1、南京工程学院课程设计说明书（论文） 1 南京工程 学 院 课程设计说明书（论文） 课 程 名 称 火电厂水处理技术 院 (系、 部、中心 ) 环境工程系 专 业 环境工程 班 级 学 生 姓 名 学 号 设 计 地 点 指 导 教 师 设计起止时间： 2011 年 12 月 19 日至 2011 年 12 月 23 日 成绩 南京工程学院课程设计说明书（论文） 2 电厂水处理 课程设计 目录 第一章 设计目的、任务及基本要求 .3 第一节 课程设计目的 .3 第二节 设计任务 .3 第三节 基本要求 .6 第二章 水处理系统设备选择及工艺计算 .7 第一节 水处理系统设备选择 .7 第二节 补
2、给水处理系统工艺计算 . 10 第三节 凝结水处理系统工艺计算 . 32 第三章 设计总结与思考 . 40 第四章 主要参考文献 . 41 南京工程学院课程设计说明书（论文） 3 第一章 设计目的、任务及基本要求 第一节 课程设计目的 一、课程设计目的 ： 1、培养学生资料收集及加工整理能力； 2、培养学生创新意识和独立工作能力； 3、 培养学生综合运用所学的基本理论、基本知识和基本技能、分析解决实际问题的能力； 4、培养学生的工作意识，增强学生的工程实践能力； 5、培养学生设计运算能力及专业设计手册的使用能力； 6、培养学生计算机操作及应用能力； 7、培养学生方案分析论证能力； 8、通过设计
3、，学生应熟悉并掌握与火电厂水处理有关的方针政策、标准规范； 9、培养学生工程制图及设计计算说明书的编写能力 。 第二节 设计任务 一、设计任务 ： 某电厂锅炉补给水凝结水处理工艺设计 二、设计要求（包括原始数据、技术参数、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 南京工程学院课程设计说明书（论文） 4 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：
4、 见表一 表 1 水质分析 水质指标 pH 值 悬浮固体 含盐量 总硬度 全碱度 Ca2+ 单位 mg/L mg/L mmol/L mmol/L mg/L 数据 7.54 49.5 221 2.76 1.82 39.03 水质指标 Mg2+ Na+ K+ HCO3- SO42- Cl- 单位 mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 数据 9.78 8.4 110.6 37.04 15.8 水质指标 NO3- 游离 CO2 全 SiO2 活性 SiO2 （ COD） Mn 单位 mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 数据 8.54 9.44 5.34 热力设备补给
5、水量计算 设计机组对补给水量的要求，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 动或事故状况下对水量的增加的需求。具体的说，设计的补给水水量应满足下列诸方面需要： （ 1） 厂内正常的汽水损失 D1 这部分损失不包括排污及生产和非生产用水，对于机组形式和装机容量为2300MW 的亚临界压力自然循环汽包炉，其汽水损失为锅炉最大连续蒸发量的1.5%，即 htnDD e /30%5.121 0 0 0%5.11 （ 2） 考虑机组启动或事故而要增加的水处理设备出力 D2 对于装机容量为 2300MW 的机组，其 D2 为全厂最大一台锅炉连续蒸发量的
6、6%，即 htDD e /60%61000%62 （ 3）其他用水汽损失 D4 南京工程学院课程设计说明书（论文） 5 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 （ 4）闭式热网损失 D5 该数值包括启动等非正常情况的需要，但正常与非正常损失之和不得小于 20m3/h，取 D5=20m3/h=20t/h。 （ 5）锅炉排污损失 DP 不论正常与非正常情况，排污率 P 均按排污最大值取值，此时锅炉排污损失为： htPDD eP /20%121 0 0 0% 水分析资料的校核 水质资料是选择水处理方案和工艺系统、进行设备设计及
7、确定化学药品耗量的重要基础资料，所以水质资料的 正确与否，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。 1.阴阳离子含量的审查 根据电荷平衡原理，水 中各种阴离子单位电荷的总和必须等于各种阳离子单位电荷的总
8、和，所以 阳离子单位电荷总和为： Lmmo lKNaMgCac /1 1 6.310.39 099.22 4.816.12 78.904.20 03.3910.3999.2216.1204.20 22 阳 阴离子单位电荷总和为： 南京工程学院课程设计说明书（论文） 6 Lmm o lClSONOHC Oc /0 2 9.345.35 8.1503.48 04.370.62 002.61 6.1 1 045.3503.480.6202.61 2433 阴 %2%41.1%100029.3116.3 029.3116.3%100 阴阳 阴阳 cc cc因此，此水样数据总体符合电荷平衡，数据在误差范
9、围内，可参考计算。 3.pH 的校核 实测的 pH 值可能存在一些误差，因此利用水中的碳酸氢根和二氧化碳的浓度，依据碳酸平衡关系，计算水的理论 pH 值，借此检 查实测的 pH 值的准确性。 对于 pH 8.3 的水样，可知： 34.744 54.8lg02.61 6.110lg37.6lglg37.6 23 COH COHp 其与实际测量 pH 的误差为： 2.02.034.754.7 HppH 因此，此水样实际测定 pH 与理论 pH 相近，数据在误差范围内，可参考计算。 第三节 基本要求 一 .知识要求 ： 学生在设计工作中，应能综合运用火电厂水处理学科的基本理论、基本知识和基本技能，去
10、分析和解决水处理实际问题；能运用计算机知识进行设计计算和绘图；能独立进行资料分析和运用。 二 .能力培养要求 ： 学生应学会依据课程设计任务，进行资 料收集、加工和整理，能正确运用工具书；培养学生掌握火电厂水处理单元设计程序、方法和技术规范，提高火电厂水处理设计计算、图表绘制、设计计算说明书编写能力。 三 .综合素质要求 ： 通过课程设计，应使学生树立正确的设计思想，培养学生严肃认真的科学态度南京工程学院课程设计说明书（论文） 7 和严谨求实的科学作风，能遵守纪律，善于与他人合作和敬业精神，树立正确的工程观点、生产观点、经济观点和全局观点，为毕业设计和实际工程设计打下坚实的基础。 第二章 水处
11、理系统设备选择及工艺计算 水处理系统设计包括两个方面，一是合理的选择系统，二是进行系统的工艺设计计算。选择系统是非 常重要的，因为系统选择的好坏，直接关系到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，选择在技术上先进，能满足热力设备对水质的要求，在经济上又合理的水处理系统。 本设计所选的系统主要是指补给水处理系统、凝结水处理系统等。补给水处理系统包括两个部分：预处理及预脱盐系统和离子交换系统。每一部分的选择都必须考虑后续系统（设备）对其出水水质的要求及本身进水水质两方面的因素。 水处理系统的工艺计算是对所选定的系
12、统，通过工艺计算来确定各种设 备的规格及主要的运行参数。本设计选定混凝 澄清 过滤 一级复床除盐 混床系统。 第一节 水处理系统设备选择 一 .离子交换系统的选择 ： 锅炉补给水处理系统的最后一级目前都采用离子交换的深度处理，以保证彻底去除硬度及其他盐类。 离子交换系统有许多种，具体选择应根据热力设备对补给水水质的要求和各自系统的出水水质并考虑原水水质等情况决定。 离子交换系统选择的一般步骤是：先将热力设备要求的补给水水质与各种水处理系统的实际出水水质进行对照，找出出水水质符合要求的系统，然后再对选出的系统进行详细的技术经济比较，最后 确定在技术上先进、经济上合理、又切实可行的系统作为最后选定
13、的系统。 南京工程学院课程设计说明书（论文） 8 对于亚临界压力汽包锅炉，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。 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 Lg20 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
14、水质选择系统 本组水质总盐含量不高，总阳离子含量小于 Lmmol53 ，强酸阴离子含量小于Lmmol32 ，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。 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
15、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。 南京工程学院课程设计说明书（论文） 9 二 .预处理系统的选择 ： 预处理系统是指离子交换系统或预脱盐系统的前处理部分。它是根据原水水质和后续系统（离子交换或预脱盐系统）对水质的要求来确定的。 1系统选择 （ 1）本组以地表水作水源，水中悬浮物含量为 Lmg5.49 ，接近 Lmg50 用混凝澄清过滤。如果水在某些时候含砂量或悬浮物含量较高，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
16、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1.451.50，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： 适用范围广。适应原水浊度变化范围（ 60225mg/L）比较宽。 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。 与铝相比，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。 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。铁盐和吕盐联合使用，有利于处理低温水。 2 预脱盐系统 由于余氯
17、不高， 没有 有机物， 所以 无需增加后续活性炭床进行吸附处理。 三 .凝结水处理系统的选择 ： 凝结水处理的使用主要与机组参数、锅炉型式、冷却水质、凝汽器管材等情况有关。 凝结水处理的目的是为了去除系统的 腐蚀产物 和由 凝汽器泄露而带入的盐类。凝结水处理系统原则上由三部分组成：前置过滤器 除盐装置 后置过滤器。设计中采用覆盖过滤器加体外再生高速混床。 南京工程学院课程设计说明书（论文） 10 选用凝结水系统的问题说明： （ 1）既要考虑满足要求，又要考虑设备少，投资省，对于亚临界汽包锅炉，选用了前置过滤器。 （ 2）混床中树脂比例的选用：氨化混床阳 阴树脂比一般为 1： 1。 （ 3）后置
18、过滤器一般采用树脂捕捉器，用于去除碎树脂。 （ 4）混床树脂用大孔型树脂。 （ 5）凝结水处理系统上要有足够的旁路管道及旁门阀门，以保证在任何情况下都能送出足够的凝结水，不会影响机炉的运行需要。如当凝结水处理装置运行中压差升高、流量减小时，就要依靠其系统的旁路管道及自动调节的旁路阀门，调节供出的凝结水量。 第二节 补给水处理系统工艺计算 补给水处理系统的工艺计算，一般是由后向前逐级进行，即先计算混床，再计算阴床、除碳器、阳床、过滤设备、澄清设备。采用这样的计算顺序，原 因有两方面：一是根据锅炉类型确定的补给水的水质和水量是指补给水处理系统最后一级出水；二是是因为补给水处理系统各级都有自用水，自
19、用水量要由前一级设备提供，不计算后一级，前一级就无法计算。 每一级设备的工艺计算顺序是：计算需要的出力，根据出力和允许流速选择设备规格和台数，核算运行周期，再计算自用水量及药剂消耗。 补给水处理系统的工艺计算及设备选择一般有如下原则： 1. 水处理系统设计出力（设备最大供水量），应能满足发电厂正常汽水损失和因机组启动或事故而需增加的汽水损失之和，各种药品耗量则按正常供水量 计算。 2. 设计水质是采用有代表性的年平均水质进行工艺计算，再以年最差水质对系统设备台数和运行周期进行校核，要保证在最不利的条件下，设计的系统也能满足发电厂正常生产的要求。 3. 澄清池（器）设计不宜少于两台，对凝汽式电厂当有一台检修时，其余的澄清池应能保证正常供水量（不考虑启动用水）。对热电厂澄清池检修可考虑在机组低负
