【論文】火電廠直流鍋爐給水控制系統(tǒng)的分析與研究

1、XX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目名稱：火電廠直流鍋爐給水控制系統(tǒng)的分析與研究院系名稱班 級(jí)：學(xué) 號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：2016年5月摘 要 文明不斷進(jìn)步，社會(huì)對(duì)電力的需求量也日益增加。隨著大型火電機(jī)組建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，電廠鍋爐補(bǔ)給水的品質(zhì)提出了更高的要求，從而電廠化學(xué)水處理也提出了更高的要求?；鹆Πl(fā)電廠的用水多來自于江、河、水庫(kù)等水力資源，大江、大河、水庫(kù)中的水含有有機(jī)物、膠體等雜質(zhì)，水中含有溶解的鹽類及氣體。水在火力發(fā)電廠中的生產(chǎn)工藝中，既是熱力系統(tǒng)的工作介質(zhì)，也是某些熱力設(shè)備的冷卻物質(zhì)，所以水質(zhì)是發(fā)電廠安全運(yùn)行的必要條件。因此為了保證熱力系統(tǒng)中有良好的水質(zhì)，電廠必須對(duì)水進(jìn)行凈化處理和嚴(yán)格的水

2、汽質(zhì)量監(jiān)督，電廠中必須設(shè)置鍋爐直流鍋爐給水控制系統(tǒng)，對(duì)原水進(jìn)行除氣、除鹽、除雜質(zhì)等處理。本文以250MW煤粉鍋爐給水為例，為鍋爐給水確定水處理方案。關(guān)鍵詞：電廠鍋爐給直流鍋爐給水控制系統(tǒng)；化學(xué)水處理IIIABSTRACTCivilization is developing, and social demand for electricity is increasing. With the construction of large-scale thermal power units have been expanding, power plant boiler feed water quali

3、ty put forward higher requirements, thus chemical water treatment plant also put forward higher requirements. Thermal power plant water come from the rivers, reservoirs and other water resources, while water of river, rivers, reservoirs contains organic matter, colloids, dissolved salts, gases and o

4、ther impurities. Water in thermal power plants is not only thermal system working medium, but also some of the thermal equipments cooling substances, so water is a necessary condition for safe operation of power plants. Therefore, in order to ensure thermodynamic system has good water quality, water

5、 purification plants must deal with water-vapor quality and strict quality supervision, power plants must be set boiler water treatment systems dealing with the raw water degassing, demineralization, impurities and other treatment. This paper designs the boiler feed water treatment program in the ca

6、se of 2 50MW coal boiler. Keywords: power plant boiler feed water treatment system; chemical water treatmentIV 目 錄摘 要I1 引言11.1 選題背景及研究意義11.2 本文主要工作22 設(shè)計(jì)說明32.1 工程概況32.2 水質(zhì)原始資料33 水質(zhì)資料分析43.1 陰、陽(yáng)離子含量校核43.2 水的鹽含量校核53.3 pH的校核53.4 堿度的校核63.5 硬度的校核64 直流鍋爐給水控制系統(tǒng)設(shè)備選擇74.1 離子交換系統(tǒng)的選擇：74.2 系統(tǒng)選擇74.3 床型選擇和樹脂選擇84.4 預(yù)

7、處理系統(tǒng)的選擇85 補(bǔ)給直流鍋爐給水控制系統(tǒng)工藝計(jì)算105.1 鍋爐給直流鍋爐給水控制系統(tǒng)供水量計(jì)算115.2 體內(nèi)再生混床計(jì)算135.3 強(qiáng)堿陰離子交換器計(jì)算235.4 除CO2器的計(jì)算325.5強(qiáng)酸陽(yáng)離子交換器計(jì)算375.6 濾池與澄清池的計(jì)算466 補(bǔ)給水系統(tǒng)附屬設(shè)備選擇526.1 箱體的選擇526.2 管道及泵的選擇536.2.1 管道的選擇536.2.2 泵的選擇54參考文獻(xiàn)55致 謝561 引言選題背景及研究意義水在火力發(fā)電廠的生產(chǎn)工藝中，既是熱力系統(tǒng)的工作介質(zhì)，也是某些熱力設(shè)備冷卻介質(zhì)，當(dāng)火力發(fā)電廠運(yùn)行時(shí)，在所有的熱力設(shè)備中幾乎都有水蒸汽在流動(dòng)，所以水質(zhì)的優(yōu)劣是影響發(fā)電場(chǎng)安全經(jīng)濟(jì)

8、運(yùn)行的重要因素。水在熱力設(shè)備系統(tǒng)中的相變過程是與機(jī)組的工作過程相對(duì)應(yīng)，給水進(jìn)入鍋爐加熱后變成蒸汽，流經(jīng)過熱器，再?zèng)_轉(zhuǎn)汽輪機(jī)后帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，做功后蒸汽進(jìn)入蒸汽被冷卻成凝結(jié)水，經(jīng)過低壓加熱器、除氧器、給水泵、高壓加熱器又回到鍋爐中，完成一個(gè)完整的循環(huán)，在此過程中水的質(zhì)量決定著與之密切接觸的鍋爐爐管的工作狀況（如結(jié)垢、積鹽、腐蝕等）與服役壽命，因此，鍋爐補(bǔ)給水處理與水工況調(diào)節(jié)是事關(guān)機(jī)組經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行的大事。火力發(fā)電廠中鍋爐機(jī)組的參數(shù)越高，其熱能利用率也就越高，發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性也就越好，這是經(jīng)過理論與實(shí)踐檢驗(yàn)的事實(shí)，也是鍋爐向超臨界、超超臨界發(fā)展的依據(jù)所在。但是機(jī)組參數(shù)越高，對(duì)水處理技術(shù)要求也越嚴(yán)。鍋爐

9、參數(shù)越高，局部熱負(fù)荷就越高，則局部濃縮倍率更高，對(duì)水中殘余雜質(zhì)更敏感；汽輪機(jī)中采用的合金材質(zhì)在經(jīng)熱處理提高強(qiáng)度后對(duì)蒸汽純度更敏感，更容易引起腐蝕問題；另外隨著蒸汽參數(shù)的提高鹽類與腐蝕產(chǎn)物在蒸汽中溶解度大幅提高，汽輪機(jī)的積鹽與腐蝕問題會(huì)更加突出。國(guó)外發(fā)展超臨界機(jī)組已有40多年的歷史，早在20世紀(jì)60年代末，美國(guó)日本蘇聯(lián)就開始發(fā)展超臨界機(jī)組。20世紀(jì)80年代后，隨著金屬材料研究應(yīng)用的進(jìn)步，電廠輔助及系統(tǒng)方面的成熟，超臨界技術(shù)也得到了迅猛的發(fā)展，近10年來，高效超臨界技術(shù)在日本和歐洲得到了迅速發(fā)展，投運(yùn)的高效超臨界機(jī)組得到了良好的運(yùn)行業(yè)績(jī)，已投運(yùn)的高效超臨界機(jī)組一般在700-1000MW之間。我國(guó)自

10、20世紀(jì)80年代開始發(fā)展超臨界機(jī)組，由于直流鍋爐沒有汽包，不能排污，且單位負(fù)荷更高，因此對(duì)水汽品質(zhì)要求更高, 鍋爐給水處理顯得更加重要。另外鍋爐給水處理也將會(huì)大大減少火電廠事故的發(fā)生，降低設(shè)備損耗，對(duì)電廠安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起到重大的保障作用。本文主要工作結(jié)合250MW煤粉鍋爐給水標(biāo)準(zhǔn)，以某地水質(zhì)為例，為鍋爐給水確定水處理方案；確定鍋外水處理流程，并對(duì)給水預(yù)處理設(shè)備、離子交換器、再生液制備等主要設(shè)備進(jìn)行選型計(jì)算。12 設(shè)計(jì)說明2.1 工程概況 某250MW火電廠自然循環(huán)煤粉鍋爐，型布置，固態(tài)排渣，使用燃料為平頂山煙煤，蒸汽參數(shù)540，9.9MPa，給水溫度220，排煙溫度142.9。膜式水冷壁，直流

11、燃燒器，四角切圓布置，二級(jí)過熱器，二級(jí)省煤器，兩級(jí)空氣預(yù)熱器，二級(jí)噴水減溫。2.2 水質(zhì)原始資料 表2-1 水質(zhì)原始資料水質(zhì)指標(biāo)pH值懸浮固體 含鹽量總硬度全堿度Ca2+單位mg/Lmg/Lmmol/Lmmol/Lmg/L數(shù)據(jù)7.5449.52212.761.8239.03水質(zhì)指標(biāo)Mg2+Na+K+HCO3-SO42-Cl-單位mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/L數(shù)據(jù)9.788.4110.637.0415.8水質(zhì)指標(biāo)NO3-游離CO2全SiO2活性SiO2（COD）Mn單位mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/L數(shù)據(jù)8.549.445.343 水質(zhì)資料分析 水質(zhì)資料是選擇水處理方案

12、和工藝系統(tǒng)，進(jìn)行設(shè)備設(shè)計(jì)及確定化學(xué)藥品耗量的重要基礎(chǔ)資料，所以水質(zhì)資料正確與否，直接關(guān)系到設(shè)計(jì)結(jié)果是否可靠。所以在設(shè)計(jì)之前必須進(jìn)行水質(zhì)的校核。水分析結(jié)果的校核，一般分為數(shù)據(jù)性校核和技術(shù)性校核兩類。數(shù)據(jù)性校核是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行核對(duì)，保證數(shù)據(jù)不出錯(cuò)：技術(shù)性校核是根據(jù)天然水中各成分的相互關(guān)系，檢查水分析資料是否符合水質(zhì)組成的一般規(guī)律，從而判斷分析結(jié)果是否正確。經(jīng)過校核如發(fā)現(xiàn)誤差較大時(shí)，應(yīng)重新取樣分析。校核一般包括以下幾個(gè)方面：水中陽(yáng)離子與陰離子電中性、含鹽量和溶解固體、硬度與堿度、 pH值與碳酸化合物。3.1 陰、陽(yáng)離子含量校核 根據(jù)電荷平衡原理，水中各種陰離子單位電荷的總和必須等于各種陽(yáng)離子單位電荷的總

13、和，所以陽(yáng)離子單位電荷總和為： (3-1) 陰離子單位電荷總和為： (3-2) (3-3) 此水樣數(shù)據(jù)總體符合電荷平衡，數(shù)據(jù)在誤差范圍內(nèi)，可參考計(jì)算。3.2 水的鹽含量校核 其表示水中陰陽(yáng)離子之和，即 (3-4)式中：水中除鐵、鋁之外的所有陽(yáng)離子之和 水中除溶解硅酸根外的所有陰離子之和 =220.65 mg/L所以，對(duì)含鹽量與溶解固體的校核后，其誤差為： (3-5) 因此，此水樣含鹽量與溶解固體相近，數(shù)據(jù)在誤差范圍內(nèi)，可參考計(jì)算。3.3 pH的校核 實(shí)測(cè)的pH值可能存在一些誤差，因此利用水中的碳酸氫根和二氧化碳的濃度，依據(jù)碳酸平衡關(guān)系，計(jì)算水的理論pH值，借此檢查實(shí)測(cè)的pH值的準(zhǔn)確性。對(duì)于pH

14、8.3的水樣，可知： (3-6) 其與實(shí)際測(cè)量pH的誤差為： (3-7) 因此，此水樣實(shí)際測(cè)定pH與理論pH相近，數(shù)據(jù)在誤差范圍內(nèi)，可參考計(jì)算。3.4 堿度的校核 對(duì)于pH8.3的水樣，水中的堿度在數(shù)值上約為碳酸氫根的濃度。 (3-8) 實(shí)際測(cè)得全堿度為1.82mmol/L因此，此水樣實(shí)際測(cè)定堿度與理論堿度相近，數(shù)據(jù)在誤差范圍內(nèi)，可參考計(jì)算。3.5 硬度的校核水中碳酸鹽硬度可分為鈣硬和鎂硬，在天然水中，硬度值約為鈣硬和鎂硬的總和，少量的鐵等物質(zhì)含量很少，可忽略。 (3-9) 實(shí)際測(cè)得硬度為2.76mmol/L因此，此水樣實(shí)際測(cè)定硬度與理論硬度相近，數(shù)據(jù)在誤差范圍內(nèi)，可參考計(jì)算。4 直流鍋爐給水

15、控制系統(tǒng)設(shè)備選擇 直流鍋爐給水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括兩個(gè)方面，一是合理的選擇系統(tǒng)，二是進(jìn)行系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算。選擇系統(tǒng)是非常重要的，因?yàn)橄到y(tǒng)選擇的好壞，直接關(guān)系到后運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。因此應(yīng)當(dāng)根據(jù)鍋爐型式、蒸汽參數(shù)、減溫方式、原水水質(zhì)等因素，并考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)兩方面因素對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行綜合比較，選擇在技術(shù)上先進(jìn)，能滿足熱力設(shè)備對(duì)水質(zhì)的要求, 在經(jīng)濟(jì)上又合理的直流鍋爐給水控制系統(tǒng)。 本設(shè)計(jì)所選的系統(tǒng)主要是指補(bǔ)給直流鍋爐給水控制系統(tǒng), 補(bǔ)給直流鍋爐給水控制系統(tǒng)主要包括兩個(gè)部分：預(yù)處理及預(yù)脫鹽系統(tǒng)和離子交換系統(tǒng)。每一部分的選擇都必須考慮后續(xù)系統(tǒng)（設(shè)備）對(duì)其出水水質(zhì)的要求及本身進(jìn)水水質(zhì)兩方面的因素。 4.1 離子交

16、換系統(tǒng)的選擇： 鍋爐補(bǔ)給直流鍋爐給水控制系統(tǒng)的最后一級(jí)目前都采用離子交換的深度處理，以保證徹底去除硬度及其他鹽類。離子交換系統(tǒng)有許多種，具體選擇應(yīng)根據(jù)熱力設(shè)備對(duì)補(bǔ)給水水質(zhì)的要求和各自系統(tǒng)的出水水質(zhì)并考慮原水水質(zhì)等情況決定。 離子交換系統(tǒng)選擇的一般步驟是：先將熱力設(shè)備要求的補(bǔ)給水水質(zhì)與各種直流鍋爐給水控制系統(tǒng)的實(shí)際出水水質(zhì)進(jìn)行對(duì)照，找出出水水質(zhì)符合要求的系統(tǒng)，然后再對(duì)選出的系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，最后確定在技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理、又切實(shí)可行的系統(tǒng)作為最后選定的系統(tǒng)。對(duì)于高壓、亞臨界壓力汽包鍋爐，它們對(duì)給水水質(zhì)要求很高，必須采用一級(jí)復(fù)床除鹽加混床系統(tǒng)。4.2 系統(tǒng)選擇（1）根據(jù)鍋爐參數(shù)選擇系統(tǒng)

17、 對(duì)于本設(shè)計(jì)的鍋爐，即高壓汽包鍋爐，它們對(duì)爐水和給水水質(zhì)要求很高，必須采用一級(jí)復(fù)床除鹽加混床系統(tǒng)；某些情況下，可以采用簡(jiǎn)化的一級(jí)復(fù)床除鹽加混床系統(tǒng)、二級(jí)復(fù)床除鹽和二級(jí)復(fù)床加混床系統(tǒng)。（2） 根據(jù)鍋爐減溫方式選擇系統(tǒng) 采用混合式噴水減溫，減溫靈活度比較大，對(duì)減溫水水質(zhì)要求很嚴(yán)，特別是，其含量宜在以下，所以補(bǔ)給水必須是除鹽水或蒸餾水，直流鍋爐給水控制系統(tǒng)也應(yīng)該是相應(yīng)的除鹽系統(tǒng)。（3）根據(jù)離子交換設(shè)備進(jìn)水水質(zhì)選擇系統(tǒng) 本組水質(zhì)總鹽含量不高，總陽(yáng)離子含量小于，強(qiáng)酸陰離子含量小于，可以采用強(qiáng)型樹脂的一級(jí)復(fù)床除鹽系統(tǒng)或一級(jí)復(fù)床除鹽加混床系統(tǒng)。 綜合考慮，為了保證熱力設(shè)備對(duì)水質(zhì)的要求，并在經(jīng)濟(jì)上合理，選用一

18、級(jí)復(fù)床除鹽加混床系統(tǒng)。4.3 床型選擇和樹脂選擇（1）床型選擇 床型不同，其運(yùn)行方式也不同，為了克服順流式固定床的再生劑量大，出水水質(zhì)差，浮動(dòng)床的需要體外擦洗設(shè)備，設(shè)備復(fù)雜，樹脂損耗大，不以低流速及間斷運(yùn)行等缺點(diǎn)，采用逆流再生固定床。其運(yùn)行時(shí)水流從上往下，而再生液是從下向上通過樹脂層，再生劑量省，而出水水質(zhì)好，廢液排放少，但設(shè)備構(gòu)造和運(yùn)行比較復(fù)雜。（2）樹脂選擇 凝膠型樹脂比大孔型樹脂價(jià)格便宜，貨源充足，一般情況下首先考慮選用凝膠型樹脂。本組給定水源水質(zhì)較好，陰陽(yáng)離子總含量較低，有機(jī)物及氧化物含量均較小，對(duì)樹脂沒有特殊要求。所以，選用凝膠型樹脂。4.4 預(yù)處理系統(tǒng)的選擇預(yù)處理系統(tǒng)是指離子交換系

19、統(tǒng)或預(yù)脫鹽系統(tǒng)的前處理部分。它是根據(jù)原水水質(zhì)和后續(xù)系統(tǒng)（離子交換或預(yù)脫鹽系統(tǒng)）對(duì)水質(zhì)的要求來確定的。（1）本組以地表水作水源，水中懸浮物含量為，接近用混凝澄清過濾。如果水在某些時(shí)候含砂量或懸浮物含量較高，影響混凝澄清處理時(shí)，則要設(shè)置預(yù)沉淀設(shè)施。因懸浮物含量不高，為保證懸浮物的去除直接用混凝澄清過濾。（2）混凝劑的選擇,目前在水處理中，多采用聚合硫酸鐵，它是一種棕紅色粘稠液體，相對(duì)密度1.451.50，堿化度在8%14%。設(shè)計(jì)中水處理的混凝劑選擇聚合硫酸鐵。 聚合硫酸鐵的優(yōu)點(diǎn)：適用范圍廣。適應(yīng)原水濁度變化范圍（60225mg/L）比較寬。對(duì)原水中溶解性鐵去除率高，設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，不會(huì)發(fā)生混凝劑本

20、身鐵離子后移現(xiàn)象，且藥劑用量少。與鋁相比，鐵鹽生成的絮凝狀物密度大，沉降速度快，最優(yōu)pH值范圍比鋁鹽寬。受溫度影響比鋁鹽小。運(yùn)行一旦不正常，用鐵鹽處理的出水中的鐵離子會(huì)使水帶色。鐵鹽和呂鹽聯(lián)合使用，有利于處理低溫水。 預(yù)脫鹽裝置在直流鍋爐給水控制系統(tǒng)中一般安置于預(yù)處理裝置和離子交換器之間，對(duì)水進(jìn)行部分脫鹽，這樣可減輕離子交換器裝置的負(fù)擔(dān)。預(yù)脫鹽裝置一般用于原水含鹽量較高的場(chǎng)合，本組含鹽量為，所以不用進(jìn)行預(yù)脫鹽處理。 由于余氯不高，沒有有機(jī)物，所以無需增加后續(xù)活性炭床進(jìn)行吸附處理。5 補(bǔ)給直流鍋爐給水控制系統(tǒng)工藝計(jì)算 直流鍋爐給水控制系統(tǒng)的工藝計(jì)算是對(duì)所選定的系統(tǒng)，通過工藝計(jì)算來確定各種設(shè)備的規(guī)

21、格及主要的運(yùn)行參數(shù)。對(duì)于本設(shè)計(jì)水處理工藝流程為混凝澄清過濾陽(yáng)床除碳器陰床混床。 補(bǔ)給直流鍋爐給水控制系統(tǒng)的工藝計(jì)算，一般是由后向前逐級(jí)進(jìn)行，即先計(jì)算混床，再計(jì)算陰床、除碳器、陽(yáng)床、過濾設(shè)備、澄清設(shè)備。采用這樣的計(jì)算順序，原因有兩方面：一是根據(jù)鍋爐類型確定的補(bǔ)給水的水質(zhì)和水量是指補(bǔ)給直流鍋爐給水控制系統(tǒng)最后一級(jí)出水；二是是因?yàn)檠a(bǔ)給直流鍋爐給水控制系統(tǒng)各級(jí)都有自用水，自用水量要由前一級(jí)設(shè)備提供，不計(jì)算后一級(jí)，前一級(jí)就無法計(jì)算。 每一級(jí)設(shè)備的工藝計(jì)算順序是：計(jì)算需要的出力，根據(jù)出力和允許流速選擇設(shè)備規(guī)格和臺(tái)數(shù)，核算運(yùn)行周期，再計(jì)算自用水量及藥劑消耗。補(bǔ)給直流鍋爐給水控制系統(tǒng)的工藝計(jì)算及設(shè)備選擇一般有

22、如下原則：1. 直流鍋爐給水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)出力（設(shè)備最大供水量），應(yīng)能滿足發(fā)電廠正常汽水損失和因機(jī)組啟動(dòng)或事故而需增加的汽水損失之和，各種藥品耗量則按正常供水量計(jì)算。2. 設(shè)計(jì)水質(zhì)是采用有代表性的年平均水質(zhì)進(jìn)行工藝計(jì)算，再以年最差水質(zhì)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備臺(tái)數(shù)和運(yùn)行周期進(jìn)行校核，要保證在最不利的條件下，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)也能滿足發(fā)電廠正常生產(chǎn)的要求。3. 澄清池（器）設(shè)計(jì)不宜少于兩臺(tái)，對(duì)凝汽式電廠當(dāng)有一臺(tái)檢修時(shí)，其余的澄清池應(yīng)能保證正常供水量（不考慮啟動(dòng)用水）。對(duì)熱電廠澄清池檢修可考慮在機(jī)組低負(fù)荷時(shí)進(jìn)行。若澄清池只用于短期懸浮物含量高的季節(jié)性處理時(shí)，可只設(shè)一臺(tái)，但應(yīng)有旁路及接觸混凝設(shè)施。4. 過濾器（池）設(shè)計(jì)不應(yīng)少

23、于兩臺(tái)，當(dāng)有一臺(tái)檢修時(shí)，其余過濾器應(yīng)能在正常供水量時(shí)濾速不超過規(guī)定值的上限。每晝夜每臺(tái)反洗次數(shù)宜按12次安排。5. 一級(jí)除鹽的各類離子交換器設(shè)計(jì)臺(tái)數(shù)不宜少于兩臺(tái)，其計(jì)算出力應(yīng)包括系統(tǒng)中自用水量。正常再生次數(shù)宜按每臺(tái)每晝夜12次考慮。當(dāng)采用程序控制時(shí)，可按23次考慮。 除鹽設(shè)備可不設(shè)檢修備用，當(dāng)一臺(tái)檢修時(shí)，其余設(shè)備應(yīng)能滿足全廠正常補(bǔ)給水量的需要。再生時(shí)需要的水量，對(duì)凝汽式電廠，可由除鹽水箱貯存，因此設(shè)備處理要包括再生時(shí)需要的供水量；對(duì)向外供熱的電廠，當(dāng)水處理設(shè)備出力較小時(shí)，可同凝汽式電廠一樣設(shè)置足夠容積的除鹽水箱貯存再生時(shí)需要水量，當(dāng)水處理設(shè)備處理較大時(shí)，應(yīng)設(shè)置再生備用設(shè)備。5.1 鍋爐給直流鍋

24、爐給水控制系統(tǒng)供水量計(jì)算設(shè)計(jì)機(jī)組對(duì)補(bǔ)給水量的要求，除了要能滿足正常補(bǔ)給水量外，還要在非正常情況下也能提供足夠的合格補(bǔ)給水量。非正常情況是指機(jī)組啟動(dòng)或事故狀況下對(duì)水量的增加的需求。表5-1 發(fā)電廠各項(xiàng)汽水損失序號(hào)損失類別正常損失考慮機(jī)組啟動(dòng)或事故而增加的水處理設(shè)備出力1廠內(nèi)水氣循環(huán)損失200MW以上機(jī)組為鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量的1.5%全廠最大一臺(tái)鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量的6%100-200MW機(jī)組為鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量的2.0%100MW以下機(jī)組為鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量的3.0%全廠最大一臺(tái)鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量的10%2對(duì)外供汽損失根據(jù)資料-3發(fā)電廠其它用水用汽損失根據(jù)資料-4汽包鍋爐排污損失根據(jù)計(jì)算，但不少于

25、0.3%-5閉式熱水網(wǎng)損失熱水網(wǎng)水量的1%-2%或根據(jù)資料熱水網(wǎng)水量的1%-2%，但與正常損失之和不少于20t/h6廠外其它用水量根據(jù)資料-具體的說，設(shè)計(jì)的補(bǔ)給水水量應(yīng)滿足下列諸方面需要：（1）廠內(nèi)正常的汽水損失D1 這部分損失不包括排污及生產(chǎn)和非生產(chǎn)用水，對(duì)于機(jī)組形式和裝機(jī)容量為250MW的高壓自然循環(huán)汽包爐，其汽水損失為鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量的3.0%，即 (5-1) （2）慮機(jī)組啟動(dòng)或事故而要增加的水處理設(shè)備出力D2 對(duì)于裝機(jī)容量為250MW的機(jī)組，其D2為全廠最大一臺(tái)鍋爐連續(xù)蒸發(fā)量的10%，即 (5-2) （3）其他用水汽損失D4 軸承冷卻水系統(tǒng)補(bǔ)充水5噸/時(shí) 吹灰及點(diǎn)火燃油系統(tǒng)汽水損失5

26、噸/時(shí) 化學(xué)及暖通用汽5噸/時(shí)（4）閉式熱網(wǎng)損失D5 該數(shù)值包括啟動(dòng)等非正常情況的需要，但正常與非正常損失之和不得小于20m3/h，取D5=20m3/h=20t/h。（5）鍋爐排污損失DP 不論正常與非正常情況，排污率P均按排污最大值取值, 對(duì)于除鹽補(bǔ)給水的凝汽式電廠排污率一般為1%,此時(shí)鍋爐排污損失為： (5-3) 表5-2 補(bǔ)給直流鍋爐給水控制系統(tǒng)供水量計(jì)算序號(hào)計(jì)算項(xiàng)目公式采用數(shù)據(jù)結(jié)果說明1廠內(nèi)正常水汽損失量（m3/h）D =440m3/h =3.0%13.2100MW以下機(jī)組正常水汽損失為鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量的3.0%2鍋爐排污量（m3/h）=1.0% 4.4按設(shè)計(jì)取排污率為1.0%3啟動(dòng)

27、或事故增加的損失量（m3/h）10%220 m3/h22100MW以下機(jī)組啟動(dòng)或事故增加的損失量為鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量的10%4其它用水汽損失D4155閉式熱網(wǎng)損失D520正常與非正常損失之和不得小于20m3/h6鍋爐正常補(bǔ)給水量（m3/h）17.6D3=D4=D5=D6=07鍋爐最大補(bǔ)給水量（m3/h）39.6D3=D4=D5=D6=08直流鍋爐給水控制系統(tǒng)（m3/h）正常取a=0(自用水全部逐級(jí)自供)，T =20h，t =4h21.12a為除鹽設(shè)備自用水率。工作周期T按一級(jí)除鹽設(shè)備計(jì)算，交換器不設(shè)再生設(shè)備時(shí)t=4h最大47.525.2 體內(nèi)再生混床計(jì)算（1）總工作面積取混床的流速（）正常 (

28、5-4) 最大 (5-5) （2） 交換器直徑 (5-6) （3）選擇混床臺(tái)數(shù)據(jù)有關(guān)資料，由（2）初定本設(shè)計(jì)采用LHH800/25型號(hào)的混床，取800mm。表5-3 離子交換床的規(guī)格項(xiàng)目直徑mm型號(hào)LHH外徑尺寸mm設(shè)計(jì)最大流量m3/h設(shè)備截面積m2陽(yáng)樹脂交換劑陰離子交換劑工作壓力MP層高mm體積m3層高mm體積m3參數(shù)800800/25812250.494000.1998000.3920.6正常 (5-7) 最大 (5-8) 此時(shí)，滿足設(shè)計(jì)要求，故采用3臺(tái)外形尺寸為8123830的混床，設(shè)備截面積為0.49m2,最大設(shè)計(jì)流量為25m3/h,工作壓力為0.6MP，工作溫度為5-50，實(shí)驗(yàn)壓力為

29、0.8MP，設(shè)備空載質(zhì)量為1391kg.（4）校驗(yàn)實(shí)際運(yùn)行流速正常 (5-9) 最大 (5-10) 此時(shí)在4060范圍內(nèi)，實(shí)際流速?zèng)]有超過規(guī)定值，設(shè)計(jì)符合要求。（5）混床內(nèi)樹脂體積hRC =0.4m, hRA =0.8m,相應(yīng)的， (5-11) (5-12) （6）混床周期制水時(shí)間 (5-13) （7）再生時(shí)用酸100酸：取RC=150g/mol (5-14) 工業(yè)酸 ：取工業(yè)酸濃度 (5-15) 再生酸液：取再生液濃度 (5-16) 稀釋用水： (5-17) 進(jìn)酸時(shí)間：取進(jìn)酸流速，再生酸液密度 (5-18) （8）再生時(shí)用堿量100堿：RA=250g/mol (5-19) 工業(yè)堿 ：取工業(yè)堿

30、濃度 (5-20) 再生堿液：取再生液濃度 (5-21) 稀釋用水： (5-22) 進(jìn)堿時(shí)間： 取進(jìn)堿流速，再生堿液 (5-23) （9）再生時(shí)自用水量反洗用水： 取反洗流速，反洗時(shí)間 (5-24) 置換用水： 取置換時(shí)水的比耗 (5-25) 正洗用水：取陽(yáng)樹脂正洗水比耗，陰樹脂正洗水比耗 (5-26) 部分集中供應(yīng)自用水： (5-27) 總用水： (5-28) （10）再生用壓縮空氣量取樹脂混合用壓縮空氣比耗，混合時(shí)間，壓縮空氣壓力0.10.15MPa (5-29) （11）每天耗工業(yè)酸量 (5-30) （12）每天耗工業(yè)堿量 (5-31) （13）年耗酸量（以年7000h計(jì)） (5-32)

31、 （14）年耗堿量（以年7000h計(jì)） (5-33) （15）每小時(shí)自用水量由前級(jí)提供自用水： (5-34) 集中供應(yīng)自用水 ： (5-35) 總自用水： (5-36) 表5-4 體內(nèi)再生混床的計(jì)算序號(hào)計(jì)算項(xiàng)目公式采用數(shù)據(jù)結(jié)果說明1總工作面積（m2）正常=21.12 m3/hv=50 m/h= 47.52m/h0.422 取4060 m/h總工作面積（m2）最大0.952交換器直徑（m）0.734取混床設(shè)d=0.8m，截面積A1 =0.49 m23選擇混床臺(tái)數(shù)正常n取整數(shù)， 1A1，d為所選用的陰床截面積和直徑（m2，m）最大34校驗(yàn)實(shí)際運(yùn)行流速（m/s）正常Qn=110.95 m3/h=0.

32、49m249.94不得超過4060 m/h，校驗(yàn)符合要求最大Qmax=159.2m3/h=0.49m2 37.455混床內(nèi)樹脂體積（m3/臺(tái)）陽(yáng)樹脂0.169hRC ，hRA為混床中陽(yáng)、陰樹脂的高度陰樹脂0.3386混床周期制水時(shí)間（h）EC=1750 mol/m3EA=1100mol/ m3=0.1 mmol/L317EC和EA為陽(yáng)、陰樹脂工作交換容量，為混床進(jìn)水離子濃度，如計(jì)算得T=522h，偏大，取為336h7再生時(shí)用酸量kg/(臺(tái)次)100%酸RC =150g/molEC=1750 mol/m3VRC =0.16944.36按酸耗計(jì)算，用鹽酸再生, RC取100150g/mol工業(yè)酸=

33、31%143.1為工業(yè)鹽酸濃度再生酸液c=5%887.3c為再生酸液濃度稀釋用水(m3)0.744進(jìn)酸時(shí)間(min)=5m/h=1.02g/cm324.68va為進(jìn)酸流速為再生酸液密度8再生時(shí)用堿量kg/(臺(tái)次)100% 堿RA=250g/mol92.95按堿耗計(jì)算，用NaOH再生，RA取200250g/mol工業(yè)堿=30%299.8為工業(yè)堿濃度再生堿液c=4%2323c為再生堿液濃度稀釋用水m32.024進(jìn)堿時(shí)間(min)=5m/h=1.04g/cm363.4為進(jìn)堿流速為再生堿液密度9再生時(shí)自用水量m3/(臺(tái)次)反洗用水v=10m/ht=15min1.06v為反洗流速t為反洗時(shí)間置換用水 a

34、d=2m3/m31.014ad為置換時(shí)水比耗（m3/m3）正洗用水a(chǎn)c=6m3/m3aa=12m3/m35.07ac為陽(yáng)樹脂正洗水比耗，aa為陰樹脂正洗水比耗部分集中供應(yīng)自用水 4.842根據(jù)自用水集中供應(yīng)范圍確定總自用水 9.91210再生用壓縮空氣量m3/(臺(tái)次)q=3m3/(m2min)t=1 min1.27Q為樹脂混合壓縮空氣比耗，通常取23m3/(m2min)t為混合時(shí)間，通常取0.51min；壓縮空氣壓力0.10.15MPa11每天耗工業(yè)酸量（t）0.01112每天耗工業(yè)堿量（t）0.02313年耗酸量（t）3.208以年運(yùn)行7000h計(jì)14年耗堿量（t）6.70815每小時(shí)自用水

35、量m3/h由前級(jí)提供自用水0.016根據(jù)自用水集中供應(yīng)范圍確定集中供應(yīng)自用水0.015總自用水0.0315.3 強(qiáng)堿陰離子交換器計(jì)算（1）陰床設(shè)計(jì)供水量正常 (5-37) 最大 (5-38) （2）總工作面積強(qiáng)堿陰交換器運(yùn)行濾速?。ǎ┱?(5-39) 最大 (5-40) （3） 交換器直徑 (5-41) 選取直徑d=1.25m的定型陰床設(shè)備，其截面積A1=1.227m2。（4） 選擇陰離子交換器運(yùn)行的臺(tái)數(shù) (5-42) (5-43) 此時(shí)，滿足設(shè)計(jì)要求，故采用2臺(tái)陰離子交換器，詳細(xì)參數(shù)如下表。表5-5 逆流再生陰離子交換器項(xiàng)目公稱直徑交換劑層高型號(hào)設(shè)備出力設(shè)備質(zhì)量運(yùn)行負(fù)荷交換劑體積參數(shù)DN1

36、2502000mmLNY-1250/2525t/h2180Kg8520Kg2.45m3（5）校驗(yàn)實(shí)際運(yùn)行流速 (5-44) (5-45) 此時(shí)在2030m/h范圍內(nèi)，實(shí)際流速?zèng)]有超過規(guī)定值，設(shè)計(jì)符合要求。（6）進(jìn)水中陰離子含量強(qiáng)酸陰離子:由混凝劑帶入的強(qiáng)酸陰離子量 (5-46) 弱酸陰離子: (5-47) 總陰離子: (5-48) （7）一臺(tái)陰床內(nèi)樹脂體積： (5-49) 為陰床樹脂裝載高度（8）正常供水時(shí)周期制水時(shí)間 ：式中取陰樹脂工作交換容量為 （5-50） （9）正常供水時(shí)每臺(tái)每晝夜再生次數(shù)： （5-51） （10）每臺(tái)再生用堿量100%堿：取陰樹脂再生耗堿量（） (5-52) 工業(yè)堿：

37、取工業(yè)堿濃度 （5-53） 再生時(shí)堿液：取再生堿液濃度 （5-54） 稀釋用水： （5-55） 進(jìn)堿時(shí)間： 取進(jìn)堿速度，再生堿液密度 （5-56） （11）每臺(tái)再生用堿量小反洗（反洗）用水： 取反洗流速（），反洗時(shí)間 （5-57） 置換用水： （5-58） 小正洗用水：取小正洗用水流速（），小正洗時(shí)間t=10min （5-59） 正洗用水： 取陰樹脂正洗水比耗（） （5-60） 集中供應(yīng)自用水： （5-61） 總自用水： （5-62） （12）每臺(tái)再生用壓縮空氣量逆流再生頂用壓縮空氣量，ts=30min，壓縮空氣壓力0.030.05MPa （5-63） （13）每天耗堿量： （5-64） （1

38、4）年耗堿量： （5-65） （15） 每小時(shí)自用水量由前級(jí)供的自用水： （5-66） 由集中供應(yīng)的自用水： （5-67） 總自用水： （5-68） 表5-6 陰離子交換器的計(jì)算序號(hào)計(jì)算項(xiàng)目公式采用數(shù)據(jù)結(jié)果說明1陰床設(shè)計(jì)出力（m3/h）正常=21.12m3/h21.151此處采用計(jì)算最大=47.52m3/h47.5512總工作面積（m2）正常 =25m/h0.846流速v取2030m/h最大1.9023交換器直徑（m）1.039由附表20-1選d=1.25m的定型設(shè)備，其截面積為A1=1.227m24選擇陰交換器運(yùn)行臺(tái)數(shù)正常n取整數(shù)1A1，d為所選用的陰床截面積和直徑選擇陰交換器運(yùn)行臺(tái)數(shù)最大25校驗(yàn)實(shí)際運(yùn)行流速（m/h）正常17.238V不得超過規(guī)定值，校驗(yàn)符合范圍最大19.3776進(jìn)水中強(qiáng)陰離子含量（mmol/L）=15.8mg/L，0mg/L=37.04mg/L=0mg/LDN=