火电厂用水处理培训课件.ppt

,电厂水处理,本期主要内容,第一章火电厂用水的水质概述第二章工业水的预处理第三章反渗透除盐第四章离子交换除盐第五章凝结水精处理第六章热力设备金属腐蚀,下期主要内容,第八章给水水质调节第九章热力设备表面水垢的形成和防止第十章蒸汽品质控制第十一章 循环冷却水处理,第一章火电厂用水的水质概述,第一节火电厂用水 第二节 天然水中的杂质及特征第三节 电厂用水的水质指标 第四节 火电厂用水的水源及水质特点 第五节 水质全分析结果的校核,第一节火电厂用水,一、水在火电厂中的作用1传递能量2冷却,凝汽式发电厂水汽循环系统,补给水,直接空冷机组原则性汽水系统1-锅炉；2-过热器；3-汽轮机；4-空冷凝汽器；5-凝结水泵；6-凝结水精处理；7-低压加热器；8-除氧器；9-给水泵；10-高压加热器；11-空冷风机；12-凝结水箱；13-发电机,二、火电厂生产用水的分类 1生水 2补给水 3汽轮机凝结水 4疏水 5返回凝结水 6给水 7锅炉水 8冷却水,三、水处理工作的重要性1.汽水品质不符合规定，可能引起危害：热力设备的结垢热力设备的腐蚀 过热器和汽轮机内积盐2.火电厂的水处理工作者，应主持或参与的工作主要有：,(1) 用混凝、澄清、过滤、预脱盐(电渗析、反渗透)及离子交换等方法制备质量合格、数量足够的补给水，并通过调整试验不断降低水处理的成本。(2) 对直流锅炉机组、空冷凝汽器的机组或亚临界压力及以上汽包锅炉机组进行凝结水的净化处理。(3) 挥发性处理时，对给水进行加氨和除氧等处理。中性或联合水处理对给水进行加氧处理。(4) 对汽包锅炉，要进行锅炉水的加药和排污处理。(5) 在热电厂中，对生产返回的凝结水，要进行除油、除铁等净化处理工作。(6) 对循环冷却水要进行防沉积物、防腐和防止有机附着物等处理。(7) 对热力系统各部分的汽水质量进行监督。,第二节 天然水中的杂质及特征,一、天然水中的杂质及特征从水处理角度出发，依照水中杂质颗粒的大小分类 ：(一) 悬浮物(二) 胶体 胶体物质中既有有机物（腐植质 ），也有无机物（铁、铝、硅的各种化合物 ），而且以前者为主。(三) 溶解物质1离子态杂质阳离子：Ca2+、Mg2+、Na+、K+等阴离子：HCO3-、SO42-、Cl-、NO3-等,多数天然水中钠和钾的比例近似为71(摩尔比) ，常以 Na+、K+之和表示它们的含量，并取加权平均值25g/mol作为两者的摩尔质量。,水中离子的假想结合,2溶解气体氧（O2）和二氧化碳（CO2），有时还有硫化氢（H2S）、二氧化硫（SO2）和氨（NH3）等。一般情况下，地下水的氧、二氧化碳含量比地表水 ？水中O2和CO2的存在是使金属发生腐蚀的主要原因,二、天然水中几种主要化合物的化学特性(一) 碳酸化合物,(二) 硅酸化合物一般地下水的硅酸化合物含量比地表水多 硅酸是一种比较复杂的化合物，在水中存在的形态包括离子态、分子态和胶体。 硅酸化合物在水中的形态与其本身含量、pH值、水温等有关。水的pH值越高，硅酸的溶解度越大，如图所示。,不同pH值时水中各种硅酸化合物的百分数,(三) 铁的化合物(四) 有机物天然水中的有机物是十分复杂的分子集合体，按其形态有溶解物、胶体和悬浮状态三种形式。有机物主要来自土壤中的腐殖质、工业废水和生活污水。 腐殖质中的有机物按其性质大体上可分为腐殖酸和富里酸,第三节 电厂用水的水质指标,1悬浮固体2浊度 测得的浊度分为：透射光、散射光、积分球浊度。采用福马肼作为对照溶液，透射光福马肼浊度，用FTU表示；散射光福马肼浊度，用NTU表示。后者有较好的准确度和精密度。,3溶解盐类(1)含盐量(两种表示方法)(2)溶解固体(3)电导率影响因素：离子含量、离子的种类、水的温度纯水在25下的电导率为？氢离子和氢氧根离子的电导率？温度每改变1，电导率将发生1.4的变化，通常取25的电导率为标准值氢电导？,4硬度H(YD)、HT、HF、HCa、HMg、负硬度、暂时硬度、永久硬度各自含义5、碱 度碱度是指水中能接受H+，与强酸进行中和反应的物质的总量。全碱度(甲基橙碱度)、酚酞碱度水样酚酞碱度（P）、甲基橙碱度（M）与OH-、CO32-、HCO3-的关系,6、酸度酸度是指水中能提供H+，与强碱进行中和反应的物质总量。强酸酸度、酸度与pH值 7、表示水中有机物的指标（1）COD测定COD的方法通常有两种：铬法、锰法。测定原理相同，氧化能力更强K2Cr2O7，同时氧化温度和氧化时间与锰法不同。有可能氧化水中的Cl-、Fe2+等还原性无机离子,（2）生化需氧量(BOD)微生物在吸收水中有机物后，又按一定比例吸收水中溶解氧 反应速率慢，受温度影响。标准温度20、BOD5一般有机物的5d生化需氧量就可以达到20d的70左右（3）总有机碳(TOC)在测定总碳的同时，还需要对同一水样中的碳酸盐在150时分解产生的CO2 (有机物却不能被分解氧化)进行测定，测得无机碳，两者之差即为总有机碳。,8、活性硅和非活性硅活性硅是指在水中以离子态或者单分子态存在的硅酸化合物。在硅的测定中，这部分硅酸能与钼酸铵起反应而显色，故又称为溶解硅。水中以多分子态存在的硅酸化合物具有胶体的某些性质，所以称为胶体硅。胶体硅不能与钼酸铵起反应，又称为非活性硅。如果向水中加氢氟酸溶液，胶体硅可以转化为单分子活性硅，能够与钼酸铵起显色反应。先向水样中加入氢氟酸，将胶体硅转化为活性硅，然后再加钼酸铵等药剂进行反应，测定的结果即为全硅。,第四节 火电厂用水的水源及水质特点,一、地表水、地下水、中水 中水:中水一词起源于日本，对应给水、排水的内涵而得名，是指洁净程度介于给水与排水之间的水。中水在工业利用方面称为“回用水”，主要是指城市污水或生活污水经处理后达到一定的水质标准后，可在一定范围内重复使用的非饮用水。中水可以作为电厂冷却水的补充水。,中水水质不稳定，胶体颗粒细小，含盐量高，暂硬较高，含有大量氨氮、磷酸盐及微生物等污染物。氨氮是指以氨或铵离子形式存在的化合氨。主要来源于人和动物的排泄物，非离子氨（水合氨）是引起水生生物毒害的主要成分，而氨离子相对基本无毒。氨氮是水体中的营养素，若氨氮浓度较高，有可能在冷却水系统中滋长大量微生物，甚至生成黏泥、泥垢。此外，氨氮在硝化细菌的作用下，会部分转化为硝酸盐和亚硝酸盐，这可能导致水的pH值下降和设备腐蚀等。,海水：盐类含量是常见地表水及地下水的100倍上下，以氯化钠为主，镁的含量比钙的含量高；全世界海洋水的成分大致相近。海水的主要组成为氯离子18950mg/L、钠离子10560mg/L、镁离子1272mg/L、硫酸根离子2652mg/L、钙离子400mg/L、钾离子380mg/L、溴离子62mg/L、硼46mg/L。未经过淡化处理的海水主要用来冷却热交换器。,二、天然水的分类1按硬度分类,2按含盐量分类,3按阴阳离子的相对含量分类,碱性水图解,非碱性水中钙、镁的分配关系 (a) 钙硬水,非碱性水中钙、镁的分配关系 (b) 镁硬水,第五节 水质全分析结果的校核,一、水中阳离子与阴离子物质的量总和的校核c阳=c阴,误差不应大于2,在使用公式(1-4)时应注意：各种离子的浓度单位均应换算成以mmol/L表示。如钠钾离子是根据阴、阳离子差值而求得的，则(1-4)式不能应用。钾的含量可根据多数天然水中钠和钾的比例71(摩尔比)近似估算。计算弱酸、弱碱的离子浓度时，应根据实测pH值时各离子所占的百分数对其量进行校正，如果超过2%则表示分析结果不正确，或者分析项目不全面。,二、含盐量和溶解固体的校核,（RG）校= RG+0.51c(HCO3-) -c(SiO2)全- c(R2O3)-c(有机物),校核分析结果时，溶解固体校正值(RG)校与阴阳离子总和之间的相对误差应不大于5%。即,三、pH的校正对于pH8.3的水样 pH8.3的水样,例题1-1：按下列水质分析结果，Ca2+=61.8mg/L，Mg2+=13.2mg/L，Na+=20.7mg/L，HCO3-=219.6mg/L，SO42-=46.5mg/L，Cl-=17.7mg/L，CO2=4.5mg/L，pH=7.2(25)。（1）分别以mg/L和mmol/L为单位，计算水的含盐量。（2）指出该水的硬度、碳酸盐硬度、非碳酸盐硬度、钙硬、镁硬、负硬、碱度、过剩碱度各为多少mmol/L。阳 离 子:C(1/2Ca2+ )=61.8/20=3.09mmol/L C(1/2Mg2+)=13.2/12=1.10mmol/L C(Na+)=20.7/23=0.90mmol/L阴 离 子c(HCO3-)=219.6/61=3.60mmol/L c(1/2SO42-)-=46.5/48=0.97mmol/Lc(Cl-)=18.4/35.5=0.52mmol/L,作业与复习1、水汽循环系统水处理工艺流程2、可依照水中杂质颗粒的大小，分成悬浮物、胶体和溶解物质3、在25下纯水的电导率为0.055S/cm影响电导率因素有?测氢电导原因？4、硬度：H、HT、HF、HCa、HMg、负硬度各自计算5、碳酸化合物在不同pH时存在状态、碳酸钙的溶解平衡与CO2关系 6、负硬水特征是水中( )。A、硬度大于碱度 B、硬度等于碱度 C、硬度小于碱度,7、热力软化法完全不能除去天然水中的( ) 硬度。A、碳酸盐 B、非碳酸盐 C、全8、水在火力发电厂的生产过程中，担负着传递能量和冷却介质的作用。( )9、火力发电厂也称热电厂。( )10、大气水(如雨、雪等)，是最纯净的天然水，它不含有任何杂质。( )11、天然水中的钙、镁离子，主要来源于钙、镁碳酸盐被含CO2水溶解所致。( )12、胶体物质是许多分子和离子的集合体。( )13、水沸腾时能够除去的硬度为非碳酸盐硬度。( ),15、根据下列水质的分析结果计算：（1）阴、阳离子含量是否合理；（2）各类硬度值；（3）碱度值。Ca2+为54mg/L，Mg2+为9.6mg/L，Na+为11.5mg/L，HCO3为170.8mg/L，SO42-为43.2mg/L，Cl-为10.65mg/L，CO2为6.5mg/L，pH=7.5(25)。,问答题:天然水中主要含有哪些杂质? 按照水质天然水可分为哪几类? 水中的溶解物质有哪些? 天然水中主要杂质离子的来源是什么? 天然水中的二氧化碳从何而来?CO2在天然水中有哪些存在形式? 溶解固体物、合盐量、灼烧残留物和电导率表示的意义有何异同？,表征硬度大小的单位有哪几种?硬度分为几类?碱度和酸度的含义是什么? 水中的碱度有哪几种?各种碱度的相互关系如何? 什么是负硬水?什么是永硬水水中的有机物有哪些形态?如何表示其含量? 化学耗氧量的意义是什么?CODMn和CODCr有什么差别? 全硅、胶体硅和活性硅的含义及相互关系如何? 天然水中硅化合物有哪些形态? 如何对水质全分析的结果进行校核?,