火力发电厂水处理系统设计毕业设计.docx

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火力发电厂水处理系统设计毕业设计

目

录

1概述.......................................................................................................................................1

2厂址选择及厂房布置............................................................................................................3

2.1厂址选择的基本条件...................................................................................................3

2.1.1厂址选择要贯彻下列原则：

.............................................................................3

2.2建厂地区的地理，地质及气象条件...........................................................................4

2.3厂址选择...................................................................................................................4

3设计参数.................................................................................................................................6

3.1原始资料......................................................................................................................6

3.2水汽质量标准..............................................................................................................7

4水处理主要工艺的论证及选择...........................................................................................12

4.1锅炉补给水处理系统.................................................................................................12

4.1.1.常用除盐方式技术性的比较...........................................................................12

4.1.2常用除盐方式的经济性比较...........................................................................13

4.1.3预处理系统的选择..........................................................................................14

4.1.4反渗透进水前处理系统..................................................................................14

4.2凝结水精处理系统.....................................................................................................14

4.3循环水处理系统........................................................................................................15

4.4废水处理系统............................................................................................................16

5工艺计算...............................................................................................................................17

5.1补给水系统工艺计算.................................................................................................17

5.1.1补给水处理系统出力计算..............................................................................17

5.1.2除盐系统工艺计算..........................................................................................18

5.1.3预除盐系统工艺计算......................................................................................27

5.2凝结水处理系统工艺计算.........................................................................................30

5.3循环水处理系统的工艺计算.....................................................................................33

5.3.1冷却水量的确定..............................................................................................33

5.3.2循环冷却水补水水量的确定...........................................................................34

5.3.3循环水补充水处理工艺计算...........................................................................34

6主要设备选型......................................................................................................................38

6.1锅炉补给水处理系统主要设备选型..........................................................................38

6.2凝结水精处理系统主要设备选型.............................................................................39

6.3循环水处理系统的主要设备选型.............................................................................39

6.4废水处理系统主要设备选型.....................................................................................40

参考文献.................................................................................................................................41

专题论文部分..........................................................................................................................43

翻译部分.................................................................................................................................52

英文原文..........................................................................................................................52

中文译文..........................................................................................................................64

致谢.........................................................................................................................................73

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第1页

1概述

水是电厂锅炉系统中能量传递与转换的介质，其品质的高低直接影响设备的安全性与

经济性。

近年来，随着电力工业的发展，高参数、大容量发电机组在我国相继建设投产，

对火电厂的水质处理也提出了越来越严格的要求。

为降低锅炉管的腐蚀速率，减小炉管沉

积物与结垢量，提高蒸汽品质，延长相关设备的使用年限，减少污染物的排放量，必须对

锅炉补给水、凝结水、循环水、废水等一系列相关的水进行除盐等处理。

电厂水处理主要分为四大部分，分别是锅炉补给水处理、凝结水精处理、循环水处理

以及废水处理。

其中锅炉补给水处理、凝结水精处理直接影响锅炉的腐蚀、结垢、积盐程

度，对机组经济、安全运行意义重大。

早期的电厂锅炉用水是以蒸馏法为基础的，但随着机组容量的增加，水质和制水量都

难以满足生产要求。

自20世纪40年代发明了离子交换树脂后，锅炉补给水的制备是以离

子交换树脂的离子交换反应为基础的，由此满足了大型电厂锅炉对水质和水量的要求。

其

典型的制水系统为阳床+阴床+混床，出水水质在0.07~0.2μS/cm之间，达到了一级试剂用

水的标准。

随着高参数、大容量、超临界机组的相继投产及水资源污染的日益加重，如何

经济、高效地去除水中有机物与离子更另人关注。

从20世纪60年代开始，反渗透（RO）技术的开发与应用日益广泛，单级反渗透脱盐

率目前已达99.5%，为制备电厂锅炉用水提供了一种新的方法；从20世纪70年代开始，

在许多制水工艺中它代替了阳床+阴床+混床的一级除盐系统。

从20世纪90年代开始，由电渗析（ED）技术发展起来的电除盐（EDI）在许多制水

工艺中代替了混床，RO+EDI提供了一个连续运行、无酸碱再生、经济环保的除盐制水系统。

当传统预处理被超滤（UF）和微滤（MF）替代时，即组成所谓的集成膜处理系统（IMS）

UF+RO+EDI，也即全膜处理系统；其出水电导率可达0.057~0.067μS/cm，出水水质完全满

足电厂锅炉补给水的要求，是一种环保型的除盐系统。

与传统的离子交换除盐相比，全膜

处理法具有连续生产、出水水质稳定、无人值守、不用酸碱、设备紧凑、运行经济等优点，

是锅炉补给水处理的发展方向。

本设计主要是根据现阶段国内外水处理技术的现状，设计600MW锅炉的水处理工艺，

其中主要包括锅炉补给水处理、凝结水精处理、循环水处理以及废水处理四个系统，其水

汽循环系统主要工艺流程如图1所示。

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图1发电厂水汽循环系统主要流程

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2厂址选择及厂房布置

2.1厂址选择的基本条件

火力发电厂的厂址选择是一项政治、经济和技术性的工作。

厂址选择应根据国民经济

建设计划、工业布局的要求，燃料基地分布情况、电力系统规则、运煤或输电，并结合地

区建设计划、符合的发展和自然条件等因素来考虑。

2.1.1厂址选择要贯彻下列原则：

1、满足生产

要认真落实并解决好火力发电厂的燃料供应、水源、对外交通（尤其是铁路专用线）、

电力和热力符合、除灰、出线、地形、地质、地震、水文、气象、环境保护等主要技术条

件，并留有适当的余度，以满足生产，使用方便，为电厂建成投产后的安全、稳发、经济

喝了创造条件。

2、节约用地

在满足生产工艺流程和施工条件下，用地应紧凑，因地制宜的合理利用坡地、荒地等

建厂，不占或少占良田。

3、近水靠煤

要确保水资源充足、落实可靠。

厂址应当尽量靠近水源，以减少扬程、缩短管道、降

低运行费用。

在缺水地区，应采取措施来节约用水，入烤炉工业用水、除灰用水的回收与反复利用，

以及冷却塔装设出水器减少水量消耗等措施，以扩大电厂的可装机容量。

火力发电厂的燃料主要立足于煤，这是我国丰富的煤炭资源所决定的。

今后火电厂建设的

重点是坑口电站，主要在煤炭基地建设电站群，逐步形成大型电力基地。

4、运输方便

要搞好电厂所需要燃料的连续供应，使机组不间断的运行，一确保电力的正常输出。

因此，在厂址选择中，交通运输是否方便，是应该统一考虑的一个很重要的因素。

特别是

对于一个大型电厂尤为重要。

厂址的交通条件如铁路、公路、水运码头等设施应全面地详

细研究，合理安排。

应当指出，选用不同的运输方式都会影响厂区的方位、位置以及用地

大小和形状。

所以运输方式的选择宜注意选择运量大、运费低、运输迅速和灵活性较高的

运输方式，达到短捷、方便、安全、经济、合理的目的

5、地质可靠

要搞清楚所选厂址范围内的地质构造和区域地质情况。

在保证安全和正常使用的前提

下，建筑物应尽量采用天然地基。

厂址不宜选在以下地区：

（1）有可开采的有价值的矿藏上;

（2）对厂区有直接危害或潜在威胁的不良地质现象发育地段；

（3）岩溶发育地段；

（4）活断层和九度以上地震区，大型电厂应避免建在九度地震区；

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（5）三级湿陷性黄土地区；

（6）文化遗址、文物、古墓、风景区等。

6、环境保护

要切实做好环境保护的共组，冰雪要编制环境影响报告书。

窝风盆地会造成烟尘弥漫

不散，不适宜选作厂址。

厂址不应靠近风景游览区以及产染病中心地点。

弃置各种废料，

应不妨碍企业的生产、生活和卫生条件。

应注意采取所示处理“三废”，化害为利，变废为宝积极开展综合利用，防治废气、

废水、废渣、粉尘、垃圾、反射性物质等有害物质以及噪声、震动、恶臭等对环境的污染

和危害。

7、灰场足够

要重视灰场的选择。

电力生产的实践证明，燃煤电厂一定要要有储灰场。

建设灰场既

是保证电厂正常生产的必要手段，也是治理灰渣污染的主要措施。

过在厂址选择上，应同

时选择足够大的储灰场，并与工程同时设计、同时施工、同时投产，以确保电厂发电，避

免因灰渣无法处理而使生产困难。

8、考虑发展

要全面规划、处理好电厂远景发展和近期建设的关系。

根据电力工业先行的特点，应

本着远近结合，以近为主的原则，充分考虑发展，留有扩建余地。

9、利于建设

要有一定的施工场地。

满足永久建（构）筑物所需要的场地外，周围应有适当的比较

开阔的施工场地，拆迁量应少，为加快施工完成和算段建设周期创造有利条件。

10、有利协作

要考虑燃料、交通运输、供水、排水、通讯、修配、生活福利等公用设施方面与邻近

企业协作的可能以及和城市规划结合等情况。

11、方便生活

要合理选择和妥善安排生活区的位置。

注意“工农结合、城乡将诶和、有利成产、方

便生活”。

2.2建厂地区的地理，地质及气象条件

1、锅炉性能设计的空气环境温度

2、多年平均大气压力

3、极端最高汽温

4、极端最低气温

5、多年平均相对湿度

6、多年年平均降水量

7、多年年最大降水量

8、风速最大

20℃

1012.3hpa

40.6℃

-22.6℃

69%

848.1mm

1297.9mm

24m/s

2.3厂址选择

拟建电厂位于XX市北郊，因为XX常年盛行东风，电厂排出的有害物质不会影响

人们的生活，另外，北郊靠经大运河，方便提供电厂用水。

3.1原始资料

（1）锅炉蒸发量:

D=2000t/h

（2）过热蒸汽压力:

25.4Mpa

（3）过热蒸汽温度:

540℃

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3设计参数

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（4）

（5）

（6）

（7）

（8）

再热蒸汽流量:

1604.3t/h

再热蒸汽进口压力：

4.61Mpa

再热蒸汽出口压力：

4.42Mpa

再热蒸汽进口温度：

297℃

再热蒸汽出口温度：

570℃

（9）给水温度：

277℃

（10）周围环境温度：

20℃

（11）原水水质分析数据如下：

样品名称

取样日期

运河水样

2006.08.23

取样地点

分析日期

运河泵房

2010.08.23~2010.08.30

名称

浑浊度

游离二氧

化碳

耗氧量

全固形物

溶解固形

物

悬浮物

符号

外状

PH值

CO2

COD

单位

mg/L

结果

微浊

6.98

9.7

5.1

147.6

123.8

23.8

名称

全硬度

碳酸盐硬

度

非碳酸盐

硬度

负硬度

全碱度

酚酞碱度

氢氧根

碳酸根

符号

JDq

JDft

OH-

CO32-

单位

mmol/L

mg/L

结果

1.55

1.23

0.32

1.23

全硅

SiO2

mg/L

18.5

重碳酸根

HCO3

mg/L

75.03

活性硅

SiO2

mg/L

9.7

硫酸根

SO4

mg/L

12.63

铁铝氧化

物

R2O3

mg/L

氯根

Cl-

mg/L

7.10

铁

铝

Fe3+

Al3+

μg/L

420

硝酸根

磷酸根

NO3-

PO43-

mg/L

4.55

0.133

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铜

Cu2+

μg/L

钾离子

K+

mg/L

1.25

钙离子

μg/L

24.32

钠离子

mg/L

4.02

镁离子

Mg2+

μg/L

4.05

氨

NH3

mg/L

0.05

3.2水汽质量标准

600MW超临界机组水汽质量监督标准

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4水处理主要工艺的论证及选择

4.1锅炉补给水处理系统

早期的电厂锅炉用水是以蒸馏法为基础的，但随着机组容量的增加，水质和制水量都

难以满足生产要求。

20世纪40年代发明离子交换树脂后，制取锅炉除盐水是以离子交换

树脂的交换反应为基础的，由此满足了大型电厂锅炉对水质与水量的要求。

其典型的制水

系统为阳床+阴床+混床，出水水质在0.07~0.2μS/cm之间，达到了一级试剂用水的标准。

随着高参数、大容量、超临界机组的相继投产及水资源污染的日益加重，如何经济、高效

地去除水中有机物与离子更另人关注。

从20世纪60年代开始，反渗透（RO）技术的开发与应用日益广泛，单级反渗透脱盐

率目前已达99.5%，为制备电厂锅炉用水提供了一种新的方法；从20世纪70年代开始，

在许多制水工艺中它代替了阳床+阴床+混床的一级除盐系统。

从20世纪90年代开始，由电渗析（ED）技术发展起来的电除盐（EDI）在许多制水

工艺中代替了混床，RO+EDI提供了一个连续运行、无酸碱再生、经济环保的除盐制水系统。

当传统预处理被超滤（UF）和微滤（MF）替代时，即组成所谓的集成膜处理系统（IMS）

UF+RO+EDI，也即全膜处理系统；其出水电导率可达0.057~0.067μS/cm，出水水质完全满

足电厂锅炉补给水的要求。

4.1.1.常用除盐方式技术性的比较

蒸馏、离子交换、电渗析、反渗透、电除盐等除盐方式分别在不同的历史时期承担着

主要的去除水中溶解离子的重任。

蒸馏是早期电厂锅炉用水的主要制备方式，随着多级闪

蒸等技术的出现，到目前为止，仍然是一种主要的海水淡化方式。

20世纪60年代末期定

型的一级除盐+混床的除盐模式，是目前应用最广泛、最经典、最通用的除盐方式也是除

盐最彻底的除盐方式。

电渗析在20世纪60年代至80年代的苦咸水初级除盐中应用广泛，

但随着反渗透技术的出现，电渗析在除盐领域的应用逐渐被反渗透技术取代。

反渗透已成

为目前海水淡化中比重最大的、最经济的除盐方式。

而在电渗析淡水室中添加阴阳树脂，

彻底除去淡水中的盐分，是目前热门的终端除盐方式。

以下为各种除盐方式的技术性比较。

（1）蒸馏法出水品质不如离子。

对于高含盐量水，其经济性不如RO；对于低含盐量水，

其经济性不如离子

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