化水車間

基礎知識培訓Contents目1化水車間水處理概述2水質指標及其特性3爐外化水處理工藝4爐內化水處理工藝錄爐外化水處理工藝5熱力系統水汽監督熱力系統中水汽的品質，是影響發電廠熱力設備（鍋爐、汽輪機等）安全、經濟運行的重要因素之一。沒有經過凈化處理的天然水中含有許多雜質，如果直接進入水汽循環系統，將會對熱力設備造成各種危害。為了保證熱力系統中有良好的水質，必須采用化水處理工藝對水進行適當的凈化處理，并嚴格監督汽水質量。化水處理就是保證熱力系統各部分具有良好的水汽品質，以防止熱力設備的結垢、腐蝕和積鹽。發電廠化學水處理對保證發電廠的安全、經濟運行具有十分重要的意義。

01化水處理的重要性化水車間水處理概述化水處理主要內容1、凈化原水，采用物理和化學方法制備熱力系統所需質量和數量的補給水。包括混凝、澄清、沉淀、過濾等處理，用來除去天然水中的懸浮物和膠體狀態雜質；軟化處理，除去水中溶解的鈣、鎂離子等硬度成分；除鹽處理，除去水中全部溶解鹽類。補給水的處理，通常稱為爐外化水處理。3、對汽包鍋爐進行爐水的加藥處理和排污，使水中雜質不結成水垢，這些工作稱為爐內化水處理。2、對給水進行除氧、加藥處理，除去水中溶解氣體，防止發生溶解氧腐蝕。4、在熱電廠中，對生產返回水進行除油、除鐵、除氧等凈化處理的電廠化學水處理。（疏水、凝結水等）主題主題主題主題（1）熱力系統中水汽的品質，是影響發電廠熱力設備（鍋爐、汽輪機等）安全、經濟運行的重要因素之一。沒有經過凈化處理的天然水中含有許多雜質，如果直接進入水汽循環系統，將會對熱力設備造成各種危害。為了保證熱力系統中有良好的水質，必須采用化水處理工藝對水進行適當的凈化處理，并嚴格監督汽水質量。化水處理就是保證熱力系統各部分具有良好的水汽品質，以防止熱力設備的結垢、腐蝕和積鹽。發電廠化學水處理對保證發電廠的安全、經濟運行具有十分重要的意義。

01化水處理不良引起的危害化水處理不良引起的危害（2）（2）熱力設備的腐蝕。發電廠熱力設備的金屬經常和水接觸，若水質不良，則會引起金屬腐蝕。熱力發電廠的給水管道、各種加熱器、鍋爐省煤器、水冷壁、過熱器和汽輪機凝汽器等，都會因水質不良而腐蝕。腐蝕不僅要縮短設備本身的使用期限，造成經濟損失。同時腐蝕產物又會轉入水中污染水質，從而加劇在高熱負荷受熱面上的結垢過程，結成的垢又會加速鍋爐爐管腐蝕。”此種惡性循環，會迅速導致爆管事故。此外，金屬的腐蝕產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安全、經濟運行。（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，這種現象稱為積鹽。過熱器管內積鹽會引起金屬管壁過熱甚至爆管；汽輪機內積鹽會大大降低汽輪機的出力和效率，特別是高溫高壓大容量汽輪機，它的高壓部分蒸汽流通的截面積很小，所以少量的積鹽也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。（3）第二章、水質指標及其特性根據據電廠用水所含雜質不同將用水分為排污水：由于爐水經相當長時間循環運行，水中的微量雜質被濃縮，為保證爐水的質量，必須排污，這就是排污水爐水：鍋爐體內加熱或蒸發系統中流動著的水稱為爐水或稱鍋水。生產回水或凝結水：蒸汽的熱能被利用后，所回收的冷凝水通常稱為生產回水或凝結水給水：直接進入鍋爐供鍋爐蒸發或加熱的水稱為鍋爐給水。原水：我們現在用的原水就是中水來水。擴展知識（水的分類）按含鹽量分類類別低含鹽量水中等含鹽量水較高含鹽量水高含鹽量水含鹽量（mg/L）<200200~500500~1000>1000按硬度分類類別極軟水軟水中等硬度水硬水極硬水硬度（mmol/L）<1.01.0~3.03.0~6.06.0~9.0>9.002水中雜質水中雜質：懸浮物：懸浮物是構成水中混濁度的主要因素，一般粒徑在100nm以上。膠體物質：是由許多分子或離子組成的集合體，其顆粒直徑一般為1nm~100nm之間。溶解物質：天然水中溶解物質主要以離子或溶解氣體的形式存在。溶解離子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+

、HCO3－、CI－、SO42－等。溶解氣體：主要有O2、CO2

等。水質指標與水質技術指標：一種是表示水中所含有的離子或分子來表示，如鈉離子、氯離子、磷酸根離子、溶解氧等等,一般稱為水質指標另一種則并不代表某種單純的物質，而是表示某些化合物的組合或表征某種特性的。如懸浮物、濁度、硬度、堿度、溶解固形物、電導率、SDI等，這種指標是由于技術上的需要而擬定的。故稱為水質技術指標。水質技術指標SDI、懸浮物和濁度。懸浮物是指經過濾后分離出來的不溶于水的固體混合物，可以通過重量法測定，由于方法很麻煩，在實際中常采用測濁度的方法來衡量懸浮物和膠體物質的含量。濁度的單位通常用“福馬肼”（FTU、NTU）表示。這兩個單位表示的是光線90度射入，儀器測量的是光線向上散射的量，從而計算濁度。SDI：反滲透膜污染指數（SiltingDensityIndex,簡稱SDI），也稱之為FI（FoulingIndex）值，是反滲透水處理系統中水質指標的重要參數之一，SDI值代表了水中懸浮物、膠體和其他能阻塞各種水凈化設備的物體含量。

硬度及其單位。硬度：水中所有高價金屬離子的總和都稱硬度（YD）。常用的硬度的定義式為：YD（1/2Ca2++1/2Mg2+）硬度的單位：通常以碳酸鈣或氧化鈣表示。摩爾濃度，mol/L.C(1/2CaCO3)=C(1/2CaO)=C(1/2Ca2+)mol/L

質量濃度，ppm（mg/L），1mg/LCaCO3稱為1ppm硬度。堿度和酸度堿度表示水中能接受氫離子的一類物質的量，在水中堿度主要是OH－、1/2CO32－、HCO3－。天然水中的堿度主要是HCO3－。酸度表示水中能接受氫氧根離子的一類物質的量，在水中酸度主要有各種酸類及強酸弱堿鹽，天然水中的酸度主要是H2CO3。陽床（陽樹脂）出水的酸度主要是強酸HCI、H2SO4。及碳酸H2CO3。有機物與化學耗氧量：表示水中有機物及還原性物質含量的一項指標。COD的測定就是利用有機物可氧化這一特性，在一定的條件下，用一定的強氧化劑與水中各種有機物及亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等作用，然后將所消耗的氧化劑的量，計算折合成氧的質量濃度，稱為化學耗氧量。一般說COD越高，水中有機物污染越嚴重。不同測定方法測得的結果會有所不同。因此表示有機物含量時應注明測定方法。一般情況下，有機物含量較低時采用高錳酸鉀法，而有機物含量高時采用重鉻酸鉀法。同一水樣，用重鉻酸法測定比用高錳酸鉀測定結果要高一些。堿度（JD）：堿度是表示水中能接受氫離子的一類物質的量。根據酸堿滴定法測定水中的堿度，這時所用的標準溶液是HCI或H2SO4溶液，酸與各種堿度離子的三個反應是：OH－+H+=H2OCO32－+H+=HCO3－HCO3－+H+=H2O+CO2根據所加指示劑不同，堿度又可分為甲基橙堿度(JD甲)和酚酞堿度(JD酚)。加酚酞指示劑時只能完成上述兩個反應；加甲基橙指示劑時三個反應全部完成。稱(JD甲)為全堿度。在實際的滴定分析中往往是先加酚酞指示劑，滴至終點pH約為8.2，再加甲基橙指示劑繼續滴至終點pH值為4.2。此時的總堿度應為(JD全)=(JD)酚+(JD)甲。堿度離子可能存在的五種不同情況假設滴定中消耗的酸量分別用a（酚酞堿度）、b（甲基橙堿度）（單位：mL)1.a>b

堿度離子為CO3－和OH－，沒有HCO3－；2.a<b

堿度離子為CO3－和HCO3－，沒有OH－；3.a=b

堿度離子只有CO3－；沒有HCO3－，OH－；4.a=0,b>0

堿度離子只有HCO3－；沒有CO32－，OH－；5.b=0,a>0

堿度離子只有OH－。鍋爐用水中堿度主要由OH－、CO32－、HCO3－及其它少量的弱酸鹽類組成。堿度的計量單位為mmol/L，其基本單元為：OH－、1/2CO32－、HCO3－爐水中基本上不存在HCO3－，因為在高溫高壓下HCO3－→CO32－+H2O+CO2↑CO32－+H2O→2OH－+CO2↑當氫氧根和碳酸氫根共存時，相互作用發生以下反應：HCO3－+OH－→CO32－+H2O03電廠爐外化水處理工藝絮凝劑/殺菌劑添加系統在原水中加入絮凝劑的目的是使水中處于一定程度穩定狀態的溶膠微粒通過電中和脫穩而達到聚集即凝聚或未達到電中和脫穩的聚集即絮凝，通過凝聚和絮凝，水中的溶膠狀態雜質形成較大的絮凝體，可增強后序裝置的除濁效果，并能有效改善超濾的反洗條件，使超濾裝置運行穩定。加入殺菌劑NaCLO是為了通過NaCLO這種強氧化劑的氧化、殺菌、消毒，盡可能控制生物藻類的滋長處于低水平，同時打斷有機物的長鏈，通過氧化去除部分COD，在整個預處理階段，游離余氯和化合氯維持一定水平對整個系統的穩定運行是很有益處的。

混合離子交換器（混床）由于陽、陰樹脂混合均勻，所以陽、陰離子交換反應幾乎是同時進行的，置換出的H+和OH-立即生成水，都不會積累，消除了反離子作用，交換反應進行得十分徹底，出水水質很好。交換反應如下：

RH+ROH+Na+Cl-→RHNa+

→ROHCl-=H+OH=H2OCa2+SO42-Ca2+SO42-Mg2+HCO3-Mg2+HCO3-Fe3+HSiO3-Fe3+HSiO3-交換器內有無數對陰陽樹脂，運行過程中陽樹脂吸附水中的陽離子放出H，陰樹脂吸附陰離子放出OH，同時H和OH反應成H2O。

04電廠爐內化水處理工藝鍋爐給水加氨原理

加氨目的：提高給水PH值，減少給水系統游離CO2造成的酸性腐蝕。原理：NH3+H2O=NH4OHNH4OH+H2CO3=NH4HCO3水中PH值7.9NH4OH+NH4HCO3=（NH4）2CO3+H2O水中PH值9.2如果把給水的PH值從8提到10，鋼材的腐蝕現象明顯減少，但熱力系統存在銅管，氨和銅發生化學反應，兼顧對銅的腐蝕，要求給水的PH值調節在8.5-9.5范圍，一般鍋爐給水PH值要求在8.8-9.2（最好）。

1、爐水磷酸三鈉、氫氧化鈉加藥混合處理加藥目的：防止水冷壁管結鈣鎂水垢并減緩結垢速率；增加爐水緩沖性，防止水冷壁發生酸性或堿性腐蝕；降低蒸汽中SiO2，改善汽輪機沉積物的化學性質，減少汽輪機腐蝕。（見方程式）防垢原理向爐水中加入適當的PO43－與爐水中的Ca2＋、Mg2＋發生反應，生成松軟的水渣，隨鍋爐排污排出，從而防止爐內受熱面產生鈣、鎂結垢及腐蝕，保證水、汽品質良好及設備的安全運行。鍋爐運行時，爐水PO43－控制在2～8mg/L范圍內，防止爐管結垢。在堿性溶液中，PO43-與Ca2＋、Mg2＋反應式如下：10Ca2++6PO43-+20H-→Ca10(OH)2(PO4)6↓（堿式磷酸鈣）3Mg2++2SiO32-+2OH-+H2O→3MgO.2SiO2.2H2O(蛇紋石)爐水磷酸鹽處理必須維持一定pH值，不應低于9，如果太低，會產生Ca3(PO4)2二次水垢，附著在受熱面上，爐水必須保持一定OH-堿性，才能保證Ca以堿式磷酸鈣形成沉渣，但是，如果pH值過高，也會引起堿性腐蝕和苛性脆化，所以不應高于11。2、鍋爐的排污控制連續排污連續排污又稱表面排污。是從汽包中溶解鹽類濃度較大的部位（爐水表面）連續地排放爐水，其目的是防止爐水含鹽量和含硅量過高，并排除爐水內細微的懸浮物。遇到下列情況應對連續排污進行調整,調整的開度、時間應做詳細記錄：(1) 鍋爐啟動階段，爐水較渾濁時，連排應調至最大；(2) 爐水pH、PO43-等接近超標，應適當增加連排量；(3) 爐水pH、PO43-、電導率等低于標準時，應減少連排量；(4) 給水品質不良時（如凝汽器泄漏）應增加連排量定期排污

定排又稱底部排污，是從鍋爐水循環系統的最低點（水冷壁下聯箱），排放部分爐水，其目的是排出沉淀在底部的水渣和氧化鐵沉積物。遇到下列情況，應增加定排次數：(1) 鍋爐剛啟動，爐水較渾濁時；(2) 水汽品質不良，增大加藥處理后；(3) 水中含鹽量或SiO2含量超標，連排不能滿足要求時；(4) 新安裝的鍋爐在投產啟動初期。05熱力系統水汽監督1.

蒸汽（1）為了防止蒸汽通流部分，特別是汽輪機內積鹽，必須對鍋爐蒸汽汽質進行監督。飽和蒸汽和過熱蒸汽應同時監督的原因是：①便于檢查蒸汽汽質劣化的原因。例如，飽和蒸汽汽質較好，而過熱蒸汽汽質不良，表明蒸汽在減溫器內被污染。可以判斷飽和蒸汽中的鹽類在過熱器內的沉積量。（2）由于鈉鹽和硅酸往往是蒸汽攜帶的主要雜質，所以對鈉和硅含量的監測是監督蒸汽品質的主要指標。（3）電導率的測定，操作簡便、靈敏度高，因此高壓以上的鍋爐為了及時掌握蒸汽中的含鹽量，常將蒸汽經冷凝后通過氫離子交換柱，連續測定其電導率的大小，從而反映出蒸汽含鹽量的狀況。采用氫離子交換后的電導率而不采用總電導率，是為了避免蒸汽中氨的干擾（對凝結水電導率測定也是如此）。2、給水為了防止鍋爐及給水系統的腐蝕、結垢，并且在鍋爐正常排污的情況下，能保證鍋水水質量合格，必須對給水水質進行監督。標準中各項指標的監測意義如下：（1）硬度。為防止鍋爐及給水系統的結垢，避免鍋水中產生過多的水渣，須嚴格控制給水硬度。（2）油。由于給水中若含有油質，將有可能造成爐管內和過熱器內生成導熱系數極少的附著物，危及鍋爐安全運行；同時油質還易使鍋水形成泡沫，劣化蒸汽品質，因此，須對給水中油質進行監督。（3）溶解氧。為了防止系統發生氧腐蝕，監督除氧器的除氧效果而進行監測。（4）pH值。為了防止給水系統腐蝕，給水pH值應控制在規定范圍內。雖對防止鋼材的腐蝕有利，但因為提高給水pH值通常是用加氨的方法，所以有時給水pH值過高意味著水汽系統中氨含量較高，有可能會引起銅部件的氨蝕。所以給水最佳pH值應以保證熱力系統鐵、銅腐蝕產物最少為原則。這就是保持8.5-9.2的目的（5）鐵和銅。為了防止爐中產生鐵垢和銅垢，必嚴格監督給水中的鐵和銅含量。另外，給水中鐵和銅含量，還可作為評價熱力系統金屬腐蝕情況的依據之一。（6）鈉、硅、電導率。為了在鍋爐排污率不超過規定值的情況下，保證鍋水中的鈉、硅、電導率不超過允許值，應監督和控制給水中的鈉、硅、電導率。3、爐水為了防止鍋內結垢、腐蝕，保證蒸汽品質良好，必須對鍋水水質進行監督。鍋水質量標準中各項指標監測意義如下：（1）pH值。鍋水的pH值應不低于9.0，主要原因是：①pH值低時，水對鍋爐鋼材的腐蝕性增強；②鍋水中磷酸根和鈣離子的反應只有在pH值足夠高的條件下，才能生成容易排除的水渣，從而較好地達到防垢的目的。③為了抑制鍋水中硅酸鹽的水解，減少硅酸在蒸汽中的溶解攜帶量。但是，鍋水中的pH值也不能太高，以免鍋水中游離氫