H01电厂化学专业设计说明书最终版.docx
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H01电厂化学专业设计说明书最终版
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化学部分
水处理系统技术规范书
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1概述
1.1工程规模
工程规模：
本项目为能源综合利用扩建一台25MW机组。
1.2设计依据
1.2.1（待签）；
1.2.2现行有关的国家有关法律、法规、标准、规范及行业标准、规定。
1.3机组型式
余热锅炉2X130t/h+80t/h
最大连续蒸发量：
高压：
340t/h
蒸汽压力：
高压：
9.8MPa（g）
蒸汽温度：
高压：
540℃
汽轮发电机
额定功率：
25MW
蒸汽额定压力：
高压：
9.8MPa
蒸汽额定温度：
高压：
535℃
冷却方式：
湿冷
1.4水源和水质
1.4.1水源：
本工程补充水水源为：
经预处理及软化后的长江水。
1.4.2水质：
尚未收到正式水质报告，暂时按照从各方面搜集到的长江水水质资料，如下表：
水质分析表
序号
项目
含量
序号
项目
含量
1
PH值
7.49
13
CODMn
1.72mg/L
2
电导率
151us/cm（25°C）
14
Fe2+
0.04mg/L
3
Ca2+
20.6mg/L
15
Fe3+
0.07mg/L
4
NH4+
0.25mg/L
16
Mg2+
3.99mg/L
5
总硬度
68.0mg/L（以CaCO3计）
17
总固体
103mg/L
6
碳酸盐硬度
6.1mg/L（以CaCO3计）
18
溶解性总固体
90mg/L
7
非碳酸盐硬度
61.9mg/L（以CaCO3计）
19
悬浮性总固体
13mg/L
8
总碱度
92.7mg/L（以CaCO3计）
20
Cl-
7.81mg/L
9
甲基橙碱度
92.7mg/L（以CaCO3计）
21
SO42-
21.8mg/L
10
酚酞碱度
0mg/L（以CaCO3计）
22
HCO3-
113mg/L
11
游离二氧化碳
2.04mg/L
23
NO2-
0.026mg/L
12
OH-
10-6.51mol/L
24
NO3-
1.14mg/L
1.5水汽质量标准执行国标《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》（GB/T12145-2008）标准。
具体如下：
介质名称
分析项目
指标
蒸汽质量标准
二氧化硅
≤20g/kg（标准值）
≤10g/kg（期望值）
钠
≤5g/kg（标准值）
≤2g/kg（期望值）
铁
≤15g/kg（标准值）
≤10g/kg（期望值）
铜
≤3g/kg（标准值）
≤2g/kg（期望值）
氢电导率（25℃）
≤0.30μS/cm（标准值）
≤0.15μS/cm（期望值）
锅炉给水质量标准
氢电导率（25℃）
≤0.30μS/cm（标准值）
溶解氧
≤7g/L
铁
≤30g/L（标准值）
铜
≤5g/L（标准值）
二氧化硅
应保证蒸汽二氧化硅符合标准
锅炉给水质量标准
（全挥发处理）
pH（25℃）
8.8～9.3（有铜给水系统）
9.2～9.6（无铜给水系统）
联氨
≤30g/L
TOC
≤500g/L
凝结水质量标准
（凝结水泵出口）
溶解氧
≤50g/L
硬度
≤1μmol/L
氢电导率（25℃）
≤0.30μS/cm（标准值）
发电机内冷水水质
pH（25℃）
7.0～9.0
电导率（25℃）
≤5.0μS/cm
硬度
≤2μmol/L
铜
≤40μg/L
闭式循环冷却水
（全铁系统）
电导率（25℃）
≤30μS/cm
pH（25℃）
≥9.5
1.6本专业设计范围
本工程化学专业设计内容包括如下部分：
目前厂区运行一套出力为70t/h的两级除盐+混床系统及一套出力为400t/h的软化水系统。
现计划利用原有的软化水系统新建一套反渗透+混床工艺，原有的70t/h的除盐水工艺，合并满足整个厂区的除盐水需求。
混床再生部分增加酸碱罐和计量箱。
新建一台250m3的除盐水箱，加上原有一台250m3的除盐水箱（二除盐水箱需连接），共500m3的除盐水贮存能力。
2补给水处理系统
2.1水源
本工程的补给水水源采用经预处理及软化后的长江水。
2.2系统的选择
根据水源水质及高压机组对水汽质量的要求，选择的补给水处理系统为：
经预处理及软化后的长江水→软化水箱→反渗透给水泵→反渗透保安过滤器→反渗透高压泵→反渗透装置→中间水箱→中间水泵→混床→除盐水箱→除盐水泵→厂区管网。
系统连接详见：
H-02图。
2.3系统出水水质控制指标
软化出水控制指标：
浊度：
<1NTU
SDI：
<4
硬度<0.03mmol/L
反渗透出水控制指标：
脱盐率：
≥97％（三年）
回收率：
85％
混床出水控制指标：
硬度≈0μmol/L
二氧化硅≤20μg/L
电导率（25℃）≤0.1μs/cm
来水经过上述系统处理后，出水水质可满足机组对给水品质的要求。
2.4补给水处理系统出力的确定
机组汽水损失情况见下表。
厂区汽水损失表
汽水损失项目
汽水损失量（t/h）
备注
春夏秋
冬
正常汽水损失
20.4
20.4
全厂锅炉总蒸发量的6%
排污损失
6.8
6.8
锅炉最大连续蒸发量的2%
炼钢车间
101
140
业主提供
合计
128.2
167.2
根据上表，新建给水处理系统正常出力按150t/h设计，原有一套处理为70t/h的除盐水系统并用，可满足机组启动或者事故时的最大用水量要求，除盐水箱容积为2×250m3。
2.5主要设备连接及控制方式
整套系统采用程序控制，并具有远方操作功能。
控制内容主要有水箱液位的调节，泵的启停，反渗透的压力保护及自动冲洗，混床的程序制水再生等。
反渗透单元及混床均为母管制。
所有设备的运行、反洗、再生等均采用可编程序器进行程序控制，同时配备上位机，以实现系统LCD监视及设备、泵、阀门的控制室软手操。
就地设电磁阀箱，可就地操作气动阀门。
过滤器用差压表来控制反洗；反渗透膜清洗的周期用产水的电导率控制。
混床的失效控制以周期制水量为主，辅以电导率和硅表监测（硅表检测为每台混床一只）。
主要设备状态、控制指标及信号将送主控室监控。
供方负责整套水处理控制系统的设计、供货及安装和调试。
水处理控制系统由可编程控制器（PLC）、控制机柜、操作员站（LCD显示器和键盘/鼠标）等设备组成。
水处理控制系统的监控信息以通讯方式与机组DCS和MIS连接，重要的监控信息应采用硬接线方式与机组DCS连接，在集中控制室也可对水处理系统实施监控。
在控制室内通过操作员站对系统实施监视和控制，通过系统配置的各项分析和测量仪表，自动按程序控制各设备的运行，同时，对系统的各项操作也可进行人工干预，人工操作可在操作员站上进行，也可在就地电控箱上进行。
所有设备均能就地操作，操作员站上应设有远方/就地操作切换闭锁功能。
PLC的CPU按冗余设计，主CPU和热备用CPU之间采用硬件无扰切换，CPU应设置足够容量的存贮器，考虑40％的备用量。
电源和通讯网络也需按冗余设计。
系统中所有模件应是接插式的，便于更换。
机柜内各种I／O应提供15％的备用点，同时插槽也应留有10％的备用。
水处理控制系统配置两台操作员站，两台操作员站互为备用，其中一台可作为工程师站。
操作员站的配置不低于酷睿22G、2GRAM、500GHD、DVD-ROM，双网卡，带24〃高分辨率液晶显示器（LCD）、鼠标和键盘等。
2.6压缩空气
本次化学部分不设空气压缩罐，混床再生及其他仪用压缩空气从原厂区气源接出。
2.7主要设备数据表
主要设备数据表
序号
名称
规范
单位
数量
1
软化水箱
V=50m3碳钢衬胶
台
2
2
反渗透给水泵
Q=135m3/hP=0.32Mpa
台
3
3
高压泵
Q=135m3/h，P=1.6MPa
台
2
4
反渗透装置
Q=135m3/h脱盐率≥97%回收率85%
套
2
5
冲洗水泵
Q=20m3/hP=0.32Mpa
台
1
6
中间水箱
V=40m3碳钢衬胶
台
1
7
中间水泵
Q=155m3/hP=0.32Mpa
台
2
8
混床
Q=155m3/h，DN2000H阳/H阴=500mm/1000mm碳钢衬胶
台
2
9
除盐水箱
V=250m3（碳钢内表面喷涂聚脲）
台
1
10
除盐水低压泵
Q=120-150m3/hP=0.6Mpa
台
2
11
废水输送泵
Q=40m3/hP=0.32Mpa
台
2
12
反洗水泵
Q=50m3/hP=0.32Mpa（布置在老车间）
台
2
3化学水处理系统布置
本工程设备管道布置受场地影响比较大，没有预留场地扩建，现在原有的机力冷却塔下布置反渗透装置，控制室，软化水箱及中间水箱等，除盐水箱布置在附近室外，另为混床在除盐水箱附近新建一建筑物。
设备布置见H-03。
4工业废水收集
4.1工业废水处理系统范围
工业废水包括反渗透排水、混床再生及排污水等。
设置废水池一座用来收集废水，利用废水泵转移到污水处理车间。
详细组成、水量及处理情况见下表。
全厂工业废水组成及处理概况
序号
废水来源
废水量
废水水质
废水处理情况
一
补给水处理系统
1
反渗透浓排水
约40t/h
经常性，连续，高含盐量
通过地沟排放
2
混床再生及排污水
约85t/次（再生）
经常性，连续，酸碱废水
排放至废水池
反渗透排放的浓水通过排水沟排放至可利用处。
根据混床产生废水量设置120m3酸洗废水池1座，废水输送泵两台，将废水转移至处理系统。
5主要设备技术参数及具体要求：
5.1软化水箱
设备台数：
2台
容积：
V=50m3
箱体型式：
立式
使用条件：
室外布置
设计压力：
常压
设计温度：
常温
介质种类：
软化水
防腐形式衬天然橡胶（共两层，总厚度5mm）
技术要求：
水箱为焊接碳钢结构的长方体式容器，本体内部衬胶厚度为5mm（内层3mm，外层2mm，交叉粘贴）。
水箱应配带4-20mA远传模拟量输出信号的超声波液位计，并具有高低报警功能。
设备本体与管系接口均为法兰连接，管系法兰标准JB/T81。
接口管内流速按无压管道0.5m/s～1m/s，有压管道1.5m/s～2.5m/s考虑。
设备应有如下接口：
（接口相关尺寸最终以设计院出版的定位图为准）
序号
接口名称
接口口径（mm）
型式
压力等级
（MPa）
备注
1
进水口
法兰
1.0
2
出水口
法兰
1.0
3
排污口
法兰
1.0
4
呼吸口
5
人孔
6
溢流口
5.2中间水箱
设备台数：
1台
容积：
V=40m3
设备尺寸：
长X宽X高=4mX5mX2m
箱体型式：
方型立式
使用条件：
室内布置
设计压力：
常压
设计温度：
常温
介质种类：
反渗透产水
防腐形式衬天然橡胶（共两层，总厚度5mm）
技术要求
水箱为焊接碳钢结构的长方体式容器，本体内部衬胶厚度为5mm（内层3mm，外层2mm，交叉粘贴）。
水箱应配带4-20mA远传模拟量输出信号的超声波液位计，并具有高低报警功能。
设备本体与管系接口均为法兰连接，管系法兰标准JB/T81。
接口管内流速按无压管道0.5m/s～1m/s，有压管道1.5m/s～2.5m/s考虑。
设备应有如下接口：
（接口相关尺寸最终以设计院出版的定位图为准）
序号
接口名称
接口口径（mm）
型式
压力等级
（MPa）
备注
1
进水口
法兰
1.0
2
出水口
法兰
1.0
3
排污口
法兰
1.0
4
呼吸口
5
人孔
6
溢流口
5.3反渗透
设备技术参数：
设备套数：
保安过滤器，高压泵，反渗透装置及辅件各两套。
系统范围：
反渗透预脱盐能实现在线运行以及反渗透膜保养冲洗、化学清洗功能，包括从保安过滤器入口至反渗透产水出口之间的所有本体管道、保安过滤器、反渗透高压泵、反渗透装置、阻垢剂加药装置（如有需要）、化学清洗装置、不锈钢管式药品混合器等辅助设施以及相关的全部在线（就地）仪表、管道、附件、阀门、支吊架和其它安装材料。
保安过滤器、反渗透高压泵、反渗透装置为单元制串联连接。
反渗透装置的技术参数：
反渗透装置压力容器的数量及排列方式由供方根据本技术附件提供的水质进行计算并推荐，并经需方确认，但RO装置的正常运行压力不应大于1.5MPa。
设置2套反渗透预脱盐装置，每套都能单独运行，也可同时运行。
膜元件采用低压复合抗污染膜，膜使用寿命不小于4年。
进口膜推荐陶氏产品，国产膜推荐时代沃顿产品。
RO膜元件的设计水通量应不大于各膜元件制造厂商《导则》规定的最大水通量值，并应选用合理的设计水通量，保证膜元件正常运行和合理的清洗周期。
RO系统的给水加药种类及加药点，化学清洗液的选择应根据给水水质和所选用反渗透膜组件的特性确定。
RO系统各段给水及浓水进出水总管上应设有接口及阀门，以便清洗时与清洗液进出管相连。
产品水管上应装设防爆膜。
RO系统浓水排水须装流量控制阀（稳流阀），以控制水的回收率。
RO系统应设有程序启停装置，停用后能延时自动冲洗。
RO系统产品水管和浓水管应设取样点，取样点的数量及位置应能有效地诊断并确定系统的缺陷。
RO膜组件应安装在组合架上，组合架上应配备全部管道及接头，还包括所有的支架、紧固件、夹具及其它附件。
RO组合架的设计应满足厂址的抗震烈度要求和组件的膨胀要求。
供方应提供每根膜元件的出厂检测报告。
反渗透应设段间清洗。
膜壳采用美国codeline、英国WAVECYBER或哈尔滨乐普产品。
反渗透低压部分管道采用西班牙CEPEX公司或台湾环琪优质UPVC产品。
高压泵的技术参数：
高压泵出口应装设慢开门装置（控制阀门开启速度）和压力开关（进口产品），以防膜组件受高压水的冲击及延时压力高报警及停泵。
电动慢开阀的开启时间为30－45S。
高压泵进口应装压力开关（进口产品），当进口压力低于设定值时，向控制室发出报警信号并延时停泵。
高压泵采用进口产品，出力及扬程应满足工艺系统的要求。
供方在采购合同中应提供高压泵的详细资料。
高压泵及附件的材料均采用316SS不锈钢。
具有体积小，效率高，噪声低，维护量小，节省能源的特点。
高压泵采用格兰富或滨特尔进口产品。
密封装置应考虑耐腐蚀。
高压泵包括连轴器应满足<5丝的震动要求。
保安过滤器出口至反渗透进口管（含反渗透框架内进口管）及反渗透系统内所有配套的管道、阀门、管件均采用304SS不锈钢材质，酸洗系统采用碳钢衬塑管道。
保安过滤器的技术参数：
（包含清洗装置的过滤器）
保安过滤器的结构应满足快速更换滤元的要求。
进入保安过滤器的水管上应设排放阀。
保安过滤器的滤元过滤精度应为5μm，保安过滤器采用大流量折叠式滤芯。
保安过滤器的外壳材质采用304SS不锈钢。
保安过滤器滤元表面运行滤速应不大于10m3/m2.h（以滤芯表面积计）。
保安过滤器入口阀之前的水管上应设排放阀。
反渗透清洗装置的技术参数：
反渗透装置清洗装置能满足反渗透装置清洗的要求。
反渗透清洗装置为成套组合式，主要包括清洗溶液箱、保安过滤器、清洗水泵、控制柜和系统内的所有管道、阀门及附件。
与反渗透膜组件连接的可拆卸管道、接头、仪表及控制柜等，它们全部组装在一个钢制底盘上。
单元内部动力电缆及控制电缆由供方提供并敷设。
清洗溶液箱材质采用碳钢衬胶，清洗箱内应设置电加热装置。
反渗透运行控制要求：
供方应随工艺设备成套配供仪表柜，仪表盘，仪表支架、电磁阀箱，配电柜等控制系统所必须的控制设备及测量装置。
供方提供的反渗透装置系统能够在除盐水PLC控制系统下，全自动无人操作运行，包括系统正常运行、系统的所有保护、反渗透装置的水冲洗和清洗等。
每套反渗透装置设置一套就地仪表盘、一套就地控制装置。
在就地仪表盘上可读出反渗透系统有关工艺运行参数。
在就地操作盘上能启停高压泵及有关的电动门或气动门。
供方应将反渗透系统所有的工艺运行参数、报警信号、泵的过载及高低压报警等信号发送至PLC控制系统，以实现对其进行全面监控。
每套反渗透装置的高压泵进口应装有低压保护开关和高压保护开关。
当供水压力不足使高压泵入口压力低于某一设定值时（正常为0.15MPa），能自动发出信号并联锁停止高压泵，保护高压泵不空转。
当因其他原因误操作，使高压泵出口压力超过某一设定值时，高压泵出口高压保护开关应能自动联锁切断高压泵供电，保护系统不在高压下运行。
当反渗透装置投入运行时，为防止高压泵突然起动升压产生对反渗透膜元件的高压冲击，在每套反渗透装置的高压泵出口与反渗透膜组件间设一个电动慢开门，可由中央控制盘可编程控制器控制阀门缓慢打开，使膜元件逐渐升至一定压力后再投入运行。
在反渗透装置产水侧设有爆破装置，在超压情况下，能自然爆破泄压，以保护反渗透膜元件。
在反渗透停止运行需冲洗时，系统应能发出信号由就地控制盘或除盐水PLC控制系统自动开启水冲洗系统冲洗水泵、气动阀、浓水侧气动阀和产水侧气动阀，对反渗透进行自动水冲洗。
就地控制盘应留有与除盐水PLC控制系统足够的硬接线接口，以实现除盐水PLC控制系统对整套RO装置的监控。
5.4混合离子交换器
设备技术参数
设备台数：
2台
设备直径：
DN2000
设计压力：
p=0.65MPa
工作压力：
p=0.60MPa
试验压力：
p=0.81MPa
工作温度：
5～50℃
设备运行流速：
V=35～60m/h
再生方式：
体内再生
单台设备树脂装载高度：
h阳=500，h阴=1000mm
装载树脂型号：
待定
内部再生液介质：
NaOH浓度为3～5%；HCl浓度为3～5%。
防腐形式衬天然橡胶（共两层，总厚度5mm）
出水水质指标：
SiO2<20μg/L电导率（25ºC）<0.2μs/cm
技术要求：
设备本体材质为碳钢（Q235－B），所有主焊缝应为埋弧自动焊焊接。
壁厚不小于14mm，封头壁厚不小于16mm，多孔板的厚度不小于32mm，内表面衬两层天然半硬质橡胶3+2mm，衬橡胶厚度不应小于5mm。
设备采用硫化罐整体硫化。
设备寿命保证30年。
衬里面应延到法兰结合面，并经20000伏电火花检验无漏电。
交换器内的配水和集水装置，确保整个树脂层水流均匀，避免偏流现象。
设备内部有100％的反洗膨胀空间。
顶部进水分配装置型式为多孔挡板，底部集水装置为衬胶多孔板配水帽，采用不锈钢（316L）水帽缝隙为0.25±0.05mm。
中间排水装置母支管式（支管为滤元，缝隙为0.25mm），母管和支管材质为不锈钢（316L）。
支管为T梯形绕丝结构（316L），底部装置为多孔板水帽式；多孔板的板材为整体无焊缝钢衬胶；水帽材质为不锈钢（316L）。
上述所有装置应有可靠的加固措施以防止弯曲变形，设备内部所有支撑、支架、螺栓、螺母、垫圈等均应采用不锈钢316L。
设备本体上设人孔和窥视孔，满足检修和运行反洗等观察需求。
设备进、出口各设置一个耐腐蚀取样阀。
取样阀集中布置于设备前部，配不锈钢取样槽，取样槽带不锈钢（321）排水管。
设备本体上设侧人孔两个（配吊盖），窥视孔五个，窥视孔位置分别在：
树脂层底部一个，树脂层分界面（阴阳树脂层分界面处各一个）共两个，膨胀层高度两个（呈180布置）。
窥视孔旁预留照明用灯的支脚。
设备本体进、出水管配有耐腐蚀膜片式压力表、表前一次阀门和气动隔绝阀。
设备出水管配有比电导率和二氧化硅化学分析仪表和气动隔绝阀。
设备本体进出水阀要求安装一只手动阀门，为衬胶隔膜阀或不锈钢阀，所有气动（电动）阀门用衬胶隔膜阀或不锈钢阀。
设备外防腐环氧富锌底漆三道，环氧富锌面漆3道，面漆颜色由业主方确定。
设备本体接口及管系均为法兰连接，法兰标准JB/T81，接口管内流速无压管道0.5m/s～1m/s，有压管道1.5m/s～2.5m/s。
管系中至少应有下列接口：
（接口相关尺寸最终以设计院出版的定位图为准）：
序号
接口名称
接口口径（mm）
型式
压力等级
（MPa）
备注
1
进水口
法兰
1.0
2
出水口
法兰
1.0
3
反洗进水口
法兰
1.0
4
反洗排水口
法兰
1.0
5
正洗排水口
法兰
1.0
6
进酸口
法兰
1.0
7
进碱口
法兰
1.0
8
进压缩空气口
9
排气口
法兰
1.0
10
取样口
法兰
1.0
11
排脂口
法兰
1.0
12
进脂口
法兰
1.0
13
仪表测点
法兰
1.0
5.5泵的总的要求
5.5.1总述
水泵采用卧式水泵（废水输送泵除外），水泵的流量（预留20%富裕量，便于树脂少量破碎后仍能够达到系统最大流量）、扬程、材质及数量应满足系统用水水量的要求，中间水泵过流材质为316不锈钢、除盐水泵和再生水泵过流材质为304不锈钢。
轴承采用进口SKF轴承，水泵采用机械密封形式，机械密封采用博格曼或同等产品。
软化水泵、中间水泵、除盐水泵必须采用变频控制。
泵组出口设止回阀和气动蝶阀，出口汇集母管加装二次门，水泵性能要求：
1）泵的流量、扬程、效率在正常运行点下不允许有负偏差。
2）泵的最小流量不超过额定流量的25％。
3）泵体铸成光滑的内腔，外表面无鼓泡、砂眼和其它缺陷。
4）叶轮应封闭、精加工和保持平衡以消除振动，并用键固定到泵轴上。
5）轴应有足够尺寸满足传送泵的总负荷要求，并能满足传送泵的总负荷转矩的需要，而没有过量的扭转、振动、变形和弯曲。
6）轴的整个表面被磨削到精确尺寸。
7）轴套应有光滑的表面，允许密封处有最小压力以防止泄漏。
8）在蜗壳所有低点和可以排放的所有其它点均应装设排放点。
9）各蜗壳高点均应装设排气阀。
10）所有泵的密封应为机械密封。
11）同型号的泵并联运行时，在泵的运行范围内，各泵的负荷分配偏差限制在5％以内。
12）在各种允许工况下均保证水泵不发生汽蚀。
13）水泵的结构强度考虑地震力的影响。
14）水泵的结构强度考虑便于检修拆装的要求。
15）水泵根据其输送介质需选用材质，废水泵及废水输送泵材质并需耐磨。
16）泵组（1500r/min以下）的振动值:
轴承座处的双振幅值≤0.06mm，泵组（1500r/min至3000r/min）的振动值:
轴承座处的双振幅值≤0.04mm。
17）需方要求变频泵采用变频自动调节，并可在就地盘上手动调节。
变频器需要自带变频器控制机柜，输入信号为4～20
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