锅炉补给水处理课程设计.docx
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锅炉补给水处理课程设计
火力发电厂锅炉补给水处理设计
题目：
4×200MW+3×300MW机组（冬季水质）
院（系）：
化学与生物工程学院
专业：
应用化学
班级：
姓名：
学号：
指导老师：
完成时间：
2012年11月11日
课程设计成绩评定表
课程设计评分（按下表要求评定）
评分项目
设计说明书质量
（50分）
图纸质量
（30分）
任务完成情况
（10分）
学习态度
（10分）
合计
（100分）
得分
指导教师评语
指导老师签名：
年月日
教研室主任审核意见
教研室主任签名：
年月日
前言
水在火力发电厂的生产工艺中，既是热力设备的工作介质，也是某些热力设备的冷却介质，水质的好坏直接影响到电厂的经济安全运行的重要因素，所以，做好水处理工作对于电厂而言是十分重要的。
火力发电厂的用水多来自于江、河、水库等水力资源，这些水源含有机物、胶体、溶解的盐类及气体等有害物质。
其中有些盐类（钙盐和镁盐）进入锅炉，会使锅炉的管壁结成污垢，严重时造成爆管事故；如果高压蒸汽把盐类带进汽轮机，还会在高压喷嘴或汽轮机叶片上沉积，影响汽轮机的出力和效率，严重时造成汽轮机叶片断裂事故。
在水冷却设备中，热水与较冷的水接触后，部分水蒸发成蒸汽排入大气中，把热量带走，造成部分水的损失。
同时，损失的循环水也较大，我国凝汽式发电厂补给水流约为5%；热电厂由于供热回水损失较大，补给水流为30%以上，造成电厂年运行费用增大。
因此为了保证热力系统中有良好的水质，必须对水进行适当的净化处理和严格的监督水汽质量。
社会不断的进步，对电力的需求也日益增加，随着大型火电机组建设规模不断扩大，人们对电厂锅炉补给水的品质提出了更高的要求，从而对电工厂化学水处理也提出了更高的要求。
水处理工作的主要任务，就是改善水质或采取其他措施，以消除由于水质不良而引起的危害。
在水处理课程设计中，根据要求对自己课题（4×200MW+3×300MW机组）水处理系统进行了设计、计算，根据水源水质、总出力及各项水质指标要求比较，选择适合的水处理方案及设备，同时绘制了总体平面布置图、工艺流程图和主要设备结构示意图，初步掌握了电厂水处理系统的流程，培养了运用所学理论知识解决实际问题的能力与方法，同时提高了独立工作能力，为毕业论文（设计）打好基础。
目录
第一章课程设计任务书1
1.1课程设计目的1
1.2课程设计题目1
1.3课程设计原始资料1
1.4课程设计内容2
1.5课程设计要求2
1.6课程设计成果2
1.7课程设计安排3
第二章课程设计说明书3
2.1课程设计意义3
2.2设计的方案选择3
2.3工艺说明4
2.4构筑物与设备的工艺设计4
第三章课程设计计算书5
3.1给水处理系统出力5
3.2体内再生混床的计算6
3.3强碱阴离子交换器的计算9
3.4大气式除CO2器的计算12
3.5强酸阳交换器的计算14
3.6滤池与澄清池的计算17
第四章总结19
致谢20
参考文献21
附录22
第一章课程设计任务书
1.1课程设计目的
课程设计是工科教育实践性教学环节的一个重要组成部分，目的是培养我们运用所学理论知识解决实际问题的能力与方法，同时提高我们的独立发现问题、分析问题和解决问题的能力，为毕业论文（设计）打好基础。
1.2课程设计题目
4×200MW+3×300MW机组火力发电厂锅炉补给水处理课程设计（冬季水质）
1.3课程设计原始资料
1.3.1水源夏季水质
样品名称
湘江水样
取样地点
江边泵房
取样日期
2006.12.12
分析日期
12.12—20
名称
符号
单位
结果
名称
符号
单位
结果
外状
微浊
全硬度
YD
mmol/L
这里的值一定要通过计算！
！
浑浊度
ZD
mg/L
碳酸盐硬度
HT
mmol/L
pH值
7.42
非碳酸盐硬度
HF
mmol/L
游离二氧化碳
CO2
mg/L
4.96
负碱度
AG
mmol/L
耗氧量
COD
mg/L
4.88
全碱度
JDq
mmol/L
2.16
全固形物
QG
mg/L
酚酞碱度
JDft
mmol/L
0
溶解固形物
RG
mg/L
273.6
氢氧根
OH-
mg/L
0
悬浮物
XG
mg/L
碳酸根
CO32-
mg/L
0
全硅
SiO2
mg/L
21.8
重碳酸根
HCO3-
mg/L
130.8
活性硅
SiO2
mg/L
10.1
硫酸根
SO42-
mg/L
90
铁铝氧化物
R2O3
mg/L
氯根
Cl-
mg/L
13.3
铁
Fe3+
µg/L
305.4
硝酸银
NO3-
mg/L
铝
Al3+
µg/L
99.71
磷酸根
PO43-
mg/L
1
铜
Cu2+
µg/L
20.11
钾离子
K+
mg/L
4.3
钙离子
Ca2+
mg/L
38
钠离子
Na+
mg/L
17.64
镁离子
Mg2+
mg/L
8.46
氨
NH3
mg/L
1.5
1.3.2机组的额定蒸发量
200MW、300MW、600MW锅炉额定蒸发量分别为670t/h、1025t/h、1900t/h；600MW锅炉定位汽包锅炉，1000MW锅炉定位直流锅炉。
1.4课程设计内容
1.4.1火力发电厂锅炉补给水水量的确定；
1.4.2水源水质资料及其他资料；
1.4.3离子交换系统选择；
1.4.4水处理系统的技术经济比较；
1.4.5锅炉补给水处理系统工艺计算及设备选择；
1.4.6管道、泵、阀门的选择；
1.4.7流程图、设备平面布置图以及主要单体设备图。
1.5课程设计要求
1.5.1遵守学校的规章制度与作息时间；
1.5.2按照布置的课程设计内容，认真计算、校核、绘图；
1.5.3按照课程设计内容要求，提供打印的设计说明书、计算机绘制的工程图；
1.5.4独立完成课程设计，要求方案具有正确性与先进性，且论述清楚透彻，绘图整洁、符合规范。
1.6课程设计成果
1.6.1水处理平面布置图
1.6.2水处理工艺流程图
1.6.3Φ600纤维精密过滤器设备图
1.6.4DN2800阳离子交换器结构图这里的图每个人的不一样，要注意！
！
1.6.5DN2800阴离子交换器结构图
1.6.6DN2000体内再生混床设备图
1.6.7Φ1200碱计量箱设备图
1.6.8碱储罐设备图
1.7课程设计安排
1.7.1第一周：
课堂讲解、课程设计任务布置，进行有关工艺流程计算；
1.7.2第二周：
继续进行有关工艺流程计算，及设备的选型、比较等，并进行平面布置图和流程图的手工绘制；
1.7.3第三周：
进行上机用CAD进行绘制有关设备工程图。
1.7.4第四周：
进行上机对课程设计书进行编写。
第二章课程设计说明书
2.1课程设计意义
此次水处理课程设计根据机组要求对其水处理系统进行了设计计算，基本能够达到改善锅炉补给水水质，使锅炉的水汽品质控制在合格指标以内，以满足锅炉补给水的要求，从而减缓锅炉炉内的结垢和腐蚀，延长化学清洗周期。
目的在于进一步巩固和加深我们的理论知识，并结合实践，学以致用。
通过对火力发电厂锅炉补给水处理课程设计，使我们了解火力发电厂锅炉补给水处理的流程设备及管道的流向。
2.2设计的方案选择
2.2.1设计依据和范围
按照《火力发电厂锅炉补给水处理设计》的要求，并查阅相关书籍，如《水处理工程》、《化工工程制图》、《AutoCAD2000应用教程》、《工业锅炉实用设计手册》等，根据水源水质数据、机组规模、系统的水质指标，计算后选择恰当的水处理方案和主要设备，在手工绘制出相应的流程图及总体布局平面图同时，运用CAD绘制设计出相应的设备。
2.2.2工艺方案的选择
补给水处理工艺流程是根据出水要求和机组容量的大小等因素综合确定的。
（1）水质中强酸阴离子含量计算结果为2.63mmol/L，碳酸盐硬度为0mmol/L，硬度为0mmol/L，其中强酸跟阴离子含量高，所以该方案选择弱型床。
（2）进水中CO2含量为2.26mmol/L，，大于0.5mmol/L，因此方案必须采用除碳器。
同时，根据计算所得除碳器的喷淋密度为56.88m3/（m2.h），小于60，选择大气式除CO2器。
（3）夏季水质中悬浮物含量为0，小于50mg/L，所以方案采用混凝过滤，不采用澄清池。
又根据计算和经济比较，过滤系统采用单层石英砂无阀滤池，进行接触混凝过滤，，在反冲洗过程中，可以自动进行，无阀滤池的滤后水位位于滤池上部，便于操作人员观察，若水质不合格，能及时发现，确保出厂水质达标。
（这里容易出错，老师的重点也在这里！
！
）
（4）由于水源水质中的强酸根阴离子含量高，若采用采用强碱阴离子交换器除盐，设备的负荷量大，不经济，因此采用弱碱-强碱复床、阳床一级除盐再加混合离子交换系统，出水水质能达到锅炉运行的要求。
2.3工艺说明
关于工艺方案的选择，主要是根据建厂的原始资料，如水源的水质和机组对水质、水量的要求等进行的。
选择的方案，应能将去水源的水处理到满足该机组对水质的要求。
从系统运行的可靠性与设备投资的经济性角度出发，确定该补给水处理的整个过程包括预处理和后阶段处理两部分。
先采用预处理，包括混凝、澄清及过滤处理；在进行后阶段处理，即先后采用一级除盐系统和二级除盐系统处理，最终使出水水质达到机组运行的要求。
为了保证锅炉的安全运行，使水质达到的要求，水处理系统工艺流程为：
原水→单层滤料无阀滤池→清水箱→清水泵→阳离子交换器→除碳器→中间水箱→阴离子交换器→混合离子交换器→除盐水箱→除盐水泵→主厂房→补给水箱。
2.4构筑物与设备的工艺设计
预处理过程中设于室外的设备有机械搅拌澄清池、无阀滤池及再生系统的酸罐、碱罐，设置于室内的有阴、阳离子交换器、除盐水箱、除碳器、混床、泵等设备，整个工艺由流程计算机自动监控。
在建筑物中给予各个设备的相对位置和大小，以及管道的连接。
第三章课程设计计算书
3.1给水处理系统供水量
表一补给水处理系统的计算
序号
计算项目
公式
采用数据
结果
说明
1
厂内正常水汽损失量（m3/h）
D1=D×=670×4×2.0%+1025×3×1.5%=99.73
99.73
125～200MW、300～600MW以上机组厂内D1为最大连续蒸发量的2.0%、1.5%
2
锅炉排污量（m3/h）
=0.3%
17.27
该设计取排污率为0.3%
3
启动或事故增加的损失量（m3/h）
6%
1025m3/h
61.50
100MW以上机组启动或事故增加的损失量取最大一台锅炉最大连续蒸发量的6%
4
锅炉正常补给水量（m3/h）
D1=111.15DP=18.21
117
D3=D4=D5=D6=0
5
锅炉最大补给水量（m3/h）
Q’max=D1+D2+D3+D4+D5+D6+Dp
D1=111.15D2=123DP=18.21
178.5
D3=D4=D5=D6=0
6
水处理系统出力（m3/
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