火力发电厂锅炉补给水处理课程设计

火力发电厂锅炉补给水处理设计6X200MW机组火力发电厂锅炉水处理设计（夏季水质)院（系）：专业：班级：姓名：学号：指导老师：完成时间：年月日6X200MW机组火力发电厂锅炉补给水处理课程设计（夏季水质）课程设计成绩评定表课程设计评分（按下表要求评定）评分项目设计说明书质量（50分）图纸质量（30分）任务完成情况（10分）学习态度（10分）合计（100分）得分指导教师评语指导老师签名：年月日教研室主任审核意见教研室主任签名：年月日6X200MW机组火力发电厂锅炉补给水处理课程设计（夏季水质）前言水在火力发电厂中的生产工艺中，既是热力系统的工作介质，也是某些热力设备的冷却物质，所以水质的优劣，是影响发电厂安全经济运行的重要因素。社会不断的进步，对电力的需求也日益增加，随着大型火电机组建设规模不断扩大，人们对电厂锅炉补给水的品质提出了更高的要求，从而对电工厂化学水处理也提出了更高的要求。火力发电厂的用水多来自于江、河、水库等水力资源，大江、大河、水库中的水含有有机物、胶体等杂质，水中含有溶解的盐类及气体。其中有些盐类，如钙盐和镁盐进入锅炉，会使锅炉的管壁结成污垢，严重时造成爆管事故。如果高压蒸汽把盐类带进汽轮机，还会在高压喷嘴或汽轮机叶片上沉积，影响汽轮机的出力和效率，严重时造成汽轮机叶片断裂事故。另一问题是在水冷却设备中，热水与较冷的水接触后，部分水蒸发成蒸汽排入大气中，把热量带走，因此要损失一部分水。损失的循环水也较大，我国凝汽式发电厂补给水流约为5%，国际较先进水平补给水流为1%～3%，热电厂由于供热回水损失较大，补给水流为30%以上，造成电厂年运行费用增大。因此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的监督水汽质量。所以电厂中必须设置锅炉水处理系统，对原水进行化学加药除氧、离子交换除盐、过滤澄清除杂质等处理。本次课程设计以6X200MW汽包锅炉为题目来探讨发电厂锅炉水处理设计等问题。课程设计是工科教育实践性教学环节的一个重要组成部分，目的是培养学生运用所学理论知识解决实际问题的能力与方法，同时提高学生的独立工作能力，为毕业论文（设计）和今后的工作打好基础。6X200MW机组火力发电厂锅炉补给水处理课程设计（夏季水质）目录第一章课程设计任务书1.1课程设计的目的1.2课程设计的方式1.3课程设计的内容1.4课程设计的要求1.5课程设计的题目1.6设计原始资料1.6.1锅炉额定蒸发量1.6.2水源夏季水质1.7课程设计的安排1.8课程设计成果第二章课程设计说明书2.1课程设计的目的与意义2.2设计的方案选择2.2.1设计的依据和范围2.2.2工艺方案的选择2.3工艺说明2.4建筑物与设备的工艺设置第三章课程设计计算书3.1补给水处理系统出力的计算3.2体内再生混床的计算3.3强碱阴离子交换器的计算3.4大气式除CO2器的计算3.5强酸阳离子交换器的计算3.6无阀滤池的计算第四章总结参考文献6X200MW机组火力发电厂锅炉补给水处理课程设计（夏季水质）第一章课程设计任务书1.1课程设计目的课程设计是工科教育实践性教学环节的一个重要组成部分，目的是培养学生运用所学理论知识解决实际问题的能力与方法，同时提高学生的独立工作能力，为毕业论文（设计）打好基础。1.2课程设计的方式在校内进行，先由指导教师进行有关讲解，布置课程设计内容，及有关注意事项、要求，然后，学生在固定教室进行课程设计。指导教师进行辅导、答疑。1.3课程设计的内容1.火力发电厂锅炉补给水水量的确定；2.水源水质资料及其他资料；3.离子交换系统选择；4.预处理系统和预脱盐系统选择；5.水处理系统的技术经济比较；6.锅炉补给水处理系统工艺计算及设备选择；7.管道、泵、阀门的选择；8.系统图和设备布置图。1.4课程设计的要求1.遵守学校的规章制度与作息时间。2.按照布置的课程设计内容，认真计算、校核、绘图。3.按照课程设计内容要求，提供打印的设计说明书、计算机或手工绘制的工程图。4.独立完成工程设计，要求方案具有正确性与先进性，且论述清楚彻，绘图整洁、符合规范。6X200MW机组火力发电厂锅炉补给水处理课程设计（夏季水质）1.5课程设计的题目6X200MW机组火力发电厂锅炉补给水处理课程设计（夏季水质）1.6设计原始资料1.6.1锅炉额定蒸发量200MW、300MW、600MW锅炉额定蒸发量分别为670t/h、1025t/h、1900t/h；全部锅炉定位为汽包锅炉。1.6.2水源夏季水质要求水源夏季水质外状（浑）项目单位结果项目单位结果浑浊度mg/L5.67全硬度mmol/L1.58pH7.41全碱度mmol/L1.21游离二氧化碳mg/L6.06酚酞碱度mmol/L0耗氧量mg/L2.04氢氧根mg/L0溶解固形物mg/L119.5碳酸根mg/L0全硅mg/L2.7重碳酸根mg/L75.29铁µg/L185.69硫酸根mg/L17.91铝µg/L26.06氯根mg/L4.64铜µg/L49.96磷酸根mg/L0.28钙离子mg/L22.44钾离子mg/L0.94镁离子mg/L5.35钠离子mg/L3.871.7课程设计的安排1.第一周：课堂讲解、课程设计任务布置，进行有关工艺流程计算。2.第二周：继续进行工艺流程计算，进行设备的选型、比较计算等。3.第三周：用手工及AUTOCAD绘制有关工程图。4.第四周：绘制有关工程图，编写课程设计说明书，完成设计作品装订。1.8课程设计成果6X200MW机组火力发电厂锅炉补给水处理课程设计（夏季水质）1、水处理平面布置图2、水处理工艺流程图3、Φ3000双介质过滤器设备图4、DN2000混合离子交换器结构图5、DN2000阴离子交换器结构图6、酸碱储罐设备图7、Φ1200碱计量箱设备图8、TF140·160～400型除碳器设备图6X200MW机组火力发电厂锅炉补给水处理课程设计（夏季水质）第二章课程设计说明书2.1课程设计意义此次水处理课程设计根据机组要求对其水处理系统进行了设计计算，基本能够达到改善锅炉补给水水质，使锅炉的水汽品质控制在合格指标以内，以满足锅炉补给水的要求，从而减缓锅炉炉内的结垢和腐蚀，延长化学清洗周期。目的在于进一步巩固和加深我们的理论知识，并结合实践，学以致用。通过对火力发电厂锅炉补给水处理课程设计，使我们了解火力发电厂锅炉补给水处理的流程设备及管道的流向。2.2设计的方案选择2.2.1设计依据和范围按照《火力发电厂锅炉补给水处理设计》的要求，并查阅相关书籍，如《水处理工程》、《化工工程制图》、《AutoCAD2000应用教程》、《工业锅炉实用设计手册》等，根据水源水质数据、机组规模、系统的水质指标，计算后选择恰当的水处理方案和主要设备，在手工绘制出相应的流程图及总体布局平面图同时，运用CAD绘制设计出相应的设备。2.2.2工艺方案的选择补给水处理工艺流程是根据原水为河水，出水要求较高和机组容量的大小等因素综合确定的。过滤系统采用单层（石英沙）无阀滤池，在反冲洗过程中，可以自动进行，无阀滤池的滤后水位位于滤池上部，便于操作人员观察，若水质不合格，能发现及时，处理及时，确保出厂水水质达标，其截污能力大，运行周期长，运行中水头损失增长较慢，实践中应用效果良好。除盐系统采用强酸阳离子交换器以及弱碱——强碱复床便可达到出水水质要求。2.3工艺说明关于工艺方案的选择，主要是根据建厂的原始资料，如水源的水质和机组对水质、水量的要求等进行的。选择的方案，应能将去水源的水处理到满足该机组对水质的要求。从系统运行的可靠性与设备投资的经济性角度出发，确定该补给水处理的整个过程包括预处理和后阶段处理两部分。先采用预处理，包括混凝、澄清及过6X200MW机组火力发电厂锅炉补给水处理课程设计（夏季水质）滤处理；在进行后阶段处理，即先后采用一级除盐系统和二级除盐系统处理，最终使出水水质达到机组运行的要求。为了保证锅炉的安全运行，使水质达到的要求，水处理系统工艺流程为：原水→单层滤料无阀滤池→清水箱→清水泵→阳离子交换器→除碳器→中间水箱→弱碱强碱阴离子交换器→混合离子交换器→除盐水箱→除盐水泵→主厂房→补给水箱。2.4构筑物与设备的工艺设计预处理过程中设于室外的设备有机械搅拌澄清池、无阀滤池及再生系统的酸罐、碱罐，设置于室内的有阴、阳离子交换器、除盐水箱、除碳器、混床、泵等设备，整个工艺由流程计算机自动监控。在建筑物中给予各个设备的相对位置和大小，以及管道的连接。6X200MW机组火力发电厂锅炉补给水处理课程设计（夏季水质）第三章课程设计计算书3.1.补给水处理系统供水量补给水处理系统供水量的计算见表1。表1补给水处理系统供水量的计算序号计算项目公式采用数据结果说明1厂内正常水汽损失量（m3/h）D1=α’DD=6×670m3/hα’=2.0%80.40125~200MW机组正常水汽损失为锅炉最大连续蒸发量的2.0%2锅炉排污量（m3/h）DpDpp=0.3%12.06按设计取排污率为0.3%3启动或事故增加的损失量（m3/h）)2(2DD6%)2(D670m3/h40.2100MW以上机组启动或事故增加的损失量为锅炉最大连续蒸发量的6%4锅炉正常补给水量（m3/h）p65431'DDDDDDQn92.46D3=D4=D5=D6=05锅炉最大补给水量（m3/h）p654321'maxDDDDDDDQ132.66D3=D4=D5=D6=06水处理系统（m3/h）正常'nnQT)tT)(a1(Q取a=0(自用水全部逐级自供)，T=20h，t=4h110.95a为除盐设备自用水率。工作周期T按一级除盐设备计算，交换器不设再生设备时t=4h最大'maxmaxQT)tT(Q159.193.2.体内再生混床体内再生混床的计算见表2。6X200MW机组火力发电厂锅炉补给水处理课程设计（夏季水质）表2体内再生混床的计算序号计算项目公式采用数据结果说明1总工作面积（m2）正常nnQAnQ=110.95m3/hv=60m/h1.85由附表3-1可知，ν取40~60m/h总工作面积（m2）最大maxmaxQAmaxQ=159.19m/h2.652交换器直径（m）nAd13.11.54根据附表21-1，取混床设d=1.5m，截面积A1=1.76m23选择混床台数正常2n1nmndA4AAnn取整数，1nnmnMmax1A1，d为所选用的阴床截面积和直径（m2，m）最大24校验实际运行流速（m/s）正常mn1nnnAQnQ=110.95m3/h1A=1.76m259.60ν不得超过40~60m/h，校验符合要求最大MnAQmax1maxmaxmaxQ=159.19m3/h1A=1.76m245.235混床内树脂体积（m3/台）阳树脂RC1RChAV取mhmhRARC0.1,5.00.88hRC，hRA为混床中阳、阴树脂的高度，按附表21-1选值阴树脂RARAhAV11.766混床周期制水时间（h）JmnnARARCCnQEVEcVTEC=1750mol/m3EA=1100mol/m3JC=0.1mmol/L336EC和EA为阳、阴树脂工作交换容量，JC为混床进水离子浓度，计算得T=522h，偏大，取为336h2max1maxmax4dAAAnM6X200MW机组火力发电厂锅炉补给水处理课程设计（夏季水质）序号计算项目公式采用数据结果说明序号7再生时用酸量[kg/（台•次）]100%酸1000REVmCCRCpa，RC=150g/molEC=1750mol/m3VRC=0.88231按酸耗计算，用盐酸再生，根据附表3-1，RC取100~150g/mol工业酸1mmpaia，，=31%745.2为工业盐酸浓度再生时用酸量[kg/（台•次）]再生酸液c1mmp,ar,ac=3%7700c为再生酸液浓度稀释用水（m3）1000mmVi,ar,aa6.95进酸时间（min）a1raavA1000m60t，av=5m/