg/LNilNil1.01.299Ba2+Mg/L1.010Sr2+Mg/L9.209.20101011B3+Mg/LNil0.016NilNil12Cl-Mg/L216252178823000225002030013SO42-Mg/L201622842190220014HCO3-Mg/L166.86193.3223022015CO32-Mg/L33.8426.04NilNil16NO2-Mg/L10.2817NO3-Mg/L06.318OH-Mg/LNilNilNilNil19总硬totalhardnessMg/L7326760375507450687020非碳酸盐硬度noncarbonatehardnessMg/L-7132.78-7404.147360727021碳酸盐硬度carbonatehardnessMg/L193.22201.8019018022负硬度NegativehardnessMg/L7132.787404.1423甲基橙碱度MethylorangealkalinityMg/L164.93180.1124酚酞碱度phenolphthaleinalkalinityMg/L28.221.70NilNil25酸度acidityMg/LNilNilNilNil26PH值/PHvalueMg/L8.38.307.727.87.7127氨氮ammonianitrogenMg/L0.620.581.01.2928游离CO2freeCO2NilNilNilNil29CODMg/L141214122.1130BOD5Mg/L3.22.8＜5＜51.631溶解固形物DissolvedsolidsMg/L377803835639850392002650032全固形物totalsolidsMg/L378023837439920392522650033悬浮物SuspendedsolidsMg/L221870525234细菌含量BacteriacontentmL4020689235可溶性二氧化硅（SiO2）silicasolubleMg/L0.620.626.51036全硅（SiO2）TotalsiliconMg/L14.237TOCMg/LNilNilNilNil1.25海水其他月份的水质资料待巴基斯坦TCI公司完成全年海水水质分析后提供。现阶段取得的海水水质全分析报告中，硼的含量较低，这与常规海水中硼的含量差距较大，因此对海水中硼的含量监测需要加强。根据表格水质数据分析得出，卡西姆港海水属于含盐量很高的苦咸水，其中含量最多的为氯和钠，其次是镁和硫酸根，固体颗粒物含量很大，多为细砂，硅含量波动较大，水体整体呈弱碱性，具有典型的海水水质特征，但又比一般港口的海水含盐量要高。按照《火力发电厂化学设计技术规程》要求，本期工程可利用的水源水质分析资料至少应有全年逐月资料，共12份。在目前为止电厂已经提供五月、六月和十一月份部分水质全分析资料，其他资料电厂正在按计划进一步收集全年逐月水质全分析报告。本工程电厂锅炉补给水系统设计水质暂时参考现有水质资料进行设计。1.5水汽质量标准本机组采用超临界直流锅炉，过热蒸汽等参数属于高温高压等级，机组凝结水、补给水、炉水、饱和蒸汽、过热蒸汽等水汽执行国家标准（GB12145-2008）《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》。表1-5水汽质量国家标准项目参数单位标准值期望值备注蒸汽氢电导率（25℃）S/cm≤0.15≤0.10二氧化硅g/kg≤20≤10铁g/kg≤15≤10铜g/kg≤3≤2钠g/kg≤5≤2给水（全挥发处理）氢电导率（25℃）S/cm≤0.3硬度mol/L-溶解氧g/L≤7铁g/L≤30铜g/L≤5联氨g/L≤30二氧化硅g/L≤20TOCg/L≤500必要时监测pH值（25℃）8.8～9.3（有铜给水系统）9.2～9.6（无铜给水系统）凝结水硬度mol/L≤1溶解氧g/L≤50氢电导率（25℃）S/cm≤0.3炉水（固体碱化剂处理）二氧化硅mg/L≤2氯离子mg/L电导率（25℃）S/cm＜60磷酸根mg/L2～6pH值（25℃）9.0～10.09.5～9.7锅炉补给水二氧化硅g/L≤20电导率(25℃)S/cm≤0.2≤0.10TOCg/L≤400必要时监测1.6本专业设计范围本期工程电厂化学部分设计包括：锅炉补给水处理（预处理、预除盐、除盐）及相关加药系统、工业废水处理、厂房设计及实验室仪器设备的化验楼布置等。第2章锅炉补给水处理2.1系统选择锅炉补给水处理系统来水直接采用卡西姆港海水。根据本期建设机组水源水质特点、水汽质量标准、水处理设备、加药系统及药剂使用情况、电厂水处理车间场地布置、厂区建设消防安全等因素，并依据国家法律法规和标准、电力行业设计规范要求以及设计导则、工程可行性研究审查意见、初步设计审查意见，锅炉补给水处理系统方案采用超滤、三级反渗透加EDI装置除盐方案。工艺流程如下：生水泵来生海水→机械搅拌澄清池→自调纤维过滤器→清水箱→清水泵→超滤保安过滤器→超滤装置→超滤水箱→超滤出水泵→一级反渗透保安过滤器→一级反渗透高压泵→一级反渗透装置→一级反渗透水箱→一级反渗透水箱出水泵→二级反渗透保安过滤器→二级反渗透高压泵→二级反渗透装置→二级反渗透水箱→二级反渗透水箱出水泵→三级反渗透保安过滤器→三级反渗透高压泵→三级反渗透装置→淡水箱→淡水泵→EDI保安过滤器→EDI装置→除盐水箱→除盐水泵→汽机房。2.2水汽损失量水汽损失量统计参见表2-1。表2-1水汽损失量统计锅炉水汽损失2台超临界压力燃煤强制循环直流锅炉正常损失水汽m3/h63.15启停与故障额外用水m3/h0对外供汽损失m3/h0其他用汽损失m3/h0闭式热网损失m3/h0其他供应水量m3/h1.51冷却系统水量、系统损失m3/h0排污损失m3/h0精处理再生用水m3/h2.00总和m3/h66.662.3系统出力根据上述计算得出机组水汽损失，并依据《火力发电厂化学设计技术规程》中规定，锅炉补给水处理系统出力应设置有一定余量，余量系数α取1.05。因此，本工程锅炉补给水处理系统正常出力按70m3/h设计。2.4主要设备配置水处理流程主要系统设备参见表2-2。表2-2水处理流程主要设备及规格序号设备名称规格单位数量1机械搅拌澄清池Q=320m3/hφ12400座22自调纤维过滤器Q=150m3/hφ2000台33清水箱V=250m3φ7320个24清水泵Q=264m3/hH=0.26Mpa台25超滤自清洗过滤器Q=250m3/h5μm台26超滤装置Q=248m3/h回收率90%组27超滤水箱V=500m3φ9650个18超滤水泵Q=264m3/hH=0.28Mpa台29一级反渗透保安过滤器Q=300m3/h5μm台210一级反渗透高压泵Q=280m3/hH=6.58Mpa台211一级反渗透装置Q=280m3/h回收率40%组212一级反渗透水箱V=200m3φ6560个113一级反渗透水箱出水泵Q=108m3/hH=0.20Mpa台214二级反渗透保安过滤器Q=120m3/h5μm台215二级反渗透高压泵Q=108m3/hH=1.60Mpa台216二级反渗透装置Q=87m3/h回收率85%组217二级反渗透水箱V=200m3φ6560个118二级反渗透水箱出水泵Q=90m3/hH=0.22Mpa台219三级反渗透保安过滤器Q=90m3/h1μm台220三级反渗透高压泵Q=90m3/hH=1.22Mpa台221三级反渗透装置Q=78m3/h回收率90%组222三级反渗透水箱（淡水箱）V=150m3φ6560个123三级反渗透水箱出水泵（淡水泵）Q=78m3/hH=0.50Mpa台224EDI保安过滤器Q=90m3/h1μm台225EDI装置Q=70m3/h回收率90%组226除盐水箱V=2000m3φ14900个427启动除盐水泵Q=200m3/hH=0.42Mpa台228除盐水泵Q=70m3/hH=0.30Mpa台22.5系统出水质量硬度：～0mol/L；电导率(25℃)：≤0.20μS/cm，期望值≤0.15μS/cm；二氧化硅：≤20μg/L，期望值≤10μg/L；TOC：≤200μg/L，期望值～0μg/L。第3章主要设备及系统控制说明3.1机械搅拌澄清池生海水通过母管直接进入机械搅拌澄清池，澄清池共设两台，露天布置，一用一备，DN12400mm，单台出力为320m3/h。因巴基斯坦卡西姆港地区气候全年较为炎热干燥，所以进水母管无需设置生水加热器。混凝澄清后出水靠重力作用进入自调纤维过滤器。3.2自调纤维过滤器自调纤维过滤器共设置3台，采用母管制连接，两用一备，直径DN2000mm，单台产水量为150m3/h。该过滤器采用流体力学原理，自动调节纤维滤料的密度而使得处理水的浊度能够低于1NTU。过滤器工作压力为0.6MPa，滤速设置为40m3/h，反冲洗水强度为10至12L/(s·m2)。反洗控制由配套的控制器来控制，根据进出水压差自动进行反冲洗，反洗水来自过滤后水箱储存水。过滤出水储存进清水箱，再由清水泵升压送至超滤系统。每个过滤器出水管处设有浊度计。3.3超滤装置超滤装置设置两组，每一组装置前设置5μm级保安过滤器以截留微小颗粒物，采用并联母管制连接方式。超滤设备采用海德能公司生产的HYDRACap60型超滤膜，膜通量设置为100L/(m2·h)，膜组件面积为46.5m2，每组设置54支模组件。因海水的缘故，不采用死端过滤，回收率为90%，剩余10%作为反洗与加强反洗水量，同时反洗过后的水直接接入生水进水母管，回收至机械搅拌澄清池中以达到节省用水目的。超滤装置的运行根据水的流量和浊度来控制，其反洗采用自动程序控制，超滤的反洗水来自超滤水箱储存水。超滤装置出水进入超滤水箱储存，后经超滤水泵升压送至一级反渗透系统。超滤运行到一定时间之后会通过清洗系统进行清洗。3.4反渗透装置反渗透系统总共设置三级。全部为一级两段式设计，每一级设计两组。每组反渗透系统中的保安过滤器、反渗透高压泵、反渗透装置等采用单元制连接方式，一一对接。产水处设置有高压保护爆破膜，反渗透装置运行由出水流量和电导率表信号控制，运行操作均为自动控制。第一级为海水淡化，设计出力102m3/h，采用海德能公司生产的SWC5型海水淡化反渗透膜，膜面积37.2m2，平均膜元件产水量为0.95m3/h，每支压力容器内装6根膜，每组反渗透装置共用108支膜，一级两段12：6排列。回收率为40%，剩余60%浓水无法回收，直接排放至废水池。前置5μm级保安过滤器，经过高压泵打入反渗透装置，淡化后出水进入一级反渗透水箱储存。一级反渗透进水母管设置了酸度计、氧化还原电位表、电导率仪、温度计、浊度计、硅表等在线监测介质仪表。一级反渗透清洗水来自于一级反渗透出水箱的储存水。第二级为淡水除盐，设计出力87m3/h，采用海德能公司生产的ESPA2型复合型高脱盐膜，膜面积37.2m2，平均膜元件产水量为1.21m3/h，每支压力容器内装6根膜，每组反渗透装置共用72支膜，一级两段8：4排列。回收率为85%，剩余15%浓水回收至超滤出水箱。前置5μm级保安过滤器，经过高压泵打入反渗透装置，淡化后出水进入二级反渗透水箱储存。二级反渗透清洗水来自于二级反渗透出水箱的储存水。第三级为淡水进一步除盐，设计出力78m3/h，采用海德能公司生产的ESPA2型复合型高脱盐膜，膜面积37.2m2，平均膜元件产水量为1.08m3/h，每支压力容器内装6根膜，每组反渗透装置共用72支膜，一级两段8：4排列。回收率为90%，剩余10%浓水回收至超滤出水箱。前置1μm级保安过滤器，经过高压泵打入反渗透装置，淡化后出水进入淡水箱储存。三级反渗透清洗水来自于淡水箱的储存水。3.5EDI装置EDI采用通用电气公司的MK-3型模块化电除盐装置，回收率为90%，剩余10%中仅回收浓水，回收至超滤水箱，极水直接排放进废水池。前置1μm级保安过滤器，装置共设置两组，每组16个模块，每个模块设计出力为3m3/h，若其中一组出现故障，另一组以最大产水量（4.5m3/h）运行可满足供水需求。EDI出水处设有酸度计、电导率仪、硅表等在线监测仪表。最终产水经流入除盐水箱储存，再经除盐水泵打入厂内等需要用水的区域。EDI装置运行由出水流量和电导率表信号控制，运行操作均为自动控制。4个容积为2000m3的除盐水箱进出水母管采用并联连接，为了减少大气中的灰尘和二氧化碳对除盐水的污染，除盐水箱采用橡胶浮顶密封。3.6辅助系统3.6.1保安过滤器采用普睿泽DSF系列大流量保安过滤器，用于过滤细小不溶颗粒物以保护超滤、反渗透等装置，每个过滤器都接有压差计，当压差达到一定程度时自动开始清洗操作。3.6.2压缩空气系统本工程设置有两个压缩空气储罐，DN1500mm，容积6m3，锅炉补给水处理系统所需压缩空气从全厂压缩空气配气中心接来。两个储罐分别给气动阀门和仪表，以及水处理系统工艺供气。气动阀门和仪表用气压力为0.4~0.6MPa，水处理系统工艺供气压力为0.8~1.0MPa。全厂压缩空气配气中心压缩空气制备设备与化学水处理设备以及压缩空气输送管道应同步建设。3.6.3加药系统（1）混凝剂加药系统混凝剂采用聚硫氯化铝，加药管直接接入生海水进水母管，随海水一起进入澄清池进行混凝澄清作用。加药量根据需求确定。助凝剂加药系统助凝剂加药管通入澄清池的反应室，对混凝澄清起辅助作用。加药量根据需求确定。（3）阻垢剂加药系统阻垢剂加药点位于一级、二级反渗透进水母管的加药混合器上。作用是防止反渗透设备结垢，加药量根据需求确定。（4）还原剂加药系统采用亚硫酸钠，加药点位于一级反渗透进水母管的加药混合器上。作用是和酸与阻垢剂中和，抗氧化。加药量根据需求确定。（5）杀菌剂加药系统采用次氯酸钠，加药点位于超滤反洗水母管与超滤进水母管的加药混合器上。作用是清除超滤膜上的残留微生物。加药量根据需求确定。盐酸加药系统加药点位于一级、二级反渗透进水母管与超滤反洗水母管的加药混合器上，作用是平衡酸碱度。加酸量由酸度计控制，加药量根据需求确定。氢氧化钠加药系统加药点位于三级反渗透进水母管与超滤反洗水母管的加药混合器上，作用是平衡酸碱度。加碱量由酸度计控制，加药量根据需求确定。上述每套加药系统均为成套配置，含溶液箱、计量箱、泵、管道、阀门、控制柜等。盐酸加药系统还配备有酸雾吸收器。酸、碱采用汽车槽车运输，通过酸、碱输送泵到贮存罐贮存，其他药剂以固体形式储存，采用搅拌溶液箱溶解后用计量泵送到加药点。3.6.4反洗、清洗系统（1）机械搅拌澄清池清洗装置机械搅拌澄清池清洗使用一台水泵对澄清池排污等容易堵塞的部位进行清洗，泵的出力为140m3/h，清洗水来自清水箱的储存水。自调纤维过滤器清洗系统自调纤维过滤器使用两台水泵进行反洗，一用一备，水泵出力为140m3/h，反冲洗水强度为10~12L/(s·m2)，反洗水来自清水箱的储存水。反洗空气强度为60L/(s·m2)，反洗空气来自于压缩空气储罐的洁净空气。（3）超滤清洗、反洗系统超滤清洗、反洗系统分为两部分，一部分是清洗液系统。清洗溶液箱配有加热器，其容量满足一组超滤装置膜元件清洗要求。清洗液系统通过塑料管道与超滤装置的进水、出水处连接，清洗液清洗完毕后回收至溶液箱中；另一部分是超滤反洗系统，设置一台超滤反洗风机，出力Q=10m3/h，设置两台反洗水泵，一用一备，出力Q=216m3/h，超滤反洗风机配合超滤反洗水泵一起进行反洗工作。（4）反渗透、EDI清洗系统本项目中反渗透清洗系统同时兼顾EDI的清洗任务，清洗溶液箱配有加热器，其容量满足一组反渗透膜元件或EDI装置的清洗要求。清洗液系统通过塑料管道与装置的进水、出水处连接，清洗液清洗完毕后回收至溶液箱中。上述每套清洗液系统均为成套配置含溶液箱、计量箱、泵、管道、阀门、控制柜等。3.6.5废水回收系统本工程共设置两座废水池，分别为高盐废水池和高浊废水池，设备的废水排放、溢流直接通往此处，每座容积为150m3，均为混凝土内衬花岗岩结构。两座池分别配备两台高盐废水排放泵和高浊废水排放泵，泵出力均为50m3/h，排放出口处设有酸度计，当pH达标时才可排放，否则应回流处理。因为采用全膜水处理工艺，废水的酸碱、残留药剂含量等远远低于传统树脂型离子交换处理工艺，因此达标的废水可以直接排放入大海。3.7系统控制功能及要求（1）锅炉补给水处理系统的运行过程全程采用新型FCS自动控制系统，采用LED大屏幕和键盘等进行实时监控，该控制系统集合物联网、云数据、AI等技术，具有对锅炉补给水系统的信息采集、分析、处理、记录、自动打印、预警、事故报警等功能，还能将数据传送至任意信息平台，如个人计算机、手机、平板电脑等设备上，能满足不同场合的工作需求。（2）泵、阀门、风机和电动门等除了在控制室的遥控外，还应设有就地控制开关，以满足应急处理需求。（3）任何存放液体的箱、罐、池均设有液位计和液位开关，水泵控制受水箱液位高低控制，液位由液位计监控，运行泵与备用泵互为连锁。（4）任何与腐蚀性介质接触的测量元件、阀门、在线仪表等应满足防腐要求。第4章化学水处理室设备布置4.1系统设备布置本期新建的锅炉补给水处理室由锅炉补给水处理厂房、化验楼和厂房外设施组成，锅炉补给水处理站建筑和工艺设备一次规划、顺序建设。锅炉补给水处理设备图详见图纸。4.2水处理系统厂房内布置本工程水处理厂房内分为若干个矩形区域，分别为超滤反渗透除盐间、水泵间、超滤反渗透盐加药间、澄清池加药间、一般加药间、盐酸储存计量间、氢氧化钠储存计量间。超滤反渗透除盐间占地54×15m2，用于放置超滤、各级反渗透装置、EDI装置及配套设施、自调纤维过滤器、压缩空气罐以及超滤反洗风机；水泵间占地36×6m2，用于放置各类水箱出水泵、除盐水泵、超滤反洗水泵和过滤器反洗水泵，天花板布置有电葫芦，起重量为1000kg；超滤反渗透盐加药间占地18×6m2，用于放置盐酸、氢氧化钠加药装置以及超滤、反渗透清洗系统；澄清池加药间占地6×9m2，用于放置混凝剂、助凝剂加药系统；一般加药间位于澄清池加药间南面；一般加药间占地6×9m2，用于放置阻垢剂、还原剂、杀菌剂加药系统；盐酸储存计量间、氢氧化钠储存计量间相互毗邻，均为占地12×9m2，分别放置对应的储罐和计量箱，同时盐酸储存计量间还布置有酸雾吸收器和安全淋浴器。化学化验楼分为三层布置，第一层主要布置有控制室、热工设备间、MCC间、检修间工具、电气动力间、就地化验间、男女更衣室、洗手间、交接班办公室、煤样制备间；第二层布置有煤分析间、水分析室、热计量间、大小天平室、加热间、精密仪器分析室、卫生间、办公室、药品库；第三层布置有油分析间、气瓶间、环境监测分析室、加热间、天平室、卫生间、管理人员办公室。4.3水处理系统厂房外布置本工程水处理厂房外主要布置有机械搅拌澄清池、除盐水箱、各级反渗透水箱、超滤水箱、清水箱、废水池、清水泵间、循环水加药间和卸酸碱平台。两台机械搅拌澄清池位于氢氧化钠储存计量间北面约6m的位置，横向布置；四个除盐水箱位于办公楼北面约6m位置，整体呈“田”字布置；各级反渗透水箱和超滤水箱位于水泵间北面约6米位置，四个水箱一字横向排列；清水箱和废水池位于反渗透水箱北面，一字排开，两座废水池为纵向毗邻布置；废水池北侧毗邻清水泵间，占地20.4×5.4m2，布置有清水泵、机械搅拌澄清池清洗泵和废水泵，泵间天花板布置有电葫芦，起重量为1000kg；清水泵间北侧毗邻循环水加药间，占地同样为20.4×5.4m2，布置有卸酸碱罐、泵和循环水加药系统，同时还布置有安全淋浴器；再往建筑北面毗邻的是卸酸碱平台，占地22.6×4.2m2，用于酸碱储罐运输车停靠卸载药液。附录：计算书与设备选型水质校核水源的水质全分析资料见表1-1。表1-1水源水质全分析资料序号No项目Item单位Unit2014-05-17（14:00Hr）2014-05-17（19:00Hr）2014-06-12（04:00Hr）2014-06-12（11:00Hr）2013-11-081K+Mg/L6406605755602Na+Mg/L11334.11143311700115003Ca2+Mg/L396.79301.794805154Mg2+Mg/L1539.651664.79154515005Fe2+Mg/LNilNilNilNil6Fe3+Mg/L0.090.060.10.17Al3+Mg/LNilNilNilNil8NH4+Mg/LNilNil1.01.299Ba2+Mg/L1.010Sr2+Mg/L9.209.20101011B3+Mg/LNil0.016NilNil12Cl-Mg/L216252178823000225002030013SO42-Mg/L201622842190220014HCO3-Mg/L166.86193.3223022015CO32-Mg/L33.8426.04NilNil16NO2-Mg/L10.2817NO3-Mg/L06.318OH-Mg/LNilNilNilNil19总硬totalhardnessMg/L7326760375507450687020非碳酸盐硬度noncarbonatehardnessMg/L-7132.78-7404.147360727021碳酸盐硬度carbonatehardnessMg/L193.22201.8019018022负硬度NegativehardnessMg/L7132.787404.1423甲基橙碱度MethylorangealkalinityMg/L164.93180.1124酚酞碱度phenolphthaleinalkalinityMg/L28.221.70NilNil25酸度acidityMg/LNilNilNilNil26PH值/PHvalueMg/L8.38.307.727.87.7127氨氮ammonianitrogenMg/L0.620.581.01.2928游离CO2freeCO2NilNilNilNil29CODMg/L141214122.1130BOD5Mg/L3.22.8＜5＜51.631溶解固形物DissolvedsolidsMg/L377803835639850392002650032全固形物totalsolidsMg/L378023837439920392522650033悬浮物SuspendedsolidsMg/L221870525234细菌含量BacteriacontentmL4020689235可溶性二氧化硅（SiO2）silicasolubleMg/L0.620.626.51036全硅（SiO2）TotalsiliconMg/L14.237TOCMg/LNilNilNilNil1.25阴阳离子校核根据电离平衡原理，水中各阴离子单位电荷的总和必须等于各阳离子单位电荷总和。即∑K=∑A。阳离子单位电荷总和为：阴离子单位电荷总和为：所以阴阳离子校核成功。含盐量与溶解固体校核由表格得出：∑A’=25556.55mg/L，∑K’=14552.096mg/L，∑A’+∑K’=含盐量=40108.65mg/L。∑A’水中除溶解硅酸根外的所有阴离子之和，mg/L；∑K’水中除铁、铝之外的所有阳离子之和，mg/L。RG’=RG-(SiO2)全-R2O3-∑有机物+0.51HCO3-=39850-14.2-0.1/159.69-0+0.51×230=39953.10mg/L所以含盐量与溶解固体校核成功。氢氧根、碳酸氢根、碳酸根浓度计算因为数据已经给出，所以不再计算。pH校核由表格数据，海水pH取7.71，pH’=6.35+lgCHCO3--lg(CO2)=6.92δ=7.71-6.92=0.79>0.2因此校核不上。硬度碱度关系校核H=HT+HF=201.8+7404.14=7605.94≈7603mg/L硬度碱度关系校核成功。2.补给水量计算机组形式和装机容量：超临界压力燃煤强制循环直流锅炉，2×660MW，每台锅炉额定蒸发量2105t/h，总蒸发量则为4210t/h。正常水汽损失D1：600MW级按锅炉最大连续蒸发量的1.5%计算：D1=4210×1.5%=63.15t/h启停与故障额外用水D2：因为机组启动直接采用水箱储水，所以D2=0。对外供气损失D3：因为是纯凝汽式电厂，所以D3=0。其他用气损失D4：无要求，D4=0。闭式热网损失D5：无数据要求，D5=0。其他供应水量：D6=1.51t/h。冷却系统水量系统损失D7：无数据要求，D7=0。排污损失D8：因为是直流锅炉，所以D8=0。精处理再生用水：D9=2.00t/h。Q’max=D1+D2+D3+D4+D5+D6+D7+D8+D9=66.66t/h。Q’n=66.66t/h。设计余量α为1.02~1.05，取1.05，则有Qmax=Qn=αQ’max=αQ’n=66.66×1.05=70t/h。3.水处理系统选择针对本锅炉为超临界直流锅炉，对炉水和给水品质要求极高，又因为水源为高含盐量高浊度的海水，所以计划采用超滤+三级反渗透+EDI除盐处理工艺，以最大程度减少酸碱等药剂的使用，并满足严格的除盐要求。EDI的计算EDI水回收率yEDI取90%，其进水量与三级淡水反渗透产水量相同；QFEDI=QROIII=70/90%=77.777，取77.78m3/h；设计采用通用电气公司生产的MK-3型模块式电除盐设备，设计出力为3m3/h，则电除盐设备的模块数量为：nEDI=Qmax/Q设=70/3.0=23.3；取32个模块。分为两组，每组16个模块，若其中一组进行检修，另一组按最大产水量4.5m3/h运行，即刻满足正常供水需求。反渗透的计算反渗透总共设置三级，第一级为海水反渗透，回收率40%，后两级为淡水反渗透，回收率分别为85%和90%，每一级均设置为两段式。三级淡水反渗透计算三级淡水反渗透采用日东电工—海德能公司生产的ESPA2型高脱盐复合膜；QelIII=1.42m3/h；三级淡水反渗透产水量与EDI进水量相等；QROIII=QFEDI=77.78m3/h；三级淡水反渗透进水量与二级淡水反渗透产水量相等；QFROIII=QROII=QROIII/yROIII=77.78/90%=86.422，取86.43m3/h；三级淡水反渗透膜元件数为：nelROIII=QROIII/(α·Q’el)=77.78/(0.9×1.42)=60.86，取61个；（α为海德能膜污堵透水量系数，这里取90%）三级淡水反渗透膜组件数为：npROIII=nelROIII/N=10.16，取12组，一段8组，二段4组；三级淡水反渗透实际膜元件数量为：nelROIII/N·npROIII=6×12=72个；三级淡水反渗透膜元件的平均产水量为：QelROIII=QROIII/nelROIII=77.78/72=1.0802，取1.08m3/h。二级淡水反渗透计算二级淡水反渗透采用日东电工—海德能公司生产的ESPA2型高脱盐复合膜；QelII=1.42m3/h；二级淡水反渗透产水量与三级淡水反渗透进水量相等；QROII=QFROIII=86.43m3/h；二级淡水反渗透进水量与一级淡水反渗透产水量相等；QFROII=QROI=QROII/yROII=86.43/85%=101.682，取101.69m3/h；二级淡水反渗透膜元件数为：nelROII=QROII/(α·Q’el)=86.43/(0.9×1.42)=62.93，取63个；（α为海德能膜污堵透水量系数，这里取90%）二级淡水反渗透膜组件数为：npROII=nelROII/N=10.5，取12组，一段8组，二段4组；二级淡水反渗透实际膜元件数量为：nelROII/N·npROII=6×12=72个；二级淡水反渗透膜元件的平均产水量为：QelROII=QROII/nelROII=86.43/72=1.2004，取1.21m3/h。一级海水反渗透计算一级海水反渗透采用日东电工—海德能公司生产的SWC5型海水反渗透膜；QelI=1.42m3/h；一级海水反渗透产水量与二级淡水反渗透进水量相等；QROI=QFROII=101.69m3/h；一级海水反渗透进水量与超滤水泵出水量相等；QFROI=QUF=QROI/yROI=101.69/40%=254.225，取254.23m3/h；一级海水反渗透膜元件数为：nelROI=QROI/(α·Q’el)=101.69/(0.75×1.42)=95.48，取96个；（α为海德能膜污堵透水量系数，这里取75%）一级海水反渗透膜组件数为：npROI=nelROI/N=16，取18组，一段12组，二段6组；一级海水反渗透实际膜元件数量为：nelROI/N·npROI=6×18=108个；一级海水反渗透膜元件的平均产水量为：QelROI=QROI/nelROI=101.69/108=0.941，取0.95m3/h。超滤的计算本次超滤设备因为海水的缘故，不宜采用死端过滤，所以设回收率为90%，剩余10%水量作为设备反洗与加强反洗水，所以计算公式也有所变动，应结合水平衡图，采用经验公式计算：设超滤设备的实际出力为x，则反洗水量为0.1x，由水平衡图可得出关系：图6-1水平衡图x+31.43=0.1x+254.23，x=247.56；（31.43为二级、三级反渗透浓水和EDI浓水总和，回收至超滤水箱）因此，超滤设备的实际出力为247.56m3/h，反洗水量为24.76m3/h。超滤膜采用日东电工—海德能的HYDRACap60型超滤膜，膜通量为100L/(m2·h)，组件膜面积为46.5m2，则单支组件过滤水量为：46.5×100=4.65m3/h；单台设备所需组件数为：nelUF=QUF/Q’el=247.56/4.65=53.2，取54支膜组件。7.过滤器的选型因为本工程项目海水中不含有机物，所以无需设置活性炭过滤器。为了最大程度降低出水浊度，设计选用GZT-2500型自调纤维过滤器，每台出力150m3/h，设三台，两用一备。这种过滤器可以随着水力条件的改变而自动调节纤维滤料的密度，从而达到高效的过滤效果，出水浊度可以小于1NTU。过滤器主要参数如下：型号：GTZ-2500；产水量：150m3/h；浊度（NTU）：原水≤20，出水≤1；工作压力（MPa）：0.6；滤速（m/h）：30~45；滤料截污容量（kg/m3）：6~10；再生空气强度[L/(s·m2)]：10~12；重量（t）：自重8，运行重量22.5；参考价格（元/台）：暂时未知；主要生产厂：吉林省华能净化工程机械厂。本次设计中冲洗水强度设为10L/(s·m2)，即V冲=0.01m/s；过滤速度设为40m/h，即V过=0.0111m/s。V冲/V过=0.9；所以依据经验公式，可得出单台过滤器的反冲洗水量为0.9×150=135m3/h。8.机械搅拌澄清池选型根据水平衡图得出水量关系，机械搅拌澄清池设置两台（一用一备），每台设计出力为320m3/h，池径12.4m，池高5.50m，配有两台泥斗，总容积为504m3，出水槽为环形，搅拌机型号为JJ-2L，刮泥机型号为JG-7.5。具体技术参数如下：总停留时间：1.5h；第二反应室停留时间：约为30min；清水区上升流速：1mm/s；提升流量：5倍处理水量；泥渣浓度：重力排泥20kg/m3（含水率98%），机械排泥250kg/m3（含水率95%）。水箱选型根据水平衡图，选择水箱规格如下：除盐水箱总容积应为每小时最大连续蒸发量的3倍，选用4个2000m3圆形水箱，φ12400mm；三级反渗透水箱（淡水箱）总容积应为1~2小时产水量，选1用个150m3圆形水箱，φ6560mm；二级反渗透水箱总容积应为1~2小时产水量，选1用个200m3圆形水箱，φ6560mm；一级反渗透水箱总容积应为1~2小时产水量，选1用个200m3圆形水箱，φ6560mm；超滤水箱总容积应为1~2小时产水量，选1用个500m3圆形水箱，φ9650mm；过滤器清水箱不少于两台，选用2个250m3圆形水箱，φ7320mm；泵的选型根据水平衡图，选择水泵规格如下：（1）除盐水泵：Q=70m3/h，H=0.3MPa，型号：CS65-200D，电机型号：Y160M2-2，电机功率15kW，共设置2台，一用一备，并联连接；（2）启动除盐水泵：Q=200m3/h，H=0.42MPa，型号：CS100-200B，电机型号：Y225M-2，电机功率45kW，共设置2台，一用一备，并联连接；（3）淡水泵：Q=78m3/h，H=0.5MPa，型号：CS50-200B，电机型号：Y200L1-2，电机功率30kW，共设置2台，一用一备，并联连接；（4）三级反渗透高压泵：Q=90m3/h，H=1.22MPa，型号：CS50-315B，电机型号：Y280M-2，电机功率90kW，共设置2台，与反渗透装置一对一连接；（5）二级反渗透水箱出水泵：Q=90m3/h，H=0.22MPa，型号：CS80-250A，电机型号：Y160M-4，电机功率11kW，共设置2台，一用一备，并联连接；（6）二级反渗透高压泵：Q=108m3/h，H=1.60MPa，型号：125D25(8)，8级泵，电机功率75kW，共设置2台，与反渗透装置一对一连接；（7）一级反渗透水箱出水泵：Q=108m3/h，H=0.2MPa，型号：CS65-160C，电机型号：Y160L-2，电机功率18.5kW，共设置2台，一用一备，并联连接；（8）一级反渗透高压泵：Q=280m3/h，H=6.58MPa，型号：VMHP520-5，5级泵，电机功率1120kW，共设置2台，与反渗透装置一对一连接；（9）超滤水箱出水泵：Q=264m3/h，H=0.455MPa，型号：CS125-400A，电机型号：Y280M-4，电机功率90kW，共设置2台，一用一备，并联连接；（10）超滤反洗水泵：Q=216m3/h，H=0.28MPa，型号：CS125-315B，电机型号：Y225S-4，电机功率37kW，共设置2台，一用一备，并联连接；（11）清水泵：Q=264m3/h，H=0.455MPa，型号：CS125-400A，电机型号：Y280M-4，电机功率90kW，共设置2台，一用一备，并联连接；（12）过滤器反洗泵：Q=140m3/h，H=0.47MPa，型号：CS80-200B，电机型号：Y200L2-2，电机功率37kW，共设置2台，一用一备，并联连接；（13）机械搅拌澄清池洗泵：Q=140m3/h，H=0.47MPa，型号：CS80-200B，电机型号：Y200L2-2，电机功率37kW，共设置1台，出水口连接到澄清池污泥排放处；（14）高盐废水排放泵：Q=50m3/h，电机功率11kW，共设置2台，一用一备，并联连接；（15）高浊废水排放泵：Q=50m3/h，电机功率11kW，共设置2台，一用一备，并联连接。（16）卸浓硫酸泵：Q=25m3/h，H=0.25MPa，电机功率3kW，共设置1台；（17）卸盐酸泵：Q=25m3/h，H=0.25MPa，电机功率3kW，共设置1台；（16）卸氢氧化钠泵：Q=25m3/h，H=0.25MPa，电机功率3kW，共设置1台。水处理主要流程中泵的电机均采用变频技术结合仪表信息，利用FCS进行控制，同时设置有就地操作柜。保安过滤器的选型