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1化学培训教材二00四年七月2化学培训教材3目录第一章概述…………………………………………………………….1第一节水在热力发电厂中的作用……………………………….1第二节热力发电厂水处理的重要性…………………………….1第二章基础知识……………………………………………………….3第一节常用的化学名词………………………………………….3第二节天然水中的杂质………………………………………….6第三节水质指标………………………………………………….8第四节天然水中几种主要化合物……………………………….11第五节天然水的特点…………………………………………….13第三章热力发电厂补给水处理系统………………………………….14第一节水的预处理……………………………………………….14第二节反渗透水处理技术……………………………………….21第三节离子交换除盐的基本知识……………………………….22第四节锅炉补给水处理系统…………………………………….31第四章水汽系统的腐蚀、结垢及其防止…………………………….39第一节腐蚀的基本概念及其类型……………………………….39第二节给水系统金属的腐蚀及其防止………………………….40第三节汽包炉水汽系统的腐蚀、结垢及其防止……………….46第四节热力设备的停用腐蚀与防护…………………………….50第五节汽水取样分析及冷却装置……………………………….53第五章循环水处理…………………………………………………....55第六章污水处理……………………………………………………….57第一节概述……………………………………………………….57第二节生活污水处理…………………………………………….57第三节含油废水和输煤冲洗水处理…………………………….60第四节中和废酸碱液处理……………………………………….61第五节污水处理站回收水系统………………………………….62附图…………………………………………………………………………1第一章概述第一节水在热力发电厂中的作用在热力发电厂中,水进入锅炉后,吸收燃料(煤、油或天然气)燃烧放出的热能,转变成蒸汽,导入汽轮机;在汽轮机中,蒸汽的热能转变成机械能,发电机将机械能转变成电能,送至电网;蒸汽经汽轮机做完功后进入凝汽器,被冷却成凝结水,又由凝结水泵送至低压加热器,加热后送入除氧器,再由给水泵将已除氧的水送到高压加热器后进入锅炉。水汽就是如此循环运行的。由于水在热力发电厂水汽循环系统中所经历的过程不同,其水质常有较大的差别。因此,根据实际上的需要,我们常给予这些水以不同的名称,现简述如下:1.生水:生水是未经任何处理的天然水(如江、河、湖及地下水等)。2.锅炉补给水:生水经过各种方法净化处理后,用来补充发电厂汽水损失的水。我公司采用的锅炉补给水是经过滤处理及反渗透处理和二级除盐处理的地下水。凝汽式发电厂在正常运行情况下,补给水量不超过锅炉额定蒸发量的2—4%。3.汽轮机凝结水:在汽轮机中做功后的蒸汽经冷凝成的水。4.疏水:各种蒸汽管道和用汽设备中的蒸汽凝结水。5.给水:送进锅炉的水。凝汽式发电厂的给水,主要由汽轮机凝结水,补给水和各种疏水组成。6.锅炉水:在锅炉本体的蒸发系统中流动着的水。7.冷却水:用作冷却介质的水。第二节热力发电厂水处理的重要性长期的实践使人们认识到,热力系统中水的品质,是影响发电厂热力设备(锅炉、汽轮机等)安全、经济运行的重要因素之一。没有经过净化处理的天然水含有许多杂质,这种水如进入水汽循环系统,将会造成各种危害。为了保证热力系统中有良好的水质,必须对水进行适当的净化处理和严格地监督汽水质量。现将热力发电厂中,由于汽水品质不良而引起的危害,简述如下:1.热力设备的结垢。如果进入锅炉或其它热力交换器的水质不良,则经过一段时间运行后,在和水接触的受热面上,会生成一些固体附着物,这种现象称为结垢,这些固体附着物称为水垢。因2为水垢的导热性能比金属差几百倍,而这些水垢又极易在热负荷很高的锅炉炉管中生成,所以结垢对锅炉(或热交换器)的危害性很大。它可以使结垢部位的金属管壁温度过高,引起金属强度下降,这样在管内压力的作用下,就会发生管道局部变形、产生鼓包,甚至引起爆管等严重事故。结垢不仅危害到安全运行,而且还会大大降低发电厂的经济性。例如,热力发电厂锅炉的省煤器中,结有1毫米厚的水垢时,其燃料用量就比原来的多消耗1.5—2.0%。由于发电厂锅炉的容量一般都很大,每年使用的燃料量也很大,所以燃料的消耗率虽只有微小的增加,却会给企业造成巨额的经济损失。另外,在汽轮机凝汽器内结垢会导致凝汽器真空度降低,从而使汽轮机的热效率和出力下降。加热器的结垢会使水的加热温度达不到设定值,使整个热力系统的经济性降低。而且,热力设备结垢以后还必须及时进行清洗工作,这就要停止运行,减少了设备的年利用小时,此外,还要增加检修工作量和费用等。2.热力设备的腐蚀。发电厂热力设备的金属经常和水接触,若水质不良,则回引起金属的腐蚀。热力发电厂的给水管道、各种加热器、锅炉的省煤器、水冷壁、过热器和汽轮机凝汽器等都会因水质不良而引起腐蚀。腐蚀不仅要缩短设备本身的使用期限,造成经济损失,同时还由于金属腐蚀产物转入水中,使给水中杂质增多,从而又加剧在高热负荷受热面上的结垢过程,而结成的垢转而又会促进锅炉炉管的腐蚀。此种恶性循环,会迅速导致爆管事故。此外,如金属的腐蚀产物被蒸汽带到汽轮机中沉积下来后,也会严重地影响汽轮机的安全、经济运行。3.过热器和汽轮机的积盐。水质不良会使锅炉不能产生高纯度的蒸汽,随蒸汽带出的杂质就会沉积在蒸汽通过的各个部位,如过热器和汽轮机,这种现象称为积盐。过热器管内积盐会引起金属管壁过热甚至爆管,汽轮机内积盐会大大降低汽轮机的出力和效率,特别是高温高压的大容量汽轮机,它的高压部分蒸汽流通的截面积很小,所以少量的积盐也会大大地增加蒸汽流通的阻力,使汽轮机的出力下降。当汽轮机的积盐严重时,还会使推力轴承负荷增大,隔板弯曲,造成事故停机。4.热力发电厂水处理工作就是为了保证热力系统各部分有良好的水汽品质,以防止热力设备的结垢、积盐和腐蚀。因此,在热力发电厂中,水处理工作对保证发电厂的安全、经济运行具有十分重要的意义。热力发电厂的水处理工作,主要包括如下的内容:(1)净化生水,制备热力系统所需高品质的补给水。它包括除去天然水中的悬浮物和胶体状态杂质的澄清、过滤等预处理;除去水中溶解的钙、镁离子的软化处理;或除去水中全部溶解盐类的除盐处理。这些制备补给水的处理,通常称为炉外水处理。(2)对给水要进行除氧、加药等处理。(3)对于汽包锅炉要进行锅炉水的加药处理和排污,这些工作称为炉内水处理。(4)对于冷却水要进行防垢、防腐和防止有机附着物等处理。(5)对热力系统各部分的汽水质量要进行监督。此外,化学清洗热力设备以及机炉停运期间的保养工作,与水处理有直接关系,故也应列入水处理工作。3第二章基础知识水是由水分子组成,水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的。在大自然中纯水是没有的。因为水是一种溶解能力很强的溶剂,能溶解大气中、地表面和地下岩层里的许多物资,此外还有一些不溶于水的物质和水混杂在一起。天然水中的杂质虽然种类很多,但在它们的组成中,一般不外乎常见的20多种元素。这些元素除了少数呈单质外,大都形成酸、碱、盐之类的化合物或其它复杂的化合物,分散在水中。热力发电厂对水质要求十分严格,必须对水进行彻底地净化处理,才能作为锅炉补给水。热力发电厂中采用的水净化方法,是依据热力设备对水质的要求和天然水中杂质的含量来决定的。所以在研究水处理工艺时,首先需要了解天然水中含有杂质的概况和一些基础的化学知识。第一节常用的化学名词一溶液一种物质分散在另一种物质之中的体系称做分散体系,均一的分散体系叫做溶液。溶液中被分散的物质叫做溶质,用以分散溶质的物质叫做溶剂,发生这种均匀分散的现象叫做溶解。水能溶解很多种物质,是最常用的溶剂,通常所说的溶液是指水溶液。除此之外,酒精、汽油等也可做溶剂。当两种溶液互相溶解而形成溶液时,量多的一种叫溶剂,量少的叫溶质。还有一种体系是,被分散后的物质微粒是由较多的分子或离子所组成,由于它们的颗粒较小,肉眼观察不到,外观也表现为均一的透明状态,但在光线照射下,却能看见由这些颗粒所散射的光束,这种体系为胶体溶液。如果分散体系在水中的颗粒很大,甚至用肉眼都能观察出来的,从外观看它就是不均匀的,而且经过静置后,大部分分散物质会沉降下来,这种体系称之为悬浊液。二浓度在水处理工作中,常常需要知道某溶液中含有溶质的量,或者要配制某种浓度的溶液。这些都涉及到溶质和溶剂的数量关系。所谓浓度就是指在一定量的溶剂或溶液里所含溶质的量。表示浓度的方法很多,如:1、百分比浓度用溶质的重量占全部溶液的重量百分比来表示。在实际应用中,为了方便,有时将100毫升溶液中含有溶质的克数来表示百分浓度,这是重量比体积的百分浓度可写为A%(重量/体积)。42、摩尔浓度在1升溶液中所含溶质的摩尔数。其单位常以M表示。3、用单位体积或单位质量溶液中含有溶质质量表示的浓度。在工业上有时用1升溶液中含有溶质的克数表示溶液的浓度(相应的单位为克/升、毫克/升、微克/升)。对于以水为溶剂的稀溶液每升的质量近似的等于1千克,所以,上述浓度单位和克/千克、毫克/千克、微克/千克可看作是相等的。ppm是指在一百万份质量的溶液中所含溶质质量的份数,它和毫克/千克的表示方法相同;ppb是表示在十亿份质量溶液中所含溶液的质量份数,它可看成是微克/千克。4、当量浓度在1升溶液中所含溶质的克当量数。其单位常以N表示,即克当量数/升。三电离1、电解质:在水溶液中或在加热熔融状态下能导电的物质。2、电离:电解质溶于水后,在水分子作用下,解离为带正电的和带负电的离子,它们能在水中自由移动,这种过程叫做电离。3、电离平衡:电解质可分为强电解质和弱电解质。强电解质在溶液中几乎能完全电离成离子;而弱电解质在溶液中只有部分电离,并且有可逆的过程。弱电解质这种电离的正向速度等于其逆向速度的状态称为电离平衡。4、水的pH值:水是一种极弱的电解质,它只能微弱地电离为H+和OH-,水的离子积为KSH=[H+][OH-],PH=-lg[H+]25℃时,水的离子积KSH=[H+][OH-]=10-14,[H+]=[OH-]=10-7。四其他常用化学名词1、酸:能在水中电离释放出阳离子且只有氢离子的物质。2、碱:能在水中电离释放出的阴离子只有氢氧根离子的物质。3、盐:金属离子和酸根离子组成的化合物,并把含有H+的称为酸式盐,含有OH-的称为碱式盐,其余的称为正盐,含有两种金属离子的叫复盐。4、催化剂:能改变化学反应速度而本身反应前后的组成和质量均保持不变的物质。5、离子反应方程式:用参加反应的离子表示化学反应的方程式。6、热化学反应方程式:表明化学反应与热效应关系的方程式。7、烃:只含有碳和氢元素的化合物叫碳氢化合物,简称烃。8、官能团:有机物中比较活泼而能发生反应的原子或基团,并决定了有机物的主要性质。9、杂环化合物:具有环状结构,且构成环的原子除碳原子外还包括有其他原子的化合物。510、示剂:滴定分析中,通过改变颜色指示化学计量点的试剂。11、滴定终点:在滴定分析中,指示剂变色点称为滴定终点。12、标准溶液:在分析中,已知准确浓度的溶液。13、掩蔽剂:一种能与干扰离子起作用,而不影响试验结果的试剂。14、有效数字:在分析中实际能测得到并包括一位可疑数的数字。15、温标:是用数值表示温度,它规定了温度的读数起点(零点)和测量温度的基本单位,通常使用摄氏温标、华氏温标、热力学温标(K)。16、准确度:分析结果与真实值接近的程度。17、精密度:指在相同的条件下多次测定结果之间相互接近的程度。18、系统误差:由分析过程中某些固定因素造成的误差。19、偶然误差:由于外界某些偶然因素引起的误差。20、电位:在电场中取任意点B为参考点,单位正电荷在电场作用力下从场中A点移到参考点B点时,电场力所做的功称为A点电位。21、氧化还原电位:以标准氢电极为参
本文标题:660MW火力发电厂化学培训
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