电厂锅炉补给水和凝结水处理工艺设计1.设计任务1.1设计目的通过本设计，熟悉并掌握电厂给水处理工程设计所涉及的内容、原理及方法，为此，本设计需要达到如下目的：（1）具备收集设计基础资料、分析资料和自我学习的能力；（2）具备系统选择的能力；（3）具备处理构筑选型和计算的能力；（4）具备总平面布置和高程布置的初步能力；（5）具备编写设计计算说明书的初步能力。

1.2设计内容针对给定水质全分析资料、锅炉和汽机的有关参数以及所要达到的水质要求，确定补给水处理系统、凝结水精处理系统，并分别进行各种主、辅设备的选型、计算，绘制补给水处理系统图、平面布置图、凝结水精处理系统图及酸碱系统图等系列图纸。

1.3设计要求（1）机组形式和装机容量为2*300MW，锅炉为亚临界压力自然循环汽包炉，额定蒸发量：1000吨/时。

（2）汽水损失：正常运行时汽水损失及事故状况下汽水损失按规定取值；轴承冷却水系统补充水10吨/时；吹灰及点火燃油系统汽水损失10吨/时；化学及暖通用汽10吨/时。

（3）水质分析数据表1水质分析数据水质指单位数值水质指标单位数值标pH值—7.17Na+mg/L 2.7悬浮固mg/L48.3HCO3-mg/L65.88体含盐量mg/L138SO42-mg/L17.9总硬度mmol/L 1.82Cl-mg/L14.8全碱度mmol/L 1.08游离CO2mg/L 4.84Ca2+mg/L27.4（COD）Mn mg/L 1.4Mg2+mg/L 5.4活性SiO2mg/L 6.8 2.水质分析资料的校核水质资料是选择水处理方案和工艺系统、进行设备设计及确定化学药品耗量的重要基础资料，所以水质资料的正确及否，直接关系到设计结果是否可靠。

为了确保水质资料准确无误，必须在设计开始之前，对水质资料进行必要的校核。

校核．就是根据水质各分析项目之间的关系。

验证其数据的可靠性。

水分析结果的校核，一般分为数据性校核和技术性校核两类。

数据性校核式对数据进行核对，保证数据不出出错：技术性校核式根据天然水中各成分的相互关系，检查水分析资料是否符合水质组成的一般规律，从而判断分析结果是否正确。

经过校核如发现误差较大时，应重新取样分析。

校核一般包括以下几个方面。

2.1 阴阳离子含量的校核根据电离平衡原理，水中各种阴离子单位电荷的综合必须等于各种阳离子的各种离子总和。

即∑∑=A K阳离子单位电荷总和为：L mmol Na Mg Ca K 93.199.227.216.124.504.204.2799.2216.1204.2022=++=++=+++∑阴离子单位电荷总和为：L mmol Cl SO HCO A 87.145.358.1403.489.1702.6188.6545.3504.4802.61243=++=++=---∑00006.193.187.193.187.1100=+-=⨯+-=∑∑∑∑K A KA δ %0.2%6.1<=δ所以阴阳离子含量的审查通过。

2.2含盐量及溶解固体的校核L mg Cl SO HCO A58.988.149.1788.65243/=++=++=---∑ L mg Na Mg Ca K 5.357.24.54.2722/=++=++=+++∑ ∑/A------水中除溶解硅酸根外的所有阴离子之和，L mg ； ∑/K ------水中除铁、铝之外的所有阳离子之和，L mg 。

一般溶解固体（RG ）的含量可以代表水中的总含盐量，但由于溶解固体（RG ）的测试方法所得结果是分离了悬浮物的滤液蒸发、干燥所得残渣，并不能完全代表总含盐量，因此，用溶解固形物来校核总含盐量，需做如下校正。

（1）碳酸氢根浓度的校正在溶解固体的测定过程中发生下面反应：↑+↑+→--O H CO CO HCO 222332由于-3HCO 变成-23CO 和O H 2挥发损失，损失量为21122622322≈=+-HCO O H CO （2）其他部分校正实际测得的溶解固体除包括含水中阴阳离子浓度的总和外，还包括胶体硅、 铁铝氧化物、水溶性有机物等，即()--++++=∑∑∑3//32221HCO A K O R SiO RG 有机物全 所以()-+---=∑332221HCO O R SiO RG RG 有机物）（全校 L mg A K RG 08.1345.3558.98)(//=+=+=∑∑校()%8.2%10013813808.13410000=⨯-=⨯-=含盐量含盐量校RG δ %0.5%8.2<=δ 所以含盐量和溶解固体的校核符合。

2.3 pH 的校核实测的pH 值可能存在一些误差，因此利用水中的-3HCO 和2CO 浓度，依据碳酸平衡关系，计算水的理论pH 值/pH ，借此检查实测的pH 值的准确性。

要求其误差δ为2.0/≤-=pH pH δ对于3.8<pH 的水样，/pH 可按下式计算：()[]23/lg lg 37.6CO HCO C pH -+=- 36.711.0lg 08.1lg 37.6=++=所以 2.019.036.717.7/≤=-=-=pH pH δ校正符合要求。

2.4硬度和碱度关系的校核硬度校核L mmol H H H Mg Ca 81.116.124.504.204.27=+=+= 碱度校核[]L mmol HCO A 08.102.6188.653===- 硬度及碱度均及表中所给数据符合。

3.补给水水量的确定已知资料：（1）机组形式和装机容量为2*300MW ，锅炉为亚临界压力自然循环汽包炉，额定蒸发量：1000吨/时；（2）汽水损失：正常运行时汽水损失及事故状况下汽水损失按规定取值；轴承冷却水系统补充水10吨/时；吹灰及点火燃油系统汽水损失10吨/时；化学及暖通用汽10吨/时。

设计机组对补给水水量的要求，除了要能满足正常补给水量外，还要在非正常情况下，也能提供足够的合格补给水量。

非正常情况是指机组启动或是事故状况下对水量的增加需要。

具体的说，设计的补给水水量应满足下列诸方面需要。

3.1汽水损失（1）正常运行时汽水损失1D这部分损失不包括排污及生产和非生产用汽，对于200 MW 以上的机组，为锅炉最大连续蒸发量的1.5%。

30%5.110002%5.11=⨯⨯=⨯•=D n D 吨/时（2）考虑机组启动或事故而要增加的水处理设备出力2D对于100MW 及以上机组，为全厂最大一台锅炉连续蒸发量的6%，所以60%61000%5.12=⨯=⨯=D D 吨/时（3）其他用汽损失3D这部分损失包括生产和非生产用汽，如锅炉点火及燃油系统用汽、吹灰系统用汽、化学及暖通用汽、生活用汽等。

轴承冷却水系统补充水10吨/时；吹灰及点火燃油系统汽水损失10吨/时；化学及暖通用汽10吨/时。

所以301010103=++=D 吨/时（4）闭式热网损失4D经过论证，如果这部分水需要由化学补给水系统提供的话，那么其正常补给水量按热网水量的1%～2%考虑，或根据需要取值。

该数据包括启动等非正常情况的需要、但正常及非正常损失之和不得小于20吨/时。

20%21000%24=⨯=⨯=D D 吨/时（5）锅炉排污损失p D不论正常及非正常情况，排污率P 均按规定的最大值取值，此时排污量为20%110002%=⨯⨯=••=P D n D p 吨/时3.2补给水水量的计算化学补给水处理设备的正常供水量/n Q 为P n D D D D Q +++=431/10020203030=+++=吨/时化学补给水处理设备的最大供水量/m ax Q 为P D D D D D Q ++++=4321/max1602020306030=++++=吨/时向给水系统正常补充的补给水量w Q 为P w D D D Q ++=3180203030=++=吨/时正常情况下锅炉给水系统补水率w a %为%8.7%100201000801000000=⨯+=⨯+=P W w D D Q a4.水处理系统选择水处理系统的选择是非常重要的，因为系统选择的好坏，直接关系到以后运行的安全性和经济性。

因此，应当根据锅炉型式、蒸汽参数、减温方式、原水水质等因素，并考虑技术、经济两方面因素对系统进行综合比较，选择合理的水处理系统。

4.1离子交换系统的选择4.1.1系统选择（1）根据锅炉参数选择系统对于本设计的锅炉，即亚临界汽包锅炉，它们对炉水和给水水质要求很高，必须采用一级复床除盐加混床系统；某些情况下，可以采用简化的一级复床除盐加混床系统、二级复床除盐和二级复床加混床系统。

（2）根据锅炉减温方式选择系统采用混合式减温，减温灵活度比较大，对减温水水质要求很严，特别是2SiO ，其含量宜在L g 20以下，所以补给水必须是除盐水或蒸馏水，水处理系统也应该是相应的除盐系统。

（3）根据离子交换设备进水水质选择系统 本组水质总盐含量较小，总阳离子含量小于L mmol 5~3，强酸阴离子含量小于L mmol 3~2，可以采用强型树脂的一级复床除盐系统或一级复床除盐加混床系统。

综合考虑，为了保证热力设备对水质的要求，并在经济上合理，选用一级复床除盐加混床系统。

4.1.2床型选择和树脂选择（1）床型选择床型不同，其运行方式也不同，为了克服顺流式固定床的再生剂量大，出水水质差，浮动床的需要体外擦洗设备，设备复杂，树脂损耗大，不以低流速及间断运行等缺点，采用逆流再生固定床。

其运行时水流从上往下，而再生液是从下向上通过树脂层，再生剂量省，而出水水质好，废液排放少，但设备构造和运行比较复杂。

（2）树脂选择凝胶型树脂比大孔型树脂价格便宜，货源充足，一般情况下首先考虑选用凝胶型树脂。

本组给定水源水质较好，阴阳离子总含量较低，有机物及氧化物含量均较小，对树脂没有特殊要求。

所以，选用凝胶型树脂。

4.2预处理系统和预脱盐系统选择4.2.1预处理系统选择（1）本组以地表水作水源，水中悬浮物含量为L48，接近mg3.50用混凝澄清过滤。

如果水在某些时候含砂量或悬浮物含mgL量较高，影响混凝澄清处理时，则要设置预沉淀设施。

因悬浮物含量不高，为保证悬浮物的去除直接用混凝澄清过滤。

（2）混凝剂的选择目前在水处理中，多采用聚合硫酸铁，它是一种棕红色粘稠液体，相对密度1.45~1.50，碱化度在8%~14%。

设计中水处理的混凝剂选择聚合硫酸铁。

聚合硫酸铁的优点：①适用范围广。

适应原水浊度变化范围（60~225mg/L）比较宽。

②对原水中溶解性铁去除率高，设备正常运行时，不会发生混凝剂本身铁离子后移现象，且药剂用量少。

③及铝相比，铁盐生成的絮凝状物密度大，沉降速度快，最优pH值范围比铝盐宽。

受温度影响比铝盐小。

④运行一旦不正常，用铁盐处理的出水中的铁离子会使水带色。