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1、电厂水处理电厂水处理第1页，本讲稿共32页第第一一篇篇 火火电电厂厂用用水水及及水水的的预预处处理理第一章第一章 水资源及电力工业用水水资源及电力工业用水第一节第一节 水资源水资源一、水资源分布概况一、水资源分布概况1 1、生物圈、生物圈生物圈是指地球上有生命的部分。生物圈是指地球上有生命的部分。即：地球上所有的生物及其生存环境的总体。即：地球上所有的生物及其生存环境的总体。范围：海平面以上范围：海平面以上9km9km到海平面以下到海平面以下10km10km第2页，本讲稿共32页2 2、水圈、水圈 海洋和陆地上的液态水和固态水构成的一个海洋和陆地上的液态水和固态水构成的一个连续的圈层。连续的圈
2、层。水圈水圈覆盖地球表面的覆盖地球表面的3/43/4以上。（水、冰、汽）以上。（水、冰、汽）地球上水的总量：地球上水的总量：1.4101.4109 9kmkm3 3参见表参见表1 11 1海水：海水：97.397.3；淡水只占淡水只占2.72.7冰帽冰川：淡水冰帽冰川：淡水8686；浅层地下水：；浅层地下水：1212地表水：淡水占有率不到地表水：淡水占有率不到1 1。第3页，本讲稿共32页3 3、中国水资源分布、中国水资源分布 （1 1）广义概念：）广义概念：地表水、地下水及大气水等各种水体。地表水、地下水及大气水等各种水体。（2 2）狭义概念：）狭义概念：指广义水资源范围内逐年可以得到恢复更
3、新的那指广义水资源范围内逐年可以得到恢复更新的那一部分淡水。一部分淡水。（3 3）工程概念：）工程概念：狭义概念中的淡水在一定条件下可用的一狭义概念中的淡水在一定条件下可用的一部分及少量被用于冷却介质的海水。部分及少量被用于冷却介质的海水。第4页，本讲稿共32页世界水资源概况：世界水资源概况：1 1、可开发利用且逐年更新的淡水总量：、可开发利用且逐年更新的淡水总量：4747万亿万亿m m3 3，仅占水资源总量的仅占水资源总量的0.030.03。2 2、19971997年年1212月，国际人口研究组织发表研究月，国际人口研究组织发表研究报告表明：报告表明：在未来在未来5050年里，全世界至少有年
4、里，全世界至少有1/41/4人口将面临人口将面临水资源短缺。水资源短缺。！2121世纪淡水将成为全世界最紧缺的自然资源世纪淡水将成为全世界最紧缺的自然资源面对这种状况，我们该做些什么呢？面对这种状况，我们该做些什么呢？第5页，本讲稿共32页我国水资源分布我国水资源分布地表水资源：地表水资源：东南多，西北少，由东南沿海向西北内陆递减。东南多，西北少，由东南沿海向西北内陆递减。我国地表水资源在地区分布上是很不均衡的。我国地表水资源在地区分布上是很不均衡的。我国地表水资源从时程分布上也是不均衡的。我国地表水资源从时程分布上也是不均衡的。有时涝，有时旱，甚至造成水灾、旱灾。有时涝，有时旱，甚至造成水灾
5、、旱灾。所以我们要合理开发利用水资源，杜绝浪费，所以我们要合理开发利用水资源，杜绝浪费，提倡节约，提高水资源的重复利用率。提倡节约，提高水资源的重复利用率。第6页，本讲稿共32页二、天然水的特性及分类二、天然水的特性及分类1 1、水分子的结构、水分子的结构2 2、水的特性、水的特性（1 1）水的状态）水的状态（2 2）水的密度）水的密度（3 3）水的比热容）水的比热容（4 4）水的溶解能力）水的溶解能力（5 5）水的表面张力：）水的表面张力：靠近表面的水分子所受的向内的拉力。靠近表面的水分子所受的向内的拉力。（一）天然水的特性第7页，本讲稿共32页（6 6）水的）水的粘度粘度水体运动过程中所发
6、生的内摩擦力。水体运动过程中所发生的内摩擦力。（7 7）水的电导率）水的电导率 电导率表示水溶液传导电流的能力，其大小间接反电导率表示水溶液传导电流的能力，其大小间接反映了水中溶解性盐类的总量，也反映了水中矿物质的映了水中溶解性盐类的总量，也反映了水中矿物质的总量。总量。单位：单位：S/m S/m、S/cmS/cm或或s/cms/cm电导率是电阻率的倒数。电导率是电阻率的倒数。第8页，本讲稿共32页高纯水的电导率高纯水的电导率 =5.510=5.510-6-6 S/m S/m去离子水电导率去离子水电导率 =1.010=1.010-4-4 S/m S/m蒸馏水电导率蒸馏水电导率 =1.010=1
7、.010-3-3 S/m S/m自来水电导率自来水电导率 =0.5=0.55.0105.010-2-2 S/m S/m工业废水电导率工业废水电导率 =1 S/m=1 S/m一般：一般：第9页，本讲稿共32页（8 8）水的沸点与蒸汽压）水的沸点与蒸汽压蒸发与凝结的概念蒸发与凝结的概念饱和蒸汽：饱和蒸汽：在温度一定的条件下，达到动态在温度一定的条件下，达到动态平衡时的蒸汽称为平衡时的蒸汽称为该温度下该温度下的饱和蒸汽。的饱和蒸汽。这时的蒸汽压力称为这时的蒸汽压力称为饱和压力饱和压力。饱和蒸汽、饱和压力及沸点饱和蒸汽、饱和压力及沸点沸点：沸点：当蒸汽压力等于外界压力时所对应的当蒸汽压力等于外界压力时
8、所对应的 温度。此时水开始沸腾。温度。此时水开始沸腾。第10页，本讲稿共32页临界温度和临界压力：临界温度和临界压力：因为任何气体在一定的温度和压力下都可以液化，因为任何气体在一定的温度和压力下都可以液化，温度越高，液化所需要的压力也越高，但是当温度温度越高，液化所需要的压力也越高，但是当温度超过某一数值时，即使再增加多大的压力也不能液超过某一数值时，即使再增加多大的压力也不能液化，这个温度叫化，这个温度叫临界温度临界温度 ，在这一温度下，在这一温度下最低最低的的压力压力就叫做就叫做临界压力临界压力。即临界温度下使气体液化的即临界温度下使气体液化的最低压力为临界压力。最低压力为临界压力。例如：
9、例如：水的临界温度为水的临界温度为374.15374.15，临界压力为临界压力为22.129MPa;22.129MPa;氨的临界温度为氨的临界温度为132.4132.4，临界压力为，临界压力为11.52MPa11.52MPa。第11页，本讲稿共32页高于临界温度和临界压力而接近临界点的状态高于临界温度和临界压力而接近临界点的状态称为称为超临界状态超临界状态。处于处于超临界状态超临界状态时，气液两相性质非常相近。时，气液两相性质非常相近。超临界机组实际运行的蒸汽参数一般为：超临界机组实际运行的蒸汽参数一般为：23MPa23MPa和和538538以上。以上。我国火力发电超临界机组的起步容量为我国火
10、力发电超临界机组的起步容量为600MW600MW，参数范围为：参数范围为：242425MPa25MPa和和538538566566第12页，本讲稿共32页（9 9）水的化学性质）水的化学性质水能与金属和非金属作用放出氢气。水能与金属和非金属作用放出氢气。水能与金属和非金属氧化物反应生成酸和碱水能与金属和非金属氧化物反应生成酸和碱（二）天然水的分类（二）天然水的分类按水的含盐量分类：按水的含盐量分类：（1 1）低含盐量：）低含盐量：200mg/L200mg/L以下；以下；（2 2）中等含盐量：）中等含盐量：200mg/L200mg/L500mg/L500mg/L以下以下（3 3）较高含盐量：）较
11、高含盐量：500mg/L500mg/L1000mg/L1000mg/L以下以下（4 4）高含盐量：含盐量在）高含盐量：含盐量在1000mg/L1000mg/L以上。以上。第13页，本讲稿共32页按硬度分类：（1）极软水：硬度在1.0mmol/L以下。（2）软水：硬度在1.03.0mmol/L。（3）中等硬度水：硬度在3.06.0mmol/L。（4）硬水：硬度在6.09.0mmol/L。（5）高硬水：硬度在9.0mmol/L以上。第14页，本讲稿共32页第二节第二节 电力工业用水及其特点电力工业用水及其特点一、电力工业用水的各种水源及其特点1、地表水：地表水是指流动或静止在陆地表面的水，主要是指
12、江河、湖泊和水库水及海水。特点：具有悬浮物；含盐量较低的淡水，硬度和二氧化碳含量较低；含氧量多呈饱和状态；易被污染。第15页，本讲稿共32页各地海洋水质基本上是相似和稳定的，其显著的特点是含盐量较高，约35g/L左右。各主要离子之间的比例关系基本上是一致的，海水中的NaCl含量约占89%。海水必须经过淡化处理才能应用，未经过淡化处理的海水主要限于用来冷却热交换器设备。位于海滨的火力发电厂，主要用海水作为凝汽器的冷却水。关于海水：第16页，本讲稿共32页2 2、地下水的特点、地下水的特点存在地球表面以下的土壤和岩层中的水称为存在地球表面以下的土壤和岩层中的水称为地下水。地下水。地下水是由雨水和地
13、表水经过地层的渗流而形成的。水在地层渗透过程中，通过土壤和砂砾的过滤作用，悬浮物和胶体已基本或大部分去除，所以地下水浊度普遍较低 水质水温较稳定；溶解氧含量低，游离二氧化碳水质水温较稳定；溶解氧含量低，游离二氧化碳含量较高；含盐量和硬度较高，不易被污染。含量较高；含盐量和硬度较高，不易被污染。第17页，本讲稿共32页二、电力生产用水的特性：二、电力生产用水的特性：1 1、水的分散作用、水的分散作用（1 1）水是一种强极性分子。）水是一种强极性分子。（2 2）水的介电常数很大。多种物质在水中的）水的介电常数很大。多种物质在水中的溶解度和电离度都很大。溶解度和电离度都很大。（3 3）水对热力设备金
14、属的侵蚀作用）水对热力设备金属的侵蚀作用（4 4）水的纯度越高，缓冲能力越弱。）水的纯度越高，缓冲能力越弱。第18页，本讲稿共32页2、水的缔合作用分子的缔合作用指由简单分子结合成为较复杂的分子集团，而不引起物质化学性质改变的过程。当水受热时，热量一方面消耗在水体温度升高上，另一方面消耗在缔合分子的解离上，因此水的热容量最大。故，水可作为冷却或储存及传递热量的优良介质。第19页，本讲稿共32页3 3、水的汽化作用、水的汽化作用湿饱和蒸汽：从锅炉产生出来的带有少量水分的蒸汽。干饱和蒸汽：通过过热器清除掉饱和蒸汽中的湿分后所得到的蒸汽。也叫过热蒸汽。4、水的导电作用电导率。表16第20页，本讲稿共
15、32页三、火电厂水处理的重要性三、火电厂水处理的重要性（一）火力发电厂的水汽循环系统第21页，本讲稿共32页1锅炉锅炉 2汽轮机汽轮机 3发电机发电机 4凝汽器凝汽器 5凝结水泵凝结水泵 6冷却水泵冷却水泵 7低压加热器低压加热器 8除氧器除氧器 9给水泵给水泵 10高压加热器高压加热器 11水处理设备水处理设备11第22页，本讲稿共32页(二二)、火电厂生产用水的分类、火电厂生产用水的分类1 1生水（原水）：未经任何处理的天然水生水（原水）：未经任何处理的天然水2 2锅炉补给水：原水经过各种方法净化处理后，用来补充热力锅炉补给水：原水经过各种方法净化处理后，用来补充热力发电厂汽水损失的水，成
16、为锅炉补给水。发电厂汽水损失的水，成为锅炉补给水。（软化水、蒸馏水和除盐水等）（软化水、蒸馏水和除盐水等）3 3汽轮机凝结水：在汽轮机中做功后的蒸汽经冷凝成的水。汽轮机凝结水：在汽轮机中做功后的蒸汽经冷凝成的水。4 4疏水：各种蒸汽管道和用汽设备中的蒸汽冷凝水。它经疏水器疏水：各种蒸汽管道和用汽设备中的蒸汽冷凝水。它经疏水器汇集到疏水箱或并入凝结水系统。汇集到疏水箱或并入凝结水系统。第23页，本讲稿共32页5 5返回凝结水：热电厂向热用户供热后，返回凝结水：热电厂向热用户供热后，回收的蒸汽冷凝水。回收的蒸汽冷凝水。6 6给水：送进锅炉的水。给水：送进锅炉的水。7 7锅炉水：在锅炉本体的蒸发系统
17、流动着的水。锅炉水：在锅炉本体的蒸发系统流动着的水。简称为炉水。简称为炉水。8 8冷却水：用作冷却介质的水。冷却水：用作冷却介质的水。电厂中主要是指凝汽器中的冷却汽轮机排电厂中主要是指凝汽器中的冷却汽轮机排 汽的水。汽的水。第24页，本讲稿共32页（三）、火电厂汽水品质不良的危害（三）、火电厂汽水品质不良的危害3 3过热器和汽轮机内积盐：过热器和汽轮机内积盐：蒸汽中的杂质在流经过热蒸汽中的杂质在流经过热器和汽轮机时，由于温度和压力的变化会沉积在蒸汽器和汽轮机时，由于温度和压力的变化会沉积在蒸汽通过的各个部位。通过的各个部位。1 1热力设备的结垢：热力设备的结垢：在热力设备受热面水侧在热力设备受
18、热面水侧金属表面形成的固体附着物。导热性很差。金属表面形成的固体附着物。导热性很差。1mm1mm厚的水垢，多消耗燃料厚的水垢，多消耗燃料1.5%1.5%2.0%2.0%。2 2热力设备的腐蚀热力设备的腐蚀 ：缩短使用寿命，腐蚀产物缩短使用寿命，腐蚀产物又会加剧结垢。又会加剧结垢。第25页，本讲稿共32页（四）、火电厂水处理工作的主要内容第26页，本讲稿共32页第27页，本讲稿共32页1 1净化原水。制备热力系统所需质量的补给水。净化原水。制备热力系统所需质量的补给水。它包括除去天然水中的悬浮物和胶体状态杂质它包括除去天然水中的悬浮物和胶体状态杂质的澄清、过滤等处理；除去水中溶解盐类的蒸的澄清、
19、过滤等处理；除去水中溶解盐类的蒸馏、离子交换、电渗析、反渗透、电除盐馏、离子交换、电渗析、反渗透、电除盐（EDIEDI）等处理。）等处理。2 2对给水进行除氧、加药等处理。对给水进行除氧、加药等处理。3 3对汽包锅炉进行锅炉水的加药处理和排污，对汽包锅炉进行锅炉水的加药处理和排污，这些工作称为锅内水处理。这些工作称为锅内水处理。4 4对直流锅炉机组或亚临界压力汽包锅炉机组对直流锅炉机组或亚临界压力汽包锅炉机组进行凝结水的净化处理。进行凝结水的净化处理。第28页，本讲稿共32页5 5在热电厂中，对生产返回水进行除油、除铁在热电厂中，对生产返回水进行除油、除铁等净化处理。等净化处理。6 6对冷却水
20、进行防沉积物、防腐和防止有机附对冷却水进行防沉积物、防腐和防止有机附着物等处理。着物等处理。7 7对热力系统各部分的汽水质量进行监督。对热力系统各部分的汽水质量进行监督。此外，化学清洗热力设备以及机炉停运期间的此外，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，也应列入水保养工作，与水处理有直接关系，也应列入水处理工作。处理工作。第29页，本讲稿共32页【课堂小节课堂小节】1 1、水资源概况、水资源概况2 2、水的主要特性、水的主要特性3 3、火电厂水汽循环流程、火电厂水汽循环流程4 4、电厂中各种水质的名称及内涵、电厂中各种水质的名称及内涵5 5、水质不良对热力设备的危害、水质不良对热力设备的危害6 6、电厂化学工作的主要内容、电厂化学工作的主要内容第30页，本讲稿共32页P11 1、2、4、7补充：1、画出火电厂热力系统水汽循环图。2、写出电厂各种用水的名称并解释其内涵作业：第31页，本讲稿共32页谢谢大家谢谢大家第32页，本讲稿共32页