水泥窑纯低温余热发电概况-锅炉给水处理.ppt
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1、锅炉给水处理 自自然然界界中中的的各各种种水水源源都都含含有有一一些些杂杂质质,不不能能直直接接用用于于锅锅炉炉给给水水,必必须须经经过过处处理理符符合合水水质质标标准准后后才才能能供供锅锅炉炉使使用用,否否则则会会影影响响锅锅炉炉的的安安全全、经经济济运运行行。因因此此,锅炉房必须设置合适的水处理设备。锅炉房必须设置合适的水处理设备。1水中杂质的来源l吸吸收收大大气气中中可可溶溶物物(CO2、O2、H2S)及及不不可可溶溶物物(尘尘埃埃、工工业污染物)业污染物)l地表:泥砂、腐殖质、有机物地表:泥砂、腐殖质、有机物、溶解地壳表面的普通化合物、溶解地壳表面的普通化合物l地下:含地下:含CO2的
2、雨水遇地层中的雨水遇地层中CaCO3、MgCO3生成生成Ca2+、Mg2+;再加上地层中易溶的;再加上地层中易溶的Na盐盐K盐、盐、氯化物等氯化物等2水中杂质的分类:水中杂质按粒径分为三类:水中杂质按粒径分为三类:(1)悬悬浮物浮物 指指水水流流动动时时呈呈悬悬浮浮状状态态的的物物质质,其其颗颗粒粒直直径径在在10-4mm以以上上,通通过过滤纸可以分离出来。主要是泥砂、动植物残渣、工业废物等。滤纸可以分离出来。主要是泥砂、动植物残渣、工业废物等。(2)胶体物质胶体物质 是是许许多多分分子子和和离离子子的的集集合合体体,其其颗颗粒粒直直径径在在10-61010-4mmmm之之间间。水水中中胶体物
3、质有铁、铝、硅的化合物以及动植物的腐败物。胶体物质有铁、铝、硅的化合物以及动植物的腐败物。(3)(3)溶解物质溶解物质 主主要要是是钙钙、镁镁、钾钾、钠钠等等盐盐类类及及氧氧和和二二氧氧化化碳碳等等气气体体。这这些些盐盐类类在在水水中中大大都都以以离离子子状状态态存存在在,其其颗颗粒粒直直径径小小于于1010-6mmmm。水水中中溶溶解解的的气体则是以分子状态存在的。气体则是以分子状态存在的。3水质指标和水质标准3.1水质指标水质指标 用用来来表表示示水水中中杂杂质质含含量量的的指指标标称称为为水水质质指指标标。水水质质指指标用以表明水的品质,主要指标如下:标用以表明水的品质,主要指标如下:(
4、1)悬浮物)悬浮物 表表示示水水中中不不溶溶解解的的固固态态杂杂质质含含量量,即即将将水水样样过过滤滤后后分离出的固形物。单位分离出的固形物。单位mg/L表示。表示。(2)溶解固形物)溶解固形物 将滤出悬浮物后的水样进行蒸发和干燥后所得的残将滤出悬浮物后的水样进行蒸发和干燥后所得的残渣(蒸发残渣)。单位渣(蒸发残渣)。单位mg/L表示。表示。(3)硬度()硬度(H)指溶解于水中能够形成水垢的指溶解于水中能够形成水垢的 物质。(钙、镁盐类)物质。(钙、镁盐类)因此,把水中钙、镁离子的总浓度称为总硬度(因此,把水中钙、镁离子的总浓度称为总硬度(H),单),单位位mmol/L。硬度又可分为碳酸盐硬度
5、和非碳酸盐硬度。硬度又可分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。碳酸盐硬度(碳酸盐硬度(HT)溶解于水中的重碳酸根(溶解于水中的重碳酸根(HCO3)和钙、镁形成的的)和钙、镁形成的的碳酸盐碳酸盐Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2称为碳酸盐硬度。称为碳酸盐硬度。这些盐类很不稳定,在水加热至沸腾后可分解生成沉这些盐类很不稳定,在水加热至沸腾后可分解生成沉淀物析出,即淀物析出,即Ca(HCO3)2=CaCO3+H2O+CO2Mg(HCO3)2=MgCO3+H2O+CO2MgCO3+H2O=Mg(OH)+H2O+CO2 CaCO3、MgCO3、Mg(OH)是松散的水渣,通过排污是松散的水渣,通过排污排出炉外
6、。因此也叫排出炉外。因此也叫暂时硬度暂时硬度l非碳酸盐硬度(非碳酸盐硬度(H HFTFT)指水中的氯化钙指水中的氯化钙CaClCaCl2 2、氯化镁、氯化镁MgClMgCl2 2、硫酸钙、硫酸钙CaSOCaSO4 4、硫酸镁硫酸镁MgSOMgSO4 4等非碳酸盐的含量。这些盐类在加热至沸等非碳酸盐的含量。这些盐类在加热至沸腾时不能立即沉淀析出,所以又称为永久硬度。腾时不能立即沉淀析出,所以又称为永久硬度。l总硬度等于暂硬度和永久硬度之和,即总硬度等于暂硬度和永久硬度之和,即H=HT+HFTl(4)碱度()碱度(A)指水中碱性物质的总含量。例如,氢氧根指水中碱性物质的总含量。例如,氢氧根OH-、
7、碳、碳酸根酸根CO32-、重碳酸根、重碳酸根HCO3-及其他一些弱酸盐类,都及其他一些弱酸盐类,都是水中常见的碱性物质。碱度的单位用是水中常见的碱性物质。碱度的单位用mmol/L表示。表示。l水中所含的各种硬度和碱度,有着内在的联系和制约:水中所含的各种硬度和碱度,有着内在的联系和制约:(1)水中不可能同时存在氢氧根碱度和重碳酸根碱度,因为二者会发生化学反水中不可能同时存在氢氧根碱度和重碳酸根碱度,因为二者会发生化学反应,即应,即 HCO3-+OH-CO32-+H2O(2)水中的暂时硬度是钙、镁与)水中的暂时硬度是钙、镁与HCO3-及及CO32-形成的盐类,也属于水中的碱度。形成的盐类,也属于
8、水中的碱度。当水中含有钠盐碱度时,就不会存在非碳酸盐硬度(永久硬度),即当水中含有钠盐碱度时,就不会存在非碳酸盐硬度(永久硬度),即 CaSO4+Na2CO3=CaCO3+Ba2SO4 由由上上列列化化学学反反应应方方程程式式可可见见,水水中中不不可可能能同同时时存存在在钠钠盐盐碱碱度度和和永永久久硬硬度度,所所以常将钠盐碱度称为负硬度。以常将钠盐碱度称为负硬度。l(5 5)溶解氧()溶解氧()指溶解于水中的氧气含量,单位为指溶解于水中的氧气含量,单位为mg/Lmg/L。水中深解氧会腐蚀锅炉设备及金。水中深解氧会腐蚀锅炉设备及金属管路,所以水中的溶解氧必须除去。属管路,所以水中的溶解氧必须除去
9、。(6 6)磷酸根()磷酸根()天然水中一般不含磷酸根,但有时为了消除给天然水中一般不含磷酸根,但有时为了消除给水带入锅内的残余硬度或为了防止锅炉内壁苛性脆化,水带入锅内的残余硬度或为了防止锅炉内壁苛性脆化,可向锅内加入一定量的磷酸盐。因此,磷酸根也作为可向锅内加入一定量的磷酸盐。因此,磷酸根也作为锅水的一项控制指标。锅水的一项控制指标。(7 7)亚硫酸根()亚硫酸根(SOSO3 32-2-)它它是是给给水水采采用用化化学学药药剂剂亚亚硫硫酸酸钠钠除除氧氧时时残残留留在在水水中中的的,此时,亚硫酸根也是一项控制指标。此时,亚硫酸根也是一项控制指标。(8 8)含油量)含油量 天天然然水水中中一一
10、般般不不含含油油,可可是是蒸蒸汽汽的的凝凝结结水水或或给给水水在在使使用用过过程程中中可可能能混混入入油油类类,因因此此也也规规定定了了锅锅炉炉给给水水含含油油量量的的指标,其单位为指标,其单位为mg/Lmg/L。含油量只作为定期检测项目。含油量只作为定期检测项目。l3 锅炉给水用水中常见的溶解物:HCO3 Cl SO42 SiO32Ca2+,Mg2+Na+,K+Fe2+,Mn2+4锅炉水质标准(GBl5762001)项 目给 水锅 水额定蒸汽压力,MPa1.01.01.61.01.01.61.62.51.62.5悬浮物,mg/L555总硬度,mmol/L0.030.030.03总碱度,mmo
11、l/L无过热器6-266-246-16有过热器1412pH(25)77710-1210-1210-12溶解氧,mg/L0.10.10.05溶解固形物,mg/L无过热器400035003000有过热器30002500SO2-3,mg/L10-3010-30PO3-4,mg/L10-3010-30相对碱度0.20.2游离NaOH/溶解固形物)含油量,mg/L222含铁量,mg/L0.30.30.35锅炉受热面的结垢与腐蚀5.15.1水垢水垢 天天然然水水中中的的悬悬浮浮物物和和胶胶体体物物质质在在水水厂厂里里通通过过混混凝凝和和过过滤滤处处理理后后大大部部分分被被清清除除。但但水水中中的的一一部部
12、分分溶溶解解盐盐类类(钙钙、镁镁盐盐类类)在在锅锅炉炉运运行行时时就就会会析析出出或或浓浓缩缩沉沉淀淀出出来来。沉沉淀淀物物的的一一部部分分比比较较松松散散,称称为为水水渣渣;而而另另一一部分附着在受热面内壁,形成坚硬而致密的水垢。部分附着在受热面内壁,形成坚硬而致密的水垢。水垢的危害:水垢的危害:(1)(1)影响影响传热传热 水水垢垢的的导导热热系系数数为为钢钢的的导导热热系系数数的的150130150130,锅锅内内结结垢垢锅锅炉炉的的传传热热能能力力下下降降,使使锅锅炉炉的的排排烟烟温温度度升升高高,耗耗煤煤量量增增加加,效效率率降降低低。根根据据试试验验,锅锅筒筒内内壁壁附附着着1mm
13、1mm厚厚的的水水垢垢,就就要要多多耗耗煤煤2%2%3%3%。(2)(2)引起爆管事故引起爆管事故 水水垢垢的的导导热热性性能能差差,受受热热面面的的壁壁温温大大为为增增高高,金金属属的的机机械械强强度度下降,导致管壁起包或出现裂缝,甚至爆裂。下降,导致管壁起包或出现裂缝,甚至爆裂。(3)(3)破坏水循环破坏水循环 锅锅炉炉水水管管结结垢垢后后,管管内内流流通通截截面面积积减减小小,流流动动阻阻力力增增加加,严严重时会将水管完全堵塞,破坏水循环,最终使管子烧坏。重时会将水管完全堵塞,破坏水循环,最终使管子烧坏。(4)(4)水垢清理困水垢清理困难难 水水垢垢的的附附着着力力很很强强,清清理理困困
14、难难,需需要要耗耗费费大大量量的的人人力力和和物物力力;还还会使受会使受热面受到损伤,缩短锅炉的使用寿命。热面受到损伤,缩短锅炉的使用寿命。5.25.2锅炉的腐蚀锅炉的腐蚀 水水中中含含有有的的溶溶解解氧氧和和二二氧氧化化碳碳会会对对锅锅炉炉的的给给水水管管路路、受受热热面面产产生生化化学学腐腐蚀蚀。这这两两种种腐腐蚀蚀均均为为局局部部腐腐蚀蚀,即即在在金金属属表表在在产产生生溃溃伤伤性性或或点点状状腐腐蚀蚀,严严重重时使管壁穿孔,造成事故。时使管壁穿孔,造成事故。要保证锅炉的安全、经济运行,必须对锅炉的给水进行处理。其任务是:要保证锅炉的安全、经济运行,必须对锅炉的给水进行处理。其任务是:l
15、软化软化 降低水中钙、镁离子的含量防止锅内结垢。降低水中钙、镁离子的含量防止锅内结垢。l除碱除碱 减低碱物质含量,以减少锅炉排污量。减低碱物质含量,以减少锅炉排污量。l除氧除氧 减少水中的溶解气体,减轻对受热面金属的腐蚀。减少水中的溶解气体,减轻对受热面金属的腐蚀。66钠离子交换软化钠离子交换软化6.1 离子交换软化离子交换软化 是是利用不产生硬度的阳离子(如利用不产生硬度的阳离子(如NaNa+、H H+)将水中的)将水中的CaCa2+2+、MgMg2+2+置换出来,达到软化的目的。置换出来,达到软化的目的。离子交换软化主要通过离子交换剂来实现。离子交换软化主要通过离子交换剂来实现。6.2离子
16、交换剂:不不溶溶于于水水,但但可可用用自自己己的的离离子子把把水水溶溶液液中中CaCa2+2+、MgMg2+2+离离子子置置换换出出来的来的颗颗粒物粒物质质称称为为离子交离子交换剂换剂,它是一种高分子化合物。,它是一种高分子化合物。合成树脂(离子交换树脂)是人工合成的高分子化合物。其交合成树脂(离子交换树脂)是人工合成的高分子化合物。其交换能力大,机械强度高,工作稳定性较好,近年来被广泛使用。换能力大,机械强度高,工作稳定性较好,近年来被广泛使用。目目前前广广泛泛采采用用的的是是阳阳离离子子交交换换水水处处理理有有钠钠离离子子、氢氢离离子子、铵铵离离子交换等方法。子交换等方法。l 通通常常用用
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