鍋爐補給水系統(tǒng)概述

1、-. z.鍋爐補給水系統(tǒng)概述緒論1.1、水在火力發(fā)電廠的作用熱力發(fā)電就是利用熱能轉變?yōu)闄C械能進展發(fā)電?，F(xiàn)在我國應用比擬普遍的熱能來自各種燃料的化學能，此種發(fā)電稱為火力發(fā)電。在火力發(fā)電廠中，水進入鍋爐后，吸收燃料( 煤、石油或天然氣等)燃燒放出的熱能，轉變成蒸汽，導入汽輪機；在汽輪機中，蒸汽的熱能轉變成機械能；汽輪機帶動發(fā)電機，將機械能轉變成電能。所以鍋爐和汽輪機為火力發(fā)電的主要設備。為了保證它們正常運行，對鍋爐用水的質量有很嚴的要求，而且機組中蒸汽的參數(shù)愈高，對其要求也愈嚴。由于水在熱力發(fā)電廠水汽循環(huán)系統(tǒng)中所經(jīng)歷的過程不同，其水質常有較大的差異。根據(jù)實際需要，常給予這些水以不同的名稱，現(xiàn)簡述如

2、下： 1.生水原水：生水是未經(jīng)任何處理的天然水如江、河、湖及地下水等。在火力發(fā)電廠中生水是制取補給水的原料，或用來冷卻轉動機械的軸承，以及供消防用等。 2.清水：原水經(jīng)過沉淀、過濾處理除去懸浮雜質的水。 3.鍋爐補給水：生水經(jīng)過各種方法凈化處理后，用來補充發(fā)電廠水、汽循環(huán)系統(tǒng)中損失的水。我公司的鍋爐補給水是經(jīng)過機械過濾器預處理、一級除鹽加混床制備的二級除鹽水簡稱除鹽水。 4.凝結水：在汽輪機中做功后的蒸汽經(jīng)凝汽器冷凝而成的水。 5.疏水：各種蒸汽管道和用汽設備中的蒸汽凝結水。6.給水：送往鍋爐的水。凝汽式發(fā)電廠的給水，主要由汽輪機凝結水、補給水和各種疏水組成。7.鍋爐水：在鍋爐本體的蒸發(fā)系統(tǒng)中

3、流動著的水 ，簡稱爐水。8.冷卻水：用作冷卻介質的水。循環(huán)冷卻水采用對中水深度處理后的水。9.中水：城市污水處理廠處理一般為二級處理后的水。1.2、水處理工作的重要性長期的實踐使人們認識到，熱力系統(tǒng)中水的品質，是影響發(fā)電廠熱力設備鍋爐、汽輪機等平安、經(jīng)濟運行的重要因素之一。沒有經(jīng)過凈化處理的天然水含有許多雜質，這種水如進入水汽循環(huán)系統(tǒng)，將會造成各種危害。為了保證熱力系統(tǒng)中有良好的水質，必須對天然水進展適當?shù)膬艋幚?，并嚴格地進展汽水質量監(jiān)視。 在火力發(fā)電廠中，由于汽水品質不良而引起的危害，有以下幾方面：1.熱力設備的結垢。如果進入鍋爐或其它熱力交換器的水質不良，則經(jīng)過一段時間運行后，在和水接觸

4、的受熱面上，會生成一些固體附著物，這種現(xiàn)象稱為結垢，這些固體附著物稱為水垢。因為水垢的導熱性能比金屬差幾百倍，而這些水垢又極易在熱負荷很高的鍋爐爐管中生成，所以結垢對鍋爐或熱交換器的危害性很大。它可以使結垢部位的金屬管壁溫度過高，引起金屬強度下降，這樣在管壓力的作用下，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。結垢不僅危害到平安運行，而且還會大大降低發(fā)電廠的經(jīng)濟性。 (2).熱力設備的腐蝕。發(fā)電廠熱力設備的金屬經(jīng)常和水接觸，假設水質不良，則會引起金屬的腐蝕。熱力發(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等都會因水質不良而引起腐蝕。腐蝕不僅要縮短設備本

5、身的使用期限，造成經(jīng)濟損失，同時還由于金屬腐蝕產(chǎn)物轉入水中，使給水中雜質增多，從而又加劇在高熱負荷受熱面上的結垢過程，而結成的垢轉而又會促進鍋爐爐管的腐蝕。此種惡性循環(huán)，會迅速導致爆管事故。此外，如金屬的腐蝕產(chǎn)物被蒸汽帶到汽輪機中沉積下來后，也會嚴重地影響汽輪機的平安、經(jīng)濟運行。 (3).過熱器和汽輪機的積鹽。水質不良會使鍋爐不能產(chǎn)生高純度的蒸汽，隨蒸汽帶出的雜質就會沉積在蒸汽通過的各個部位，如過熱器和汽輪機，這種現(xiàn)象稱為積鹽。過熱器管積鹽會引起金屬管壁過熱甚至爆管，汽輪機積鹽會大大降低汽輪機的出力和效率，特別是高溫高壓的大容量汽輪機，它的高壓局部蒸汽流通的截面積很小，所以少量的積鹽也會大增加

6、蒸汽流通的阻力，使汽輪機的出力下降。當汽輪機的積鹽嚴重時，還會使推力軸承負荷增大，隔板彎曲，造成事故停機。熱力發(fā)電廠水處理工作就是為了保證熱力系統(tǒng)各局部有良好的水汽品質，以防止熱力設備的結垢、積鹽和腐蝕。因此，在熱力發(fā)電廠中，水處理工作對保證發(fā)電廠的平安、經(jīng)濟運行具有十分重要的意義。火力發(fā)電廠的水處理工作，主要包括如下容：(1) 凈化生水，制備熱力系統(tǒng)所需高品質的補給水。它包括除去天然水中的懸浮物和膠體狀態(tài)雜質的澄清、過濾等預處理；除去水中溶解的鈣、鎂離子的軟化處理；或除去水中全部溶解鹽類的除鹽處理。這些制備補給水的處理，通常稱為爐外水處理。 (2) 對給水要進展加氨和除氧等處理。(3) 對于

7、汽包鍋爐要進展鍋爐水的加藥處理和排污，這些工作稱為爐水處理。(4) 對于冷卻水要進展防垢、防腐和防止有機附著物等處理。(5) 對熱力系統(tǒng)各局部的汽水質量要進展監(jiān)視。(6) 對亞臨界參數(shù)及更高參數(shù)的機組汽輪機凝結水進展精處理。此外，熱力設備化學清洗以及機爐停運期間的保養(yǎng)工作，與水處理有直接關系，故也應列入水處理工作。2、鍋爐補給水系統(tǒng)2.1、概述 鍋爐補給水處理的主要任務是保證供應數(shù)量充足、質量合格的除鹽水，以保證機組的平安、經(jīng)濟運行。 動力站鍋爐補給水水源為鴨子蕩水庫水。靈武市境除東部與鹽池交界處局部地區(qū)屬鹽池流區(qū)域外，其余均屬黃河流域。黃河由黨家河灣入境，至橫城出境，流程47km，流量984

8、m/s，年平均徑流量為320億m。境地下水儲存條件可分為基巖裂隙水帶、碎屑巖裂隙孔隙水帶和平原第四系儲水地三個埋藏類型區(qū)。針對黃河水的水質特點，根據(jù)機組的水汽質量標準，并考慮到黃河水含鹽量在600mg/L以上，為減少再生的酸堿耗量，降低酸堿廢水對環(huán)境的污染，鍋爐補給水處理系統(tǒng)設計有反滲透預脫鹽系統(tǒng)。鍋爐補給水處理系統(tǒng)包括兩局部：預脫鹽系統(tǒng)和離子交換除鹽系統(tǒng)。其中預脫鹽系統(tǒng)包括：超濾系統(tǒng)、反滲透系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)、化學清洗系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)等。離子交換除鹽系統(tǒng)包括離子交換系統(tǒng)，酸堿再生系統(tǒng)，壓縮空氣系統(tǒng)，廢水中和處理系統(tǒng)等。鍋爐補給水處理方式為過濾、超濾、反滲透預脫鹽，一級除鹽加混床處理系統(tǒng)。*電廠

9、鍋爐補給水工藝：預處理+RO反滲透+混床補給水處理系統(tǒng)工藝流程：即：原水-混凝、沉淀-過濾-離子交換-補給水2.1.1、水處理系統(tǒng)的配置 設5套96t/h雙介質過濾器，2套110t/h的超濾裝置(UF，2套出力為70t/h的反滲透裝置(RO，2臺出力為140t/h的逆流再生陽離子交換器，2臺出力為140t/h的逆流再生陰離子交換器及2臺出力為140t/h的混合離子交換器，反滲透水回收率按75%設計。2.1.2、系統(tǒng)的聯(lián)接方式及控制方式 五套雙介質過濾器采用母管制并聯(lián)聯(lián)接方式，四運一備；兩套超濾裝置、兩套反滲透裝置均采用母管制并聯(lián)聯(lián)接方式，可單獨運行也可雙投；逆流再生陽離子交換器、除碳器、逆流再

10、生陰離子交換器、混合離子交換器均采用并聯(lián)連接方式。均為母管制連接。雙介質過濾器、超濾裝置的反洗、投運設置一套PLC控制系統(tǒng)；精細過濾器、高壓泵加反滲透裝置設置一套PLC控制系統(tǒng)；逆流再生陽離子交換器、除碳器、逆流再生陰離子交換器、混合離子交換器的投運、再生也為PLC程序控制。雙介質過濾器、超濾裝置、根據(jù)周期累計水量或定時反洗；逆流再生陽離子交換器失效終點根據(jù)其出水的終點計、周期制水量確定；逆流再生陰離子交換器失效終點根據(jù)其出水的電導率、周期制水量確定；混床失效終點根據(jù)混床出水電導率、硅酸根含量及周期制水量確定?？刂品绞讲捎贸炭亍⑦b控及就地操作相結合的方式，并能相互切換。除鹽設備上均設有氣動閥門

11、，在控制室通過信號傳輸操縱各閥門的開、閉及步序，從而到達遠方控制。鍋爐補給水處理系統(tǒng)控制程序包括每臺(組過濾設備的投運、停頓等；離子交換設備的投運、停頓、再生程序等。此外，系統(tǒng)中一些重要的流量、壓力、溫度及高、低液位報警、化學監(jiān)測儀表等進化水程控系統(tǒng)進展全面監(jiān)控。對于程序控制設有：系統(tǒng)全自動、成組操作、分步操作、單獨操作等功能；并有步進、退步、跳步、中斷和旁路等操作；還設有必要的步序時間、狀態(tài)指示、操作指示和必要的選擇、閉鎖功能。2.1.3 化學補給水處理系統(tǒng)化學儀表設置情況淡水泵出水母管設置pH表、ORP表、導電度表，每臺陰床的出口設置有一臺導電度表，每臺混床出口管上設置有一臺導電度表和二氧

12、化硅表，除鹽水泵出口母管裝有導電度表，二氧化硅表、pH表各一塊。2.1.4、 酸堿再生系統(tǒng)鍋爐補給水處理系統(tǒng)再生用鹽酸和堿，通過卸酸 、堿泵將酸堿槽車中的酸堿送至酸堿貯存間高位布置的酸、堿貯存槽。酸、堿貯存槽的酸堿自流至計量箱。酸堿貯存間設32m3鹽酸貯存槽2臺、32m3堿液貯存槽 2臺。由靜壓流入酸、堿計量箱，經(jīng)酸、堿噴射器釋稀后，送入陰、陽固定床，混合離子交換器進展樹脂再生。2.1.5 廢水排放系統(tǒng)及壓縮空氣系統(tǒng)鍋爐補給水處理系統(tǒng)設2臺300m3中和水池，中和水泵4臺。再生廢液及超濾、反滲透濃水排至廢水池，就地中和達標后由供水專業(yè)統(tǒng)一回收利用。鍋爐補給水處理系統(tǒng)用氣來自全廠壓縮空氣系統(tǒng)空壓

13、機房，水處理室僅設4臺8m3壓縮空氣貯存罐，供應鍋爐補給水處理系統(tǒng)工藝用氣和氣動閥門用壓縮空氣。陽陰離子交換器底部墊層: 石英砂墊層2.2 鍋爐補給水系統(tǒng)設備簡介2.2.1 雙介質過濾器2.2.1.1雙介質過濾器工作原理利用多介質濾料的截留、濾除作用，取出大顆粒徑的雜質顆粒、膠體和懸浮體。其廣泛應用于反滲透、軟化器的預處理、中水回用以及對水中的懸浮物和雜質去除要求的場合。2.2.1.2雙介質過濾器構造和濾料雙介質過濾器主要由以下局部構成：(1)配套管線和閥門；(2)過濾器本體。其中過濾器本體包括：筒體；反洗氣管；布水組件；支撐組件；濾料；排氣閥(外置)等。2.2.2超濾裝置2.2.2.1 超濾

14、膜過濾的過濾原理超濾是將超濾膜裝在超濾膜組件，在一定的外界壓力作用下，當待別離溶液以一定的流速沿著超濾膜一側外表流動時，溶劑如水和低分子溶質如無機鹽類將透過膜微孔至膜的另一側，而溶液中的高分子物 質、膠體微粒、熱原質及細菌、微生物等被膜所截流下來，從而實現(xiàn)別離、濃縮與提純、凈化的目的。超濾膜元件外觀 超濾中空纖維外觀2.2.2.2 超濾裝置的組成設置兩套110T/h超濾裝置，系統(tǒng)設置為2個系列單元，每系列都能單獨運行，也可同時運行。每套膜組件為32只，采用并聯(lián)排列。膜型選用德國INGE的膜元件，其切割分子量為10萬道爾頓。PES+PVP/PESM膜元件，由殼體、管板、端蓋、導流網(wǎng)、中心管及中空

15、纖維組成。超濾裝置設計按死端過濾運行方式設計，有原液進口、超濾產(chǎn)水出口與系統(tǒng)連接。每一根超濾膜元件由十萬根中空纖維組成的纖維束組成，中空纖維膜的材質為親水性的聚醚砜(PS。2.2.2.3 超濾裝置的反洗系統(tǒng)超濾裝置需進展反洗和化學增強反洗，任何一列超濾裝置的反洗或化學增強反洗都是在線進展的。超濾裝置的化學反洗裝置和化學增強反洗裝置由反洗水泵和加酸、堿、次氯酸鈉及清洗過濾器組成?；瘜W藥劑直接參加至反沖洗母管中，再通過靜態(tài)混合器混合后，進展化學反沖洗。化學增強反洗投加：HCl，NaClO和NaOH。超濾裝置的藥品注入系統(tǒng)包括加強反洗系統(tǒng)中加酸系統(tǒng)、加堿系統(tǒng)和加殺菌劑系統(tǒng)。2.2.3 反滲透系統(tǒng)2.

16、2.3.1反滲透系統(tǒng)概述鍋爐補給水處理系統(tǒng)設2套70t/h反滲透設備，每套都能單獨運行，也可同時運行。每套反滲透由16支壓力容器組成，分為2段，第段11支，第段5支。反滲透膜按一級二段排列，每套裝置膜數(shù)量不少于96根?；厥章适?5。膜型選用美國GE公司生產(chǎn)的AG8040F1622-WET抗污染型聚酰胺復合膜(TFC。反滲透裝置主要由反滲透膜組件、壓力容器、反滲透高壓泵、反滲透骨架、控制儀表及相關閥門、管道等組合而成。反滲透原理：如果將淡水(或純水)和鹽水用一種只能透過水而不能透過溶質的半透膜隔開，則淡水(或純水)中的水會穿過半透膜進入一種溶液或者是一種稀溶液向濃溶液的自然滲透現(xiàn)象叫滲透。因此，

17、在滲透過程中，由于鹽水一側液面的升高會產(chǎn)生壓力，從而抑制淡水中的水進一步向鹽水一側滲透。如果在濃水側外加一個比滲透壓更高的壓力，扭轉自然滲透方向，則可以將鹽水中的純水擠出來，則變成鹽水中的水向純水中滲透。由于其滲透方向和自然滲透相反，因此稱其為反滲透。因此反滲透過程必須具備兩個條件：一是必須有一種高選擇性和高滲透性的半透膜;其二是操作壓力必須高于鹽水溶液的滲透壓。反滲透組裝圖: 給水V型圈濃水產(chǎn)水膜外殼膜元件反滲透膜元件構造 反滲透裝置圖:機架高壓泵BENG BENG泵產(chǎn)水給水膜外殼濃水2.2.3.2 精細過濾器在反滲透裝置之前設置精細過濾器，目的是防止水中的大顆粒物進入反滲透膜，損壞反滲透膜

18、，確保反滲透裝置的正常運行。精細過濾器是立式柱狀設備，裝70支長1016mm的均孔、PP噴熔濾芯，采用上下定位方式，過濾精度為5m。2.2.4 陽、陰混床2.2.4.1 原理當含有各種離子的原水通過氫H型陽離子交換樹脂時，水中的陽離子被樹脂吸附，樹脂上的可交換氫離子H+被交換到水中，與水中的陰離子組成相應的無機酸，反響式如下：將含有的無機酸的水再通過氫氧OH型陰離子交換樹脂時，水中的陰離子被樹脂吸附，樹脂上的可交換氫氧根離子OH-被交換到水中，并與水中的氫離子H+結合成水。反響式如下： 這樣，原水在經(jīng)過離子交換除鹽工藝處理后，即可將水中的成鹽離子完全除去，從而獲得除鹽水，這種離子交換除鹽工藝被

19、稱為化學除鹽工藝。 混床離子交換法，就是把陽、陰離子交換樹脂放在同一個交換床中，并在運行前混合均勻?；齑部梢钥醋魇怯稍S多陽、陰樹脂交織排列而組成的多級式復床。在混床中，由于陽、陰樹脂是相互混合均勻的，所以陽、陰離子交換反響幾乎是同時進展的或者說水的陽離子交換和陰離子交換是屢次交換進展的。即經(jīng)氫 H 型陽離子交換所產(chǎn)生的氫離子 H+ 和經(jīng)氫氧 OH 型離子交換所產(chǎn)生的氫氧根離子 OH- 不能積累起來，會立即生成離解度很低的水。其離子交換反響可以進展得很徹底，所以混床的出水質量很高。混床的離子交換反響可以用下面的一個式子來表示出來：除碳器：原水中含有大量的碳酸鹽， 它是構成水中堿度的主要成分。在化

20、學水處理工藝的除鹽過程中，原水經(jīng)陽床交換后，水中的鈣 Ga2+ 、鎂 Mg2+ 、鈉 Na+ 離子被陽離子交換樹脂所吸附，水中的碳酸鹽在交換后則形成大量的碳酸。由于在一定溫度下，水中的碳酸化合物的比例與水的氫離子H+濃度有關。當pH4.5 時，水中的碳酸 H2CO3 幾乎全部以游離二氧化碳 CO2 的形式存在。大量的游離二氧化碳CO2存在于水中會影響水質。所以當原水中的碳酸根 CO2的含量超過 50mg/L 時，應設置除碳器以除去水中的游離二氧化碳 CO2 。2.2.4.2 陽、陰混床系統(tǒng)圖：弱酸樹脂和強酸樹脂的HNa 軟化降堿系統(tǒng)1 弱酸H 交換器；2 除碳器；3 水箱；4 水泵；5 強酸N

21、a 交換器鍋爐水處理設備控制過濾系統(tǒng)雙介質過濾器和超濾的投運、停頓、反洗均為PLC程序控制，全自動運行方式。2.3.1.1雙介質過濾器系統(tǒng)1、投運投運前提條件：清水箱液位正常。充水:開過濾器的進水門，排氣門，啟動清水泵，開清水泵出口門。正洗：當排氣門出水后開正洗排水門進展正洗。運行：當出水濁度合格后，開出口門，關正排門，投入運行。2、停運停運前提條件：出水水質差；進出、口壓差大；后處理設備停運。停清水泵，關進、出口門，開排氣門消壓后關排氣門備用或反洗3、反洗氣洗：開排氣門，反洗排水門，中間排水門進展排水；啟動羅茨風機，開管道排氣門；排完水后開進氣門，關管道排氣門，進展氣洗，反洗10min后開管

22、道排氣門，關進氣門停頓氣洗。反洗:開反洗進水門，啟動反洗水泵，開反洗水泵出口門對過濾器進展反洗，反洗20min后停反洗水泵，關反洗進水門反洗排水門、排氣門和反洗水泵出口門停頓反洗。充水：開過濾器進水門、派氣門，啟動清水泵，開清水泵出口門對過濾器進展充水。正洗：當排氣門出水后開正洗排水門，關排氣門，進展正洗。備用或投運：正洗至出水濁度合格后開出口門，關正洗排水門投運或停清水泵，關進口門、正洗排水門、清水泵出口門備用應開排氣門消壓后備用。2.3.1.2超濾系統(tǒng)投運投運前提條件：雙介質過濾器已投運。反洗：開啟反洗主進水門、反洗上進水門、反洗下進水門、反洗上排水門反洗下排水門、啟動超濾反洗泵、超濾反洗加藥泵，進展反洗1min。關反洗主進水門、反洗上進水門、反洗下進水門、反洗上排水門反洗下排水門。快沖：開下進水門上進水門、反洗上排水門反洗下排水門、啟動清水泵進展快沖20s。關下進水門上進水門、反洗上排水門反洗下排水門。投運：開啟上進水門下進水門，反洗上進水門、反洗下進水門、出水門、下錯流濃水排放門上錯流濃水排放門，投運超濾設備。停運停運的前提條件：雙介質過濾器停運。關閉超濾裝置的進口門和出口門。反洗和化學清洗反洗的前提條件：根據(jù)設計的反洗間隔時間時間40min60mi