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电厂化学概述,西北发电运行有限责任公司,一 电厂化学概述-电厂化学所担负的任务,（1）制备充足并且合格的除盐水（1）Preparing sufficient and qualified water;（2）通过加药处理锅炉给水、炉水，防止和减缓热力系统结垢、腐蚀和积盐，并保证蒸汽品质优良（2）Treating boiler feedwater and boiler water through chemical dosing,preventing and slowing down scaling,corrosion and salt deposition in thermodynamic system,and ensuring good steam quality.,（3）对凝结水进行精处理，深度除盐、消除机组的腐蚀产物，消除或缓冲冷却水漏入凝结水所造成的危害（4）通过加药处理循环冷却水，防止和减缓凝汽器冷却水管以及其他冷却水系统的腐蚀和结垢（4）Treating circulating cooling water through chemical dosing,preventing and slowing down corrosion and scaling in copper tube of condenser and other cooling water systems.,（5）通过汽水的在线监督和定期的化验分析，不断调整和优化水处理工艺及加药调节，保证汽水品质（5）Continuously adjusting and optimizing water treatment process and chemical dosing regulation and ensuring steam and water quality through on-line supervision and periodic chemical analysis of steam and water.（6）通过对煤样的采集、制备和分析化验，给出可靠的煤质监督数据；,（7）通过对汽轮机油、变压器油的化验分析和必要的处理，保证油品合格（7）Ensuring eligible oil quality through chemical analysis and necessary treatment for steam turbine oil and transformer oil.（8）机组停运保养：它与水处理工作也密切相关。它包括机组停运前对热力系统进行加药处理等工作。（8）Outage maintenance of unit:closely relating to water treatment,and including work like chemical dosing treatment on thermodynamic system and so on before unit outage.,（9）化学清洗：当锅炉水冷壁结垢量超标时，必须对锅炉本体进行化学清洗。在化学清洗过程中，要求在不同阶段提供不同质量的水，因此水处理工作是保证化学清洗效果的重要因素之一。（9）Chemical cleaning:when scaling on boiler water wall exceeds the standard,it must make chemical cleaning for the boiler proper.In the process of chemical cleaning,it is required to supply water of different qualities in different stages,so water treatment is one of the important factors that ensure chemical cleaning effect.（10）废水处理回收（10）Treatment and reclamation of waste water,1.Boiler;2.Steam turbine;3.Generator;4.Condenser;5.Condensate pump;6.LP heater;7.Deaerator;8.Feedwater pump;9.HP heater;10.Make-up water treatment equipment;11Cooling water pump,Superheated steam,Condensate,Cooling water,1,9,7,11,10,2,4,11,6,5,8,2,3,Feedwater,Extracted steam from steam turbine,Flow process diagram of thermodynamic system in power plant,一、电厂化学概述-汽水循环,1.1 汽水循环：化学补水至凝汽器低加除氧器给水泵高加省煤器汽水分离器过热器汽轮机凝汽器 1.1 Steam and water circulation:Chemical make-up water to condenserLP heater DeaeratorFeedwater pumpHP heater EconomizerSteam and water separator SuperheaterSteam turbineCondenser,1.2 冷却水循环1.2 Cooling water circulation 冷却水塔补水循环水泵凝汽器 冷却水塔 Make-up water of cooling water tower Circulating water pump condenser Cooling water tower,一、电厂化学概述-冷却水循环,1.3 疏水循环1.3 Drain water circulation 汽轮机抽汽至高、低压加热器对凝汽器来水加热后凝结为疏水，回收至凝汽器参加循环。Water from the condenser which is heated up by extracted steam from steam turbine that goes to the HP and LP heaters condenses to be drain water and then is recovered to the condenser to take part in circulation.,一、电厂化学概述-疏水循环,补给水：补充汽水循环中蒸发和排污以及泄漏损失的那一部分Make-up water:it is the part for making up evaporation and blowdown,and water leakage loss during steam and water circulation.冷却水：用来冷却从汽轮机中排出蒸汽的水Cooling water:it is water used to cool steam discharged from steam turbine.,一、电厂化学概述-电力用水分类,凝结水：蒸汽管道和用汽设备中的蒸汽冷凝水。疏水也是凝结水Drain water:it is steam condensate in steam pipelines and equipment of steam consumption.It flows through drain water cooler and merges into the condensate system.给水：指送往锅炉的水，也就是从除氧器送至锅炉的水。Feedwater:it refers to water sent to the boiler,namely,water conveyed from the deaerator to the boiler.炉水：在锅炉本体内蒸发系统中流动的水Boiler water:it is water flows in the evaporation system in the boiler proper.,一、电厂化学概述-电力用水分类,为了防止热力系统的腐蚀、结垢和积盐，必须对各种水进行化学处理 In order to prevent corrosion,scaling and salt accumulation of thermodynamic system,it must carry out chemical treatment for make-up water,cooling water,Drain water feedwater and boiler water.,一、电厂化学概述-电力用水的要求,一、电厂化学概述-补给水的要求,海水淡化设备产品水的水质要求：TDS(固体溶解物总量)5ppm；电导率10S/cm,一 电厂化学概述-淡水要求,一般在凝结水泵出口取样。硬度0溶解氧 30g/L氢电导0.3S/cm钠离子 10g/L,一 电厂化学概述-凝结水要求,电导率0.2S/cm钠离子 3g/L，期望值 1g/L氯离子 1g/L全铁 10 g/L全铜 2 g/LPH 6.5-7.5（氢循环）二氧化硅 10g/L,一 电厂化学概述-精处理出水要求,一 电厂化学概述-给水要求,一 电厂化学概述-炉水要求,一 电厂化学概述-蒸汽要求,热力设备的结垢Scale in thermodynamic equipment如果进入锅炉或其他热交换器的水质不良，则经过一段时间的运行后，在和水接触的受热面上，会生成一些固体附着物，这些固体附着物称为水垢，这种现象称为结垢。结垢的速度与锅炉的蒸发量成正比。因此，如果品质不良的水进入高参数、大容量机组的水汽循环系统，就有可能在短时间内造成更大的危害。因为水垢的导热性能比金属的差几百倍，这些水垢又易形成在热负荷很高的锅炉炉管中，这样会使结垢部位的金属管壁温度过热，引起金属强度下降，在管内压力作用下，就会发生管道局部变形，产生鼓包，甚至引起爆管等严重事故。,一 电厂化学概述-水质不良的危害,结垢不仅危害到锅炉的安全运行，而且会影响发电厂的经济效益。另外，在汽轮机凝汽器内结垢，会导致凝汽器真空度降低，使汽轮机达不到额定出力，热效率下降；加热器结垢会使水的加热温度达不到设计值，以致整个热力系统的经济性降低。而且热力设备结垢后还必须及时进行清洗，因此增加了机组的停运时间，减少了发电量，增加了清洗、检修的费用，以及增加了环保工作量等。,热力设备的腐蚀Corrosion of thermodynamic equipment热力设备的运行以水作为介质。如果水质不良，则会引起金属的腐蚀。由于金属材料与环境介质反应而引起金属材料的破坏叫做金属的腐蚀。火力发电厂的给水管道，各种加热器，锅炉的省煤器、水冷壁、过热器和汽轮机凝汽器都会因水中含有溶解性气体和腐蚀介质而引起腐蚀。腐蚀不仅会缩短金属的使用寿命，而且由于金属腐蚀产物转入给水中，使给水杂质增多，从而又缩短了在热负荷高的受热面上的结垢过程，结成的垢又会促进锅炉管壁的垢下腐蚀。这种恶性循环，会迅速导致爆管事故的发生。,过热器和汽轮机的积盐Salt accumulation in superheater and steam turbine如果锅炉使用的水质不良，就不能产生高纯度的蒸汽，随蒸汽带出的杂质就会沉积在蒸汽流通部分，例如过热器和汽轮机里，这种现象称为积盐。过热器管内积盐会引起金属管壁过热，甚至爆管；汽轮机内积盐会大大降低汽轮机的出力和效率。特别是对于高温、高压的大容量汽轮机，它的高压蒸汽通流部分的截面积很小，所以少量的积盐就会大大增加蒸汽流通的阻力，使汽轮机的出力下降。当汽轮机积盐严重时，还会使推力轴承负荷增大，隔板弯曲，造成事故停机。,悬浮物是颗粒粒径在10-4mm以上的微粒，这些杂质在水中是不稳定的，很容易去除。它们之所以称为悬浮物，是因为他们常常浮游在水流中，在实际上当水静止时，有些较轻的物质会浮于水面，称漂浮物，较重的则下沉，称可沉物。可沉物主要的沙子和黏土类无机化合物，漂浮物主要是动植物生存过程中的物质或死亡后的腐败产物，是有机化合物。Suspended matter is the tiny particle whose particle diameter is above 10-4mm.These impurities are unstable in water and can be removed easily.Why they are called suspended matters is because they often float in water flow;actually,when water is static,some lighter matters shall float on the water surface,so they are called floating matters;but the heavier ones go down,so they are called precipitable matters.Precipitable matters are mainly sand and clay inorganic compound while floating matters are mainly matters existing in living process of animals and plants or putrefaction after they died,and are organic compounds.,一、电厂化学概述-原水杂质分类,胶体是颗粒粒径在10-6mm10-4mm之间的微粒，是许多分子和离子的集合体。表面常常因吸附多量离子而带电，同类胶体因带有同性电荷而互相排斥，它们在水中不能互相粘和，而是稳定在微小的胶体颗粒状态下，不易下沉。Colloid is the tiny particle whose particle diameter is between 10-6mm and 10-4 mm,and is the aggregate of many molecules and ions.It is often charged because multiple ions are absorbed on its surface;colloids of the same kinds repulse each other because they carry similar electric charges,they cant bond with each other in water but can stabilize under the tiny colloid particle status and cant easily settle down.,一、电厂化学概述-原水杂质分类,溶解物质：在水中呈真溶液状态的物质有离子和分子。其粒径不大 于10-6mm。天然 水中的溶解物质大都为离子和溶解气体。matter:matters that are in true solution status in water include ion and molecule.The particle diameter is not more than 10-6mm.Most of dissolved matters in natural water are ion and molecule gas.溶解离子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、HCO3、CI、SO42等。Dissolved ions:Na+,K+,Ca2+,Mg2+,HCO3,CI,and SO42 溶解气体：主要有O2、CO2 等。Dissolved gas:O2 and CO2 so on.,一、电厂化学概述-原水杂质分类,水中一些危害比较大的杂质The following is some impurities which are more harmful in natural water,一 电厂化学概述-天然水中杂质一览,天然水中杂质一览表,一 电厂化学概述-海水水质特点,1 海水中悬浮物质。它们的粒径一般在几至几百微米之间。为了研究其化学组成，通常用孔径为0.45微米的过滤膜将其从海水中分离出来。在海洋口岸表层海水中悬浮物主要由有机物和大气中的矿物颗粒组成，含量能达到100mg/L。2 海水中的胶体。在深层海水中主要是含铝的硅酸盐类胶体，而表层主要是有机胶体，带负电荷，组成复杂。3 海水中溶解盐类。海水中阳离子主要由钠、镁、钙、钾组成，阴离子主要由氯、硫酸根、溴、碳酸氢根、碳酸根、氟组成；溶解气体主要有氧气、二氧化碳、氮气、硫化氢、甲烷等组成。海水中含盐量是巨大的，一般在35000mg/L，电导率基本为含盐量1.4倍。4 海水中的含盐量及组分是基本恒定的。悬浮物、溶解气体及PH变化是影响海水淡化的重要因素，关系到海水淡化系统的设置和防腐。,一 电厂化学概述-水质控制指标,悬浮固体：这里指通过过滤的方法能够除去的那一部分悬浮物浊度：简而言之，就是指水样的浑浊程度。水样越浑浊，浊度越大，代表水样中悬浮物及胶体含量越大溶解固体：把经过过滤的1L水样蒸发浓缩为固体残渣，将残渣在105到110摄氏度下烘干，然后测得残渣的毫克数。电导率：电导率是表示溶液导电能力的一个指标，电导率越大，水溶液的导电能力越强，而导电能力越强，说明溶液中的离子含量越大。氢电导率：氢电导率是水样通过阳离子交换柱，去除掉了阳离子后测量的电导率，所以氢电导率实际上是表示水样中阴离子含量的指标。,硬度：硬度指水样中钙离子与镁离子的总和。单位是umol/L或者mmol/L。硬度我们一般分碳酸盐硬度与非碳酸盐硬度。碳酸盐硬度：与重碳酸根结合的那一部分钙、镁离子含量非碳酸盐硬度：与其它阴离子结合的那一部分钙、镁离子含量。碱度：主要指氢氧根、碳酸根以及重碳酸根含量酸度：主要指氢离子、重碳酸根以及游离的碳酸含量PH：PH=-lg【H+】,一 电厂化学概述-水质指标,一 电厂化学概述-水质指标,COD（高锰酸钾）：用高锰酸钾对有机物进行氧化所消耗的高锰酸钾的量，将消耗的高锰酸钾的量转换为氧气的量来表示有机物的含量，单位一般用mg/L。BOD：指好氧微生物在代谢过程中对水样中的有机物进行氧化分解所消耗的氧量，也是通过耗氧量来间接表示有机物含量的一个指标。TOC：指总有机碳，是用有机物彻底燃烧所产生的气体的量来间接表示有机物含量TOD：指有机物完全燃烧所消耗的氧量来间接表示有机物含量,一 电厂化学概述-系统设置,化学系统的设置与其担负的任务是相互对应的。就是要通过各个系统的设备对各种水进行必要的处理，使水质符合使用要求The setting of chemical system is corresponding to its responsibilities.,海水预处理,一 电厂化学概述-本期化学系统简介,本系统采用带有热蒸汽压缩喷射器的低温多效蒸馏装置（MED-TVC），以蒸馏的方法对海水进行淡化处理。系统拥有两台低温多效蒸馏装置，均以海水作为原料水，正常运行时以汽机中压缸抽汽或辅助蒸汽站抽汽作为热源，日生产淡水6000 m3（单机3000m3），造水比可达到10。海水淡化系统流程如下：海水MED蒸馏装置淡水箱电厂自用,一 电厂化学概述-海水淡化系统,补给水处理系统主要为离子交换除盐系统，包括2套1800混床设备，1套运行，1套备用，及2台1500m3的除盐水箱，系统出力按120t/h设计。补给水水源来自淡水箱，混床采用并联布置。主要工艺流程如下：淡水箱混床除盐水箱主厂房,一 电厂化学概述-锅炉补给水处理系统,凝结水精处理采用中压运行、体外再生系统。每台机组设置处理2 50%凝结水量的混床，并设置100%的自动旁路。需处理的凝结水量(单机)额定：775 m3/h，最大：799 m3/h。二台机组公用一套体外再生设备。再生方式采用高塔树脂二次分离方案。高速混床内部阴阳树脂比例为2：1，也可以采用2：3比例，树脂采用超凝胶均粒树脂。主要系统流程如下：凝结水泵凝结水精处理装置 低压加热器。,一 电厂化学概述-凝结水精处理系统,机组给水处理按全挥发性处理AVT（R）设计。（1）给水、凝结水加氨装置 2台机组设置1套机、电、控一体化加氨装置，共设2台溶液箱，4台给水加氨泵，设备为2台运行2台备用；4台凝结水加氨泵，设备为2台运行2台备用。给水加氨点设在除氧水箱下降管上，加入量为自动控制，给水加氨通过给水流量信号控制加药量。凝结水精处理混床出口母管加氨点的加入量为自动控制，根据凝结水流量信号控制加药量。,一 电厂化学概述-化学加药系统,（2）给水、凝结水、闭式冷却水加联氨装置 2台机组设置1套机、电、控一体化给水加联氨装置，共设2台溶液箱、4台给水联氨自动加药泵，加药泵为2用2备；4台凝结水联氨自动加药泵，加药泵为2用2备；2台闭式冷却水加联氨泵，1台运行1台备用。给水加联氨点设在除氧水箱下降管上，加入量为自动控制，给水加联氨通过给水流量信号控制加药量。凝结水加联氨点设在凝结水精处理出口，加入量为自动控制，根据凝结水流量信号控制加药量。闭式冷却水系统加联氨采用手动加药泵。,一 电厂化学概述-化学加药系统,（3）炉水加磷酸盐装置 2台机组设一套机、电、控一体化加药装置，共设2台溶液箱、4台磷酸盐泵，2用2备。加入量为手动控制自动运行，加药点为汽包。,一 电厂化学概述-化学加药系统,（4）启动锅炉加药装置本工程设置启动锅炉化学加药系统。化学加药系统包括给水加氨、炉水加磷酸盐等装置。加氨装置包括1台溶液箱、1台给水氨计量泵。给水氨加入点为启动锅炉给水管道，给水加药方式设计为手动调节。加磷酸盐装置包括设置有1台溶液箱和1台计量泵。,一 电厂化学概述-化学加药系统,为监测热力系统的运行状况，每台机组设置1套集中水汽取样分析系统，并设置必要的在线仪表。水汽取样分析装置分析仪表输出信号以及水汽取样分析装置送出的各类报警信号送凝结水精处理控制系统PLC，在PLC操作员站上对单元机组的水汽品质进行显示、报警、记录，并对水汽取样分析装置的异常工况进行报警，并为给水、炉水加药自动控制提供水汽品质的检测参数。,一 电厂化学概述-化学取样系统,本工程共设2 套150kg/h 电解海水制氯装置，供2 台机组使用。该装置用于全厂加氯系统。海水加药点位于冷却水取水口循环水流道，每台机二个加药点，共4个加药点。工业废水和化学水处理车间加药至溶液箱系统流程：海水 预过滤器海水泵 自动冲洗过滤器 次氯酸钠发生器 贮存箱 投药泵 加药点,一 电厂化学概述-电解海水制氯系统,发电机采用水氢氢冷却方式，即发电机定子绕组采用水冷却，定子铁芯和转子绕组采用氢气冷却发电机运行氢压为0.28MPa0.32MPa，昼夜漏氢量为8Nm3，置换CO2用氢为200Nm3/次，一次充氢量为372Nm3。为满足氢冷发电机一次充氢及正常运行时补氢的要求，本期工程拟设置2套5Nm3/h的中压水电解制氢装置以及3台14Nm3的中压储氢罐。,一 电厂化学概述-制氢系统,（1）工业废水处理本期工程设置一套废水处理设备，对废水进行收集和处理，以满足废水排放标准。本期工业废水工业集中废水处理系统的出力按100 m3/h设计其处理流程如下：废水储存箱废水池废水输送泵加药管道混合器絮凝槽斜板澄清器最终中和池清净水池纤维球过滤器回收利用或排放。,一 电厂化学概述-废水处理系统,含油废水的主要来源油库区油罐排污水及油泵房冲洗废水，含油污水均经过隔油处理之后再排至工业废水集中处理站含油废水收集池，经泵提升进入油水分离器处理后输送至非经常性废水池。,一 电厂化学概述-废水处理系统,（2）活污水处理系统概述生活污水的处理量为 25 m3/h.处理流程：生活污水收集调节池水泵初沉池曝气池二沉池加药泵过滤绿地喷洒.生活污水处理系统进水为电厂厂区在运行过程中产生的生活污水，主要包括来自办公楼卫生设备的排水、部分车间的杂用水，通过厂区管道收集后，进入生活污水处理设备处理,一 电厂化学概述-废水处理系统,（3）灰水处理系统概述灰水的处理量为 225 m3/h.设计进水水质为：SS2000mg/。设计出水水质为：SS10 mg/l。灰水处理站采用钢筋混凝土地埋式。,一 电厂化学概述-废水处理系统,(4)煤水处理系统概述煤水的处理量为 220 m3/h.设计进水水质为：SS3000mg/。设计出水水质为：SS10 mg/l。煤水处理间采用钢筋混凝土地埋式。,一 电厂化学概述-废水处理系统,本系统采用海水淡化+混合离子除盐处理技术，系统出力125t/h。系统流程：海水海水预处理系统 自清洗过滤器清水箱清水泵 海水淡化系统装置淡水箱淡水泵混床启动锅炉给水箱辅助工艺系统包括清洗装置，加药装置等。,一 电厂化学概述-启动锅炉水处理系统,