發(fā)電廠化學培訓教材

1、鶴壁豐鶴發(fā)電有限責任公司化學培訓教材發(fā)電廠化學培訓教材目 錄第一章 緒論31.1 電力生產(chǎn)的基本特點 31.2 熱力發(fā)電廠類型 31.3 火力發(fā)電廠生產(chǎn)系統(tǒng)分類 41.4 火力發(fā)電廠水汽系統(tǒng)及化學監(jiān)督 41.5 化學系統(tǒng)分類及作用 6第二章 化學基礎(chǔ)知識 82.1 化學基本概念 82.2 水質(zhì)指標 102.3 分析化學基礎(chǔ)知識 12第三章 鍋爐補給水系統(tǒng) 153.1 概述 153.2 設(shè)備結(jié)構(gòu)及原理 163.3 設(shè)備運行及控制 36第四章 凝結(jié)水精處理系統(tǒng)444.1 概述 444.2 設(shè)備結(jié)構(gòu)及原理 454.3 設(shè)備運行及控制 54第五章 水汽監(jiān)督及加藥系統(tǒng) 585.1 概述 585.2 加藥

2、系統(tǒng)及原理 595.3 汽水取樣及檢漏取樣系統(tǒng) 635.4 設(shè)備運行及控制 685.5 安裝鍋爐啟動前的化學監(jiān)督 705.6 直流爐啟動時的化學監(jiān)督 715.7 鍋爐設(shè)備的停用保護 73 5.8 汽輪機停機保護方法 74 第六章 循環(huán)水處理系統(tǒng) 756.1 概述 756.2 設(shè)備規(guī)范 756.3 系統(tǒng)手動操作 776.4 系統(tǒng)的程控操作 836.5 次氯酸鈉的制備 83 6.6 其他操作 866.7 故障和異常情況處理 88第七章 廢水處理系統(tǒng) 907.1 概述 907.2 電廠廢水的處理 907.3 廢水處理系統(tǒng) 917.4 油水處理系統(tǒng) 98第八章 供氫系統(tǒng) 1008.1 概述 1008.

3、1 氫氣的性質(zhì) 1008.3 發(fā)電機氣體置換 1018.4 設(shè)備結(jié)構(gòu)及原理 102 8.5 設(shè)備運行及控制 102第九章 熱力設(shè)備腐蝕與防護 1049.1 腐蝕的定義 1049.2 腐蝕的危害 1049.3 金屬腐蝕的基本形態(tài) 104 9.4 金屬腐蝕原理 1109.5 金屬在水、汽中的腐蝕 1189.6 防止金屬的腐蝕 124 9.7 熱力設(shè)備腐蝕的特征及防護原則 1309.8 熱力設(shè)備停備用期間防腐方法 137 第十章 鍋爐化學清洗14710.1 化學清洗的概念與范圍14710.2 新建鍋爐化學清洗的必要性14710.3 常用的清洗劑、添加劑14810.4 化學清洗方案的制定15010.5

4、 清洗系統(tǒng)15110.6 化學清洗的步驟與監(jiān)控15310.7 廢液處理和清洗后的檢查評估154第十一章 電廠水、汽系統(tǒng)及水質(zhì)分析15611.1 水汽取樣及化學監(jiān)督15611.2 水汽取樣與監(jiān)督項目15911.3 水的常規(guī)分析的規(guī)定168第十二章 電廠燃料分析17812.1 煤質(zhì)概述17812.2 煤的組成及分析基準17812.3 燃料試驗的規(guī)定及樣品采制18312.4 煤的工業(yè)分析方法18812.5 煤的發(fā)熱量測定188 第十三章 電廠用油分析18913.1 電廠用油概況18913.2 油品的取樣19313.3 新油的評定19513.4 運行中汽輪機油的檢驗19613.5 運行中變壓器油的檢驗

5、199 13.6 油的凈化處理20213.7 絕緣油潛伏性氣體的故障的分析20313.8 技術(shù)管理與安全要求209第一章 緒論1.1 電力生產(chǎn)的基本特點電力工業(yè)是一種轉(zhuǎn)化能源的工業(yè)，它主要是把一次能源（如煤、水力、石油、核燃料等）轉(zhuǎn)化為二次能源電能，并供應(yīng)給用戶使用。電力生產(chǎn)過程與其他商品的生產(chǎn)相比，有如下特點：1) 電能的生產(chǎn)、供應(yīng)（包括輸送和分配）和消費三個環(huán)節(jié)必須同時完成，這是因為電能不能像其他商品那樣保持自己的性質(zhì)不變而大量儲存。2) 電力生產(chǎn)與各個電力用戶的關(guān)系異常密切，這是由于電力用戶通過輸電線路與發(fā)電廠形成了一個統(tǒng)一的整體，當發(fā)電廠出現(xiàn)事故時馬上會牽連到電力用戶，影響其正常生產(chǎn)，

6、也正因如此，電廠造成的損失不能簡單地用電廠的直接經(jīng)濟損失來計量，它所造成的間接經(jīng)濟損失是無法計量的。3) 電力生產(chǎn)的過渡過程非常迅速，這是由于電是以光的速度而傳播，電力負荷時時刻刻都在發(fā)生著變化，而故障的出現(xiàn)更是瞬間完成的，這就要求電力生產(chǎn)的調(diào)節(jié)和保護具有高度的自動化。為了更好地滿足各行各業(yè)和人民生活的用電需要，電力生產(chǎn)應(yīng)滿足以下基本要求：1) 要保證可靠持續(xù)地供電。2) 要保證良好的供電質(zhì)量。3) 要保證生產(chǎn)過程有足夠高的經(jīng)濟性。1.2 熱力發(fā)電廠類型在我國電力工業(yè)中，熱力發(fā)電廠起著骨干作用。所謂熱力發(fā)電廠是指以熱功轉(zhuǎn)換為主要能量轉(zhuǎn)換形式的發(fā)電廠的通稱。根據(jù)不同的分類方法，熱力發(fā)電廠可劃分為

7、不同的類型：1） 根據(jù)所用利用能源的不同可分為：燃煤發(fā)電廠、燃油發(fā)電廠、燃氣發(fā)電廠、原子能發(fā)電廠、地熱發(fā)電廠和太陽能發(fā)電廠。2） 根據(jù)發(fā)電廠提供能量的不同可分為：凝汽式發(fā)電廠和熱電廠。3） 根據(jù)發(fā)電廠所采用原動機的不同可分為：汽輪機發(fā)電廠、燃氣輪機發(fā)電廠和內(nèi)燃機發(fā)電廠。4） 根據(jù)發(fā)電廠所承擔負荷的不同可分為：基本負荷發(fā)電廠和調(diào)峰負荷發(fā)電廠。5） 根據(jù)發(fā)電廠裝機總?cè)萘康牟煌煞譃椋盒∪萘堪l(fā)電廠（25mw以下）、中容量發(fā)電廠（25250mw）和大容量發(fā)電廠（250mw以上）。6） 根據(jù)蒸汽初參數(shù)的不同可分為：中、低壓發(fā)電廠（3.92mpa以下）、高壓發(fā)電廠（5.88mpa9.80mpa）、超高壓發(fā)

8、電廠（11.76mpa13.72mpa）、亞臨界壓力發(fā)電廠（15.68mpa17.64mpa）和超臨界壓力發(fā)電廠（22.15mpa以上）。7） 根據(jù)發(fā)電廠所處位置的不同可分為：礦口、港口或路口發(fā)電廠、負荷中心發(fā)電廠和中間發(fā)電廠。8） 根據(jù)發(fā)電廠服務(wù)規(guī)模的不同可分為：區(qū)域性發(fā)電廠、自備發(fā)電廠和列車電站或船舶電站。在我國，現(xiàn)代的熱力的發(fā)電廠主要是燃煤的高參數(shù)大容量汽輪機發(fā)電廠。1.3 火力發(fā)電廠生產(chǎn)系統(tǒng)分類火力發(fā)電廠生產(chǎn)系統(tǒng)分別由鍋爐設(shè)備、汽輪機設(shè)備、發(fā)電機設(shè)備及輸煤、除塵除灰和化學等輔助系統(tǒng)構(gòu)成。1) 鍋爐是使燃料燃燒釋放出來熱能，并將不斷輸入的水加熱成具有一定壓力和溫度的過熱蒸汽的設(shè)備，它為汽

9、輪發(fā)電機生產(chǎn)電能提供動力。2) 汽輪機是一種利用鍋爐中產(chǎn)生的蒸汽熱能轉(zhuǎn)換為汽輪機轉(zhuǎn)動軸所傳遞的機械能的動力機械。3) 發(fā)電機是與汽輪機轉(zhuǎn)動部分聯(lián)軸，利用電磁感應(yīng)原理，將旋轉(zhuǎn)機械能轉(zhuǎn)換為電能的設(shè)備。4) 輸煤系統(tǒng)是指燃煤發(fā)電廠的燃料運輸與供應(yīng)系統(tǒng)。其工作包括對陸運或水運來廠原煤的接收、廠內(nèi)燃料的運輸及貯存，為鍋爐提供燃燒工質(zhì)。5) 除塵除灰系統(tǒng)就是將鍋爐燃燒過程中產(chǎn)生的煙氣中的飛灰、有害氣體和微量重金屬微粒及灰渣等廢棄物分別除去和排走，以滿足環(huán)境保護的要求。6) 化學系統(tǒng)的主要作用就是保證為熱力系統(tǒng)各部分提供良好的水質(zhì)、汽質(zhì)，以防止熱力設(shè)備的結(jié)垢、腐蝕和積鹽。1.4 火力發(fā)電廠水汽系統(tǒng)及化學監(jiān)督

10、在火力發(fā)電廠中，水是傳遞能量的工質(zhì)。水進入鍋爐后，吸收燃料燃燒放出的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝?，導入汽輪機。在汽輪機中，蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，送至電網(wǎng)。為了保證機組的正常運行，對鍋爐用水的質(zhì)量有嚴格的要求，而且機組的蒸汽參數(shù)愈高，其要求也愈嚴格。蒸汽在汽輪機內(nèi)做功后進入凝汽器，被冷卻為凝結(jié)水。凝結(jié)水由凝結(jié)水泵送到低壓加熱器，加熱后送入除氧器，再由給水泵將已除去氧的水經(jīng)高壓加熱器加熱后送入鍋爐。在上述系統(tǒng)中，水汽雖是循環(huán)的，但運行中總不免有些損失。為了保持發(fā)電廠熱力系統(tǒng)的水汽平衡，保證正常水汽循環(huán)運行，就要隨時向鍋爐補充合格的水來彌補其損失，這部分水稱為補給水。凝汽式電廠在正常運

11、行情況下，補給水不超過鍋爐額定蒸發(fā)量的24。熱力系統(tǒng)中的水質(zhì)是影響火力發(fā)電廠熱力設(shè)備（鍋爐、汽機等）安全、經(jīng)濟運行的重要因素之一。沒有經(jīng)過凈化處理的原水，其中含有許多雜質(zhì)，這種水是不允許進入熱力設(shè)備中的水汽循環(huán)系統(tǒng)的，必須經(jīng)過適當?shù)膬艋幚?，達到標準后，才能保證熱力設(shè)備的穩(wěn)定運行。如果品質(zhì)不良的水進入水汽循環(huán)系統(tǒng)，就會造成以下幾方面的危害：1）熱力設(shè)備的結(jié)垢如果進入鍋爐或其他熱交換器的水質(zhì)不良，則經(jīng)過一段時間的運行后，在和水接觸的受熱面上，會生成一些固體附著物，這些固體附著物稱為水垢，這種現(xiàn)象稱為結(jié)垢。結(jié)垢的速度與鍋爐的蒸發(fā)量成正比。因此，如果品質(zhì)不良的水進入高參數(shù)、大容量機組的水汽循環(huán)系統(tǒng)，

12、就有可能在短時間內(nèi)造成更大的危害。因為水垢的導熱性能比金屬的差幾百倍，這些水垢又易形成在熱負荷很高的鍋爐爐管中，這樣會使結(jié)垢部位的金屬管壁溫度過熱，引起金屬強度下降，在管內(nèi)壓力作用下，就會發(fā)生管道局部變形，產(chǎn)生鼓包，甚至引起爆管等嚴重事故。結(jié)垢不僅危害到鍋爐的安全運行，而且會影響發(fā)電廠的經(jīng)濟效益。另外，在汽輪機凝汽器內(nèi)結(jié)垢，會導致凝汽器真空度降低，使汽輪機達不到額定出力，熱效率下降；加熱器結(jié)垢會使水的加熱溫度達不到設(shè)計值，以致整個熱力系統(tǒng)的經(jīng)濟性降低。而且熱力設(shè)備結(jié)垢后還必須及時進行清洗，因此增加了機組的停運時間，減少了發(fā)電量，增加了清洗、檢修的費用，以及增加了環(huán)保工作量等。2）熱力設(shè)備的腐蝕

13、熱力設(shè)備的運行常以水作為介質(zhì)。如果水質(zhì)不良，則會引起金屬的腐蝕。由于金屬材料與環(huán)境介質(zhì)反應(yīng)而引起金屬材料的破壞叫做金屬的腐蝕。火力發(fā)電廠的給水管道，各種加熱器，鍋爐的省煤器、水冷壁、過熱器和汽輪機凝汽器都會因水中含有溶解性氣體和腐蝕介質(zhì)而引起腐蝕。腐蝕不僅會縮短金屬的使用壽命，而且由于金屬腐蝕產(chǎn)物轉(zhuǎn)入給水中，使給水雜質(zhì)增多，從而又縮短了在熱負荷高的受熱面上的結(jié)垢過程，結(jié)成的垢又會促進鍋爐管壁的垢下腐蝕。這種惡性循環(huán)，會迅速導致爆管事故的發(fā)生。3）過熱器和汽輪機的積鹽如果鍋爐使用的水質(zhì)不良，就不能產(chǎn)生高純度的蒸汽，隨蒸汽帶出的雜質(zhì)就會沉積在蒸汽流通部分，例如過熱器和汽輪機里，這種現(xiàn)象稱為積鹽。過

14、熱器管內(nèi)積鹽會引起金屬管壁過熱，甚至爆管；汽輪機內(nèi)積鹽會大大降低汽輪機的出力和效率。特別是對于高溫、高壓的大容量汽輪機，它的高壓蒸汽通流部分的截面積很小，所以少量的積鹽就會大大增加蒸汽流通的阻力，使汽輪機的出力下降。當汽輪機積鹽嚴重時，還會使推力軸承負荷增大，隔板彎曲，造成事故停機。水中雜質(zhì)對水處理設(shè)備和熱力設(shè)備影響見下表1-1。表1-1 水中雜質(zhì)對設(shè)備的有害影響序號雜質(zhì)名稱對設(shè)備影響1懸浮物污染樹脂，降低其交換性能，尤其對逆流再生設(shè)備影響較大。2有機物1、使陰離子交換樹脂污染老化，降低交換容量及使用壽命；2、進入鍋爐后能造成汽水共騰，惡化蒸汽品質(zhì)。3游離氯是氧化劑，能形成樹脂的不可逆膨脹而使

15、樹脂損壞。4溶解氧可造成水處理系統(tǒng)和給水系統(tǒng)的腐蝕，但在高純給水中進行中性水加氧處理，可形成一層保護膜，減緩對給水系統(tǒng)的腐蝕。5硅酸化合物易在熱力系統(tǒng)結(jié)垢，在汽輪機葉片上結(jié)垢析出，影響機組出力。6碳酸鹽化合物在加熱后能分解出二氧化碳，在給水系統(tǒng)造成二氧化碳腐蝕。7鈣鎂鹽類能在強受熱面上結(jié)出堅硬的水垢。8鉀鈉鹽類能在過熱器、汽輪機葉片上結(jié)鹽。9銅鐵垢進入離子交換樹脂內(nèi)不易再被交換出來；在鍋爐水冷壁管上結(jié)垢又能造成潰瘍性垢下腐蝕，嚴重影響鍋爐安全運行。10氨和銨鹽適量的氨對抑制系統(tǒng)中的二氧化碳腐蝕有好處，但量大后能促使對銅的腐蝕。11硝酸、亞硝酸鹽能形成水冷壁及過熱器的腐蝕。因此，火力發(fā)電廠化學水

16、處理工作主要擔負著以下任務(wù)：1）凈化原水：制備熱力系統(tǒng)所需要的補給水工藝，包括除去原水中的懸浮物和膠體顆粒的澄清、過濾等預(yù)處理，除去水中全部溶解性鹽類的除鹽處理。制備補給水的處理通常稱為爐外水處理。2）給水處理：對于給水，進行除去水中溶解氧或加氧、提高ph值等加藥處理，以保證給水的質(zhì)量。3）凝結(jié)水處理：對直流爐機組，要進行汽輪機凝結(jié)水的除鐵、除鹽等凈化處理。4）冷卻水處理：對于直流冷卻的循環(huán)水，要采用加藥的方式進行防止微生物滋生等的處理，也叫循環(huán)水處理。5）水汽監(jiān)督：對熱力系統(tǒng)各部分、各階段的水汽質(zhì)量進行監(jiān)督，并在水汽質(zhì)量劣化時進行的處理，也是水處理工作的內(nèi)容之一。6）機組停運保養(yǎng)：隨著機組容

17、量的增加和參與調(diào)峰，機組停運保養(yǎng)工作愈顯重要，而且它與水處理工作也密切相關(guān)。它包括機組停運前對熱力系統(tǒng)進行加藥處理等工作。7）化學清洗：當鍋爐水冷壁結(jié)垢量超過部頒標準時，必須對鍋爐本體進行化學清洗。在化學清洗過程中，要求在不同階段提供不同質(zhì)量的水，因此水處理工作是保證化學清洗效果的重要因素之一。除此之外，火力發(fā)電廠水處理工作還包括發(fā)電機冷卻水處理、發(fā)電機轉(zhuǎn)子氫冷系統(tǒng)供氫和來自各種渠道的廢水處理等。1.5 化學系統(tǒng)分類及作用補給水處理：主要對原水中的懸浮物和膠體顆粒等進行澄清、過濾，以除去原水中的懸浮物和部分膠體并完成水中溶解性鹽類的除鹽處理系統(tǒng)。給水、凝結(jié)水加藥系統(tǒng)：主要進行給水、凝結(jié)水加氧、

18、提高ph值、機組啟動或異常時的除氧及停爐保養(yǎng)等的各種加藥處理，以保證給水的質(zhì)量。凝結(jié)水精處理：進行汽輪機凝結(jié)水的除鐵、除鹽等凈化處理系統(tǒng)。機組水汽及凝結(jié)水檢漏系統(tǒng)監(jiān)督：對熱力系統(tǒng)各部分、各階段的水汽質(zhì)量進行監(jiān)督，確保水汽質(zhì)量滿足機組正常運行的要求。廢水處理站：將全廠各種排至廢水站的廢水分別處理合格后排放，符合環(huán)保要求。加氯站：分別向循環(huán)冷卻水及原水中投加氯，防止水中微生物滋生。供氫站：向發(fā)電機氫冷系統(tǒng)提供純度、濕度合格和一定壓力的氫氣，以滿足發(fā)電機正常運行的需要。另外，化學實驗班組主要負責日常的汽、水、煤、油、氣等監(jiān)督和查定及化學清洗工藝配合等工作。第二章 化學基礎(chǔ)知識2.1 化學基本概念2.

19、1.1 物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量1） 物質(zhì)的量：由于分子、原子太微小，用它們計量不方便，需要使用一個適當?shù)奈锢砹课镔|(zhì)的量進行計算。物質(zhì)的量是反映某系統(tǒng)中物質(zhì)基本單元多少的物理量。或者說，物質(zhì)b的物質(zhì)的量nb 是用系統(tǒng)中所含基本單元b的粒子數(shù)nb 來確定（或衡量）的一個物理量。物質(zhì)b的物質(zhì)的nb 與物質(zhì)b的基本單元b的粒子數(shù)nb 的關(guān)系如下式所示bnb/l（ l：阿伏加德羅常數(shù)，為6.02×1023mol-1）國際上規(guī)定物質(zhì)的量的單位名稱叫做“摩爾”，它也是我國現(xiàn)行的法定基本計量單位之一，單位符號為mol。2） 摩爾質(zhì)量：摩爾質(zhì)量在計算及使用上比較方便，它是物質(zhì)的量的一個導出量，是表達物質(zhì)的

20、量與質(zhì)量的關(guān)系的。摩爾質(zhì)量（mb）的定義為質(zhì)量（m）除以物質(zhì)的量（nb），即mb=m/nb。摩爾質(zhì)量的單位是kg/mol，化學分析中常用的單位為g/mol。例如：水分子的摩爾質(zhì)量 ： m（h20）=18.01g/molhcl的摩爾質(zhì)量： m（hcl）=36.5g/mol摩爾質(zhì)量在數(shù)值上與物質(zhì)的分子量相等。2.1.2 酸和堿1） 化合物在水溶液中能離解成自由移動的正、負離子的過程叫電離。電離時生成的陽離子全部都是h+的化合物叫做酸。電離時生成的陰離子全部都是oh的化合物叫做堿。酸遇甲基橙指示劑變紅色，遇酚酞指示劑不變色；堿遇甲基橙指示劑變黃色，遇酚酞指示劑變紅色。化學實驗中常常利用這個特性來滴定

21、許多溶液的濃度。2） 目前大多數(shù)電廠常用的酸主要是鹽酸（hcl），作為離子交換樹脂的再生劑及設(shè)備的清洗劑。鹽酸（hcl）和硫酸（h2so4）也是化學試驗中常用的藥劑，它們都有腐蝕性，濃鹽酸有揮發(fā)性，在樹脂再生過程中要注意安全。濃硫酸有強氧化性和脫水性，在試驗過程中涉及濃硫酸更要小心謹慎。電廠常用的堿主要有氫氧化鈉（naoh）和氨水，分別用作陰離子交換樹脂的再生劑及汽水加藥系統(tǒng)的ph調(diào)整。3） 濃氨水有強揮發(fā)性，在以后配藥的過程中要注意避免傷眼睛，氫氧化鈉有腐蝕性，在使用過程中要注意安全。2.1.3 鹽和氧化物1） 化學上，把在電離時生成金屬陽離子（包括nh4+）和酸根陰離子的化合物叫做鹽。電廠

22、常用的鹽主要有氯化鈉（nacl）、聚合氯化鋁（pac）等。氯化鈉用于電廠中樹脂復(fù)蘇時的浸泡；聚合氯化鋁（pac）是電廠中良好的凈水劑（又叫混凝劑），它在水溶液中分別水解生成帶正電的物質(zhì)，能把水中的懸浮物和膠體物質(zhì)吸附在它的表面，并一起沉降下來，從而使水澄清。另外我公司水處理系統(tǒng)中還用了次氯酸鈉（naclo）和亞硫酸氫鈉（nahso3）它們分別是氧化劑和還原劑，用來保護反滲透的膜。還有脫硫系統(tǒng)的脫硫原料碳酸鈣（caco3）等鹽。2） 氧化物是由氧和另一種元素組成的化合物。電廠常用的氧化物主要有cao，俗稱生石灰，它有較強的吸水性，吸水后成為ca（oh）2，它也可以用作水處理的澄清處理藥劑和脫硫系

23、統(tǒng)排放廢水的中和藥劑。另外電廠熱力系統(tǒng)中的氧化鐵（fe2o3）、氧化亞鐵（feo）四氧化三鐵（fe3o4）、氧化銅（cuo）、氧化亞銅（cu2o）和二氧化硅（sio2）等氧化物是表征熱力系統(tǒng)腐蝕和結(jié)垢的物質(zhì)。2.1.4 懸浮物、膠體和溶液1） 天然水中的雜質(zhì)顆粒大小分為：懸浮物（d107m）、膠體（d109107m）和溶液（d109）。2） 懸浮物：是水中砂、粘土和動植無的生存產(chǎn)物等物質(zhì)組成的雜質(zhì)體系，它導致水產(chǎn)生渾濁。3） 膠體：是顆粒大小介于懸浮物和溶液之間的一類特殊物質(zhì)，在天然水中常含鐵、鋁、硅化合物的無機膠體和一些動植物分解產(chǎn)物的有機膠體。電廠水處理比較關(guān)注的硅膠體大部分被澄清池出去，

24、如果澄清池運行不良，可能導致較多硅膠體帶入其后的水處理設(shè)備中，不僅會影響其后的設(shè)備運行，還可能穿透各設(shè)備進入除鹽水箱中，帶入汽水系統(tǒng)，加劇熱力系統(tǒng)的腐蝕、結(jié)垢。4） 溶液：一種物質(zhì)以分子或離子狀態(tài)均勻地分布于另一種物質(zhì)中，得到均勻、穩(wěn)定的體系叫溶液。以水為溶劑的溶液稱為水溶液，簡稱溶液。在一定溫度下，溶液里所溶解的某種溶質(zhì)達到不能再增加的程度，就是飽和溶液；反之，則為不飽和溶液。溶解度是指一定溫度下，某物質(zhì)在100克溶劑中的飽和溶液的含量（g/100g）。根據(jù)溶解度的大小，粗略地分為可溶物、微溶物及難溶或不溶物質(zhì)。5） 溶液濃度：溶液濃度是指一定量的溶液或溶劑中所含溶質(zhì)的量。主要表示方法有以下

25、幾類：物質(zhì)的量濃度（cb），是物質(zhì)b的量除以混合物（溶質(zhì)溶劑）的體積，常用單位為mol/l及mmol/l。一般表示標準滴定液、基準溶液的精確濃度，也可表示水質(zhì)分析中被測組分的含量。如 ：c （hcl）=0.1000mol/l； c（h2so4）=0.1003 mol/l或c（1/2h2so4）=0.2006 mol/l。物質(zhì)的質(zhì)量濃度（b），是物質(zhì)b的質(zhì)量除以混合物的體積，常用單位是g/l、mg/l、mg/ml、g/ml、g/l。主要用以表示物質(zhì)標準溶液、基準溶液的質(zhì)量濃度，也常用來表示一般溶液的質(zhì)量濃度和水質(zhì)分析中各組分的含量。一般當溶質(zhì)為固體時，用它表示較為簡便。如：（nacl）50.0g

26、/l。在電廠水質(zhì)指標中由于雜質(zhì)含量的具體情況，常用g/ml，如：（sio2）5.8g/l數(shù)值較大時常用mg/l。很多資料中常用ppb和ppm這兩個單位。g/ml與ppb樹脂相當，均為109數(shù)量級；mg/l與ppm樹脂相當，均為106數(shù)量級。物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)（wb），表示的溶液濃度，為溶質(zhì)b的質(zhì)量與混合物質(zhì)量之比。即一定質(zhì)量的溶液中溶質(zhì)b的質(zhì)量所占的比例，用“”表示。這種表示方法常用于溶質(zhì)時固體時的一般溶液（非標準滴定液或非基準溶液）。如：w（nacl）10，表示100g nacl溶液中含有10gnacl（即10gnacl90g h20）。物質(zhì)的體積分數(shù)（b），表示一定體積的溶液中溶質(zhì)b的體積所占

27、的比例，常以“”表示濃度值。常用來表示溶質(zhì)為液體的一般較稀溶液的濃度。如：（hcl）5也可表示為5（v/ v）hcl溶液，表示100體積的hcl的溶液中含有5體積的濃hcl。體積比濃度（v1+v2），是兩種溶液分別以v1體積與v2體積相混時溶液濃度的表示法，常用于較濃的溶液。如：hcl（12）表示1體積的hcl和2體積的水相混合的溶液。2.1.5 電解質(zhì)和電離平衡1） 電解質(zhì)：化學上把溶于水后（或在熔融狀態(tài)下）能導電的物質(zhì)叫做電解質(zhì)，不能導電的物質(zhì)叫做非電解質(zhì)。物質(zhì)溶于水后之所以能導電，是由于電解質(zhì)在水中存在著能夠自由移動的離子，在外電場的作用下，這些離子做定向移動，使溶液可以導電。不同電解質(zhì)

28、在相同的溫度和濃度條件下，在水中的電離程度不同?？煞譃樵谒型耆婋x的強電解質(zhì)，和部分電離的弱電解質(zhì)。如nacl、 hcl 、naoh是強電解質(zhì)，氨水（nh3.h2o）、醋酸（hac）是弱電解質(zhì)。2） 電離平衡：弱電解質(zhì)在水中不是完全電離，電離是個可逆過程，存在一個動態(tài)的平衡過程。2.1.6 酸堿性和ph值1） 由于水（h2o）是一種弱電解質(zhì)，它能微弱電離成h+和 oh，因此不管是什么水溶液，都總存在h+和 oh，兩者相對濃度的大小決定溶液呈現(xiàn)中性、酸性或堿性。中性是指h+oh，如純水、nacl溶液是中性；酸性是指h+oh，如hcl、h2so4、醋酸（hac）溶液是酸性；堿性是指h+ oh，如

29、 naoh溶液、氨水（nh3.h2o）是堿性。2） ph值：在酸或堿的稀溶液中， h+的濃度都很小，用10-n表示很不方便，因此常采用氫離子濃度的負對數(shù)，即phlgh+來表示溶液的酸堿性。ph7：顯中性；ph7：顯酸性；ph7：顯堿性，ph范圍在114之間。ph值的測定分別有酸堿指示劑滴定、ph試紙及ph計精確測定等方法。2.2 水質(zhì)指標1） 濁度（zd）衡量水中懸浮物（ss）的含量，它反映水的透明度，其單位有：mg/l、ntu、ftu（福馬肼濁度）。三個單位大體相當。在水處理澄清池、空氣擦洗濾池、雙介質(zhì)過濾器、活性炭過濾器；精處理前置過濾器；廢水處理澄清池等處都要監(jiān)測懸浮物的含量。有時，直接

30、用懸浮物（ss）表示水中顆粒物質(zhì)等雜質(zhì)和水的透明度，單位與濁度一樣。2） 硬度（yd）表示水中鈣、鎂離子（ca2+、mg2+）含量的指標，單位：mmol/l、mol/l。水中含鈣、鎂離子會導致設(shè)備結(jié)垢。在水處理陽床出水有時要監(jiān)測硬度是為了防止陽床深度失效，導致硬度帶入汽水系統(tǒng)；汽水系統(tǒng)凝結(jié)水、給水都要監(jiān)測硬度，特別是機組啟動初期。3） 堿度（jd）表示水中可以用酸中和的物質(zhì)的量。如溶液中oh、hco3、co32-等物質(zhì)，單位：mol/l。在天然水中堿度主要是hco3。堿度大小可以用酸來滴定測得。在水質(zhì)全分析中需測定堿度。水處理系統(tǒng)中，原水的堿度大部分被陽床的酸性水中和變成co2，co2被其后的

31、除碳器除去。4） 酸度（sd）表示水中可以用堿中和的物質(zhì)的量。如溶液中h+、h2co3、co32-等物質(zhì)，單位：mol/l。在天然水中酸度主要是h2co3，酸度大小可以用堿來滴定測得。在原水水質(zhì)全分析中需測定酸度。水處理系統(tǒng)中，原水的酸度大部分除碳器和陰床除去。5） ph值表示水中h+濃度的大小。在水處理系統(tǒng)和熱力汽水系統(tǒng)中經(jīng)常要監(jiān)測ph值。特別是給水需嚴格把握ph值大小，ph值控制不當隨時有可能導致熱力系統(tǒng)腐蝕。比如給水ph值的控制非常重要。ph值是一個數(shù)值，無單位。6） 化學耗氧量（cod）表示水中有機物含量的大小，化學耗氧量是指采用一定的強氧化劑處理水樣時，測定其反應(yīng)過程中消耗的氧化劑量

32、，單位：mg/l，在原水水質(zhì)全分析、活性炭過濾器出口都要監(jiān)測cod大小?；钚蕴窟^濾器、反滲透裝置和除鹽裝置都能除去有機物，有機物如果帶入熱力系統(tǒng)中會分解一些有害物質(zhì)，導致設(shè)備、管道的腐蝕。7） 污染指數(shù)（fi）和淤泥密度指數(shù)（sdi）污染指數(shù)（fi）是反映水中污染膜的物質(zhì)含量的一種表示方法，它是以單位時間內(nèi)水濾過速度的變化來表示水質(zhì)的污染性。水中懸浮物和膠體物質(zhì)的多少會影響污染指數(shù)大小，因而比用濁度來表示水質(zhì)污染性更有代表性。fi數(shù)值可以用污染指數(shù)測定裝置來測定。常常也用淤泥密度指數(shù)（sdi）表示污染膜的物質(zhì)含量，其測定方法為：在sdi測定儀上裝好反滲透膜，用橡皮圈壓住，并壓緊螺栓，不要漏水。

33、注意反滲透膜光滑的一面向上，且不要壓破滲透膜光滑。調(diào)整sdi測定儀進水壓力為0.21mpa，測出流過sdi測定儀500ml水的時間t0，15分鐘后，再次測出流過sdi測定儀500ml水的時間t1。8） 溶解氧（do）表示水中溶解氧氣的含量。我公司汽水加藥系統(tǒng)在正常運行情況下采用加氧處理，在機組啟動、停機前一段時間和機組運行異常時采用加氨、聯(lián)胺處理，溶解氧含量大小直接影響到熱力系統(tǒng)設(shè)備的腐蝕。溶解氧在汽水系統(tǒng)中幾乎全程監(jiān)控。溶解氧單位常用g/l。9） 電導率（dd）表示水中含鹽量的大小，及各種陰陽離子多少，與水中各種離子濃度和離子組成有關(guān)。電導率單位常用s/cm。它是水純凈程度的一個重要指標，能

34、較好的判斷水質(zhì)情況。幾乎所有的水系統(tǒng)都要監(jiān)測電導率。電導率分為比電導率和氫電導率。氫電導率是水樣經(jīng)過小型氫交換柱后儀表監(jiān)測的電導率。同一種水質(zhì)，氫電導率相對比電導率而言，數(shù)值小些，容易監(jiān)測水質(zhì)的變化。如水處理陰床出水、混床出水監(jiān)測電導從而判斷樹脂是否失效；凝結(jié)水、給水等都要監(jiān)測電導率能直接判斷水質(zhì)的好壞；凝氣器循環(huán)冷卻水檢漏裝置監(jiān)測電導率，能很靈敏地檢測到凝氣器是否泄漏。電導率有時用c、cc、等符號表示，在閱讀有關(guān)資料時注意辨識。10） 鈉離子（na）表示水中鈉離子的含量。凝氣器循環(huán)冷卻水檢漏裝置除監(jiān)測電導率外，還監(jiān)測鈉離子，也能很靈敏地檢測到凝氣器是否泄漏；汽水系統(tǒng)中主蒸氣監(jiān)測鈉離子是為了檢

35、測蒸汽攜帶的鹽類物質(zhì)，防止系統(tǒng)積鹽；陽床出水監(jiān)測鈉離子是因為陽樹脂在將近失效時，最先漏過的是鈉離子。11） 二氧化硅（sio2）表示水中活性硅（hsio3）的含量。天然水中的硅分為：活性硅和非活性硅（膠體硅），原水中大部分非活性硅被澄清池除去，活性硅被反滲透裝置、陰床和混床的陰樹脂除去。陰床、混床出水監(jiān)測硅是因為陰床、混床陰樹脂在將近失效時，最先漏過的是hsio3。除硬度（ca2+、mg2+）外，hsio3也是導致設(shè)備、管道結(jié)垢的主要物質(zhì)。給水系統(tǒng)中監(jiān)測二氧化硅可以防止熱力系統(tǒng)結(jié)垢。2.3 分析化學基礎(chǔ)知識2.3.1 分析化學分析方法的分類按照測量原理可分為化學分析和儀器分析。1） 化學分析：

36、是以物質(zhì)的化學反應(yīng)為基礎(chǔ)的分析方法，是分析化學的基礎(chǔ)。它可分為定性分析和定量分析。定性分析是根據(jù)反應(yīng)產(chǎn)物的外部特征確定待測物質(zhì)的組分。定量分析可分為以下幾種。a. 滴定分析：滴定分析又稱容量分析。將已知準確濃度的試劑溶液，滴加到待測物質(zhì)溶液中，在化學計量點時，加入試劑的物質(zhì)的量與待測組分物質(zhì)的量相等，根據(jù)試劑溶液的準確濃度及用量可以計算出待測組分的含量。b. 滴定分析法對化學發(fā)應(yīng)的要求：反應(yīng)必須按照化學計量關(guān)系進行，能進行完全，沒有副反應(yīng)。反應(yīng)速度快。要有適當?shù)闹甘緞┗蛭锢砘瘜W方法來指示終點。c. 滴定分析的分類：滴定分析按照反應(yīng)類型的不同可分為：酸堿滴定法、絡(luò)合滴定法、沉淀滴定法、氧化還原滴

37、定法。d. 稱量分析：稱量分析又稱稱量分析，通過加入過量的試劑，使待測組分完全轉(zhuǎn)化為一難溶的化合物，經(jīng)過濾、洗滌、干燥、灼燒等一系列步驟得到組成固定的產(chǎn)物，稱量固定產(chǎn)物的質(zhì)量，就可計算出待測組分的含量。e. 氣體分析：氣體分析是利用氣體的某些化學特性，當氣體混合物與特定的吸收劑接觸時，吸收劑有選擇性的定量吸收混合氣體中的待測組分。若吸收前后的溫度和壓力不變，則吸收前后氣體的體積之差，即為待測組分的體積，從而計算出待測組分的含量。2） 儀器分析以被測物質(zhì)的物理性質(zhì)和物理化學性質(zhì)為基礎(chǔ)的分析方法，稱為物理或物理化學分析法，這類方法通常要使用特殊的儀器，故又稱為儀器分析法。儀器分析法的優(yōu)點是：操作簡

38、便快速靈敏。但同時儀器分析是以化學分析為基礎(chǔ)的。2.3.2 定量分析中的誤差和數(shù)據(jù)的處理定量分析的目的是通過一系列的分析步驟獲得待測組分的準確含量。1）定量分析中的誤差分類和原因誤差可分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差，系統(tǒng)誤差稱為可測量誤差，系統(tǒng)誤差的來源主要是：方法誤差，儀器誤差，試劑誤差和主觀誤差；偶然誤差又稱隨機誤差，偶然誤差的特點是：一是大小相等的正負誤差出現(xiàn)的幾率相等，二是小誤差出現(xiàn)的幾率大，大誤差出現(xiàn)的幾率小。2）誤差的表示方法準確度與誤差準確度是指測定值與真實值相接近的程度。它說明測定值的正確性，用誤差的大小來表示。絕對誤差測定值真實值絕對誤差和相對誤差都有正負之分，正值表示分析結(jié)果偏高，

39、負值表示分析結(jié)果偏低。絕對誤差與測量值的單位相同。精密度與偏差精密度是指在相同條件下，一組平行測定結(jié)果之間相互接近的程度。它說明測定數(shù)據(jù)的再現(xiàn)性，用偏差的大小表示，偏差是指個別測定值xi與多次測定結(jié)果的平均值之差。與誤差相似，偏差也有絕對偏差和相對偏差。標準偏差標準偏差是將單次測定結(jié)果的偏差加以平方，可以避免各次測量偏差相加時的正負抵消，能將較大偏差對精密度的影響反應(yīng)出來。標準偏差s為： 標準偏差與相對標準偏差無正負號，但標準偏差有與測定值相同的單位，而相對標準偏差用百分率或千分率表示。2）分析數(shù)據(jù)的處理有效數(shù)字的意義有效數(shù)字是指在分析工作中實際能測量到的數(shù)字，化學分析中常用到的一些有效數(shù)字的

40、舉例：試樣質(zhì)量 0.1430g 四位有效數(shù)字（用分析天平稱量）溶液體積 22.06ml 四位有效數(shù)字（用滴定管測量） 25.00 ml 四位有效數(shù)字（用移液管測量） 25 ml 二位有效數(shù)字（用量筒量取）溶液的濃度 0.1000mol/l 四位有效數(shù)字 0.2mol/l 一位有效數(shù)字百分含量， 98.97 四位有效數(shù)字相對標準偏差， 2.0 兩位有效數(shù)字ph值 4.30 兩位有效數(shù)字有效數(shù)字的修約規(guī)則：四舍六入五留雙法。有效數(shù)字的運算規(guī)則加減法：幾個數(shù)據(jù)相加或相減時，有效數(shù)字位數(shù)的保留，應(yīng)以小數(shù)點后位數(shù)最少的數(shù)據(jù)為準。乘除法：幾個數(shù)據(jù)相乘或相除時，有效數(shù)字位數(shù)的保留，應(yīng)以各數(shù)據(jù)中有效數(shù)字位數(shù)最

41、少的數(shù)據(jù)為準。第三章 鍋爐補給水系統(tǒng)3.1 概述鍋爐補給水處理系統(tǒng)在正常情況下用南干渠水作為水源，旁流弱酸系統(tǒng)的出水作為備用水源。該系統(tǒng)有澄清過濾系統(tǒng)、預(yù)除鹽系統(tǒng)、除鹽系統(tǒng)等。在該工藝流程中，從原水至超濾出口水箱為澄清過濾系統(tǒng)，包括1臺澄清池、2臺清水箱、4臺出力為75m3/h的雙介質(zhì)過濾器和4臺出力為50m3/h超濾設(shè)備。保安過濾器至除碳器為預(yù)除鹽系統(tǒng)，包括兩套出力為65m3/h的反滲透裝置。中間水泵至除鹽水泵為除鹽系統(tǒng)，包括3套出力為65m3/h的一級除鹽裝置，一級除鹽裝置采用單元制，2臺出力為130m3/h混床，混床采用母管制。3.1.1 鍋爐補給水處理系統(tǒng)工藝流程3.1.1.1 補給水

42、處理系統(tǒng)工藝流程3.1.1.2 酸系統(tǒng)工藝流程 陽床運酸車 卸酸泵 儲酸罐 酸計量箱 酸噴射器 混床3.1.1.3 堿系統(tǒng)工藝流程 陰床運堿車 卸堿泵 儲堿罐 堿計量箱 堿噴射器 混床3.1.1.4 廢水處理系統(tǒng)工藝流程鍋爐補給水系統(tǒng)排水 廢水池 廢水輸送泵 工業(yè)廢水處理系統(tǒng) 鍋爐補給水系統(tǒng)水質(zhì)指標 水樣名稱項目單位控制標準備注雙介質(zhì)過濾器口母管出水濁度mg/l10在線余氯mg/l0.3-1超濾出口母管濁度mg/l0.2在線codmg/l15ph膠體硅mg/l1反滲透裝置的入口sdi4溫度在線ph58在線dds/cm在線余氯mg/l0.1在線反滲透裝置的出口dds/cm在線脫鹽率96%回收率8

43、5%陽床出口na+g/l100酸度mmol/l除碳器出口co2mg/l5陰床出口dds/cm2在線ydmol/l0ph7±0.5在線sio2g/l100在線na+g/l100混床出口dds/cm0.2在線ydmol/l0ph7±0.5在線sio2g/l20在線na+g/l5除鹽水母管dds/cm0.2在線ydmol/l0ph7±0.5在線sio2g/l20在線na+g/l53.2 設(shè)備結(jié)構(gòu)及原理3.2.1 澄清系統(tǒng)機械攪拌加速澄清池圖31所示為機械攪拌加速澄清池（簡稱機加池）。池體采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，由第一反應(yīng)室、第二反應(yīng)室、導流室、分離室組成。池中心設(shè)有電動攪拌

44、機。此外，還設(shè)有進水系統(tǒng)、排泥系統(tǒng)以及其他輔助設(shè)備。圖31 機械攪拌加速澄清池1進水管；2配水槽；3第一反應(yīng)室（混合室）；4第二反應(yīng)室；5導流室；6分離室；7集水槽；8機械攪拌機；9刮泥機；10導流板；11傘形板 原水由進水管進入縱截面為三角形的環(huán)型配水槽，通過槽底出水孔均勻的流入第一反應(yīng)室（又稱混合室）。在此，水與藥劑以及從分離區(qū)回流的泥渣在攪拌裝置的攪動作用下充分混合?；旌虾蟮膴A帶泥渣的水被攪拌裝置上的葉輪提升到第二反應(yīng)室。在這里水與藥劑完成了混凝過程，并進行了整流，然后經(jīng)設(shè)在其上部四周的導流室，進一步消除水的紊動和旋轉(zhuǎn)后，進入分離室。分離室呈倒錐體結(jié)構(gòu)，由于分離室的截面積較大，使水的上升

45、速度下降（污泥的沉降速度遠遠大于水的上升流速），有利于泥渣和水的分離。澄清水經(jīng)集水槽排出?；亓髂嘣?jīng)回流縫流回到第一反應(yīng)室。老化的一部分泥渣通過池底的排泥管定期排出至集泥坑。運行中回流泥渣水量為進水量的35倍，分離室內(nèi)水的上升流速一般采用0.81.1mm/s，水在池內(nèi)總停留時間約為1.21.5h。1）加藥裝置我公司設(shè)置混凝劑、助凝劑、次氯酸鈉加藥裝置各一套，整套裝置包括儲藥罐6臺、加藥泵9臺、平臺扶梯和電氣控制柜及其所有的管路、管件、電纜管和橋架、電纜、閥門等配件，整套單元的加藥泵、儲藥罐及控制柜安裝在一個整體框架上。儲藥罐為圓柱筒體狀，儲藥罐頂部裝有進水管，底部裝有出藥管、排空管，儲藥罐為加

46、藥泵儲存足夠的藥液量。y型過濾器安裝在儲藥罐出口和加藥泵入口的管道中間，它可以過濾儲藥罐流出的藥液，以防止藥液中的雜質(zhì)顆粒損壞加藥泵或堵塞管路。加藥泵一般為柱塞泵或隔膜泵。柱塞泵泵體分為傳動箱和液缸頭兩部分。傳動箱由曲柄連桿機構(gòu)和行程調(diào)節(jié)機構(gòu)組成，液缸頭是由吸入、排出閥，柱塞和填料密封組成。柱塞式加藥泵運行時，通過電動機帶動曲柄連桿，再帶動柱塞在液缸內(nèi)做往復(fù)運動，從而引起液缸吸入、排出閥交替動作，不斷的將藥液送出至加藥處。圖23 計量泵示意圖我公司選用美國米頓羅生產(chǎn)的機械隔膜式加藥泵，其工作原理如下： 圖24 隔膜泵原理示意圖 如圖24（a），當膜片往后拉時，出口球閥掉下與球座緊緊密合，入口球

47、閥因膜片后拉時與泵頭間產(chǎn)生真空而往上浮起，液體跟著被吸上來。當膜片往前推時，入口球閥與球座緊密結(jié)合，使液體不會通過，而出口因膜片往前推擠使球閥開啟，液體被輸送出。如圖24（b）。混凝劑加藥裝置設(shè)備運行時，藥液從儲藥罐流出，經(jīng)y型過濾器過濾后進入加藥泵，加藥泵排出藥液再經(jīng)過轉(zhuǎn)子流量計、加藥管道到達機加池前的管式混合器與水混合。加藥泵的電動機為變頻可調(diào)式，因此加藥泵的出力既可以通過手動調(diào)節(jié)行程，也可以通過自動調(diào)整電動機轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)。2）混凝原理水中帶電的膠體顆粒由于相互間存在電性斥力而處于穩(wěn)定狀態(tài)，投加混凝劑如帶高價反離子的電解質(zhì)、帶相反電荷的膠體和少量的高分子聚合物等，可以先使膠體顆粒脫穩(wěn)，然后絮凝沉降，即脫穩(wěn)后的膠體顆粒聚合成大顆粒絮凝物。我公司以堿式氯化鋁（pac）為混凝劑，其加入水中后發(fā)生如下電離和水解反應(yīng)：alcl3al³+3cl-al3+h2oal（oh）2+h+ al（oh）2+ +h2oal（oh）2+h+ al（oh）2+h2o al（oh）3+h+生成的氫氧化鋁溶解度小，在水中析出時形成膠體，這些膠體在近乎中性的天然水中帶正電荷，它與原水中帶相反電荷的膠體發(fā)生吸附和電中和作用，從而破壞了水中膠體顆粒的穩(wěn)定性，漸漸凝聚成粗大的絮狀物（通常稱為礬花）然后在重力作用下下沉。同時，水解反應(yīng)生