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1、第三章第三章 电厂锅炉补给水处理技术电厂锅炉补给水处理技术l内容提要：内容提要： 扼要介绍火电厂水汽循环系统及水处扼要介绍火电厂水汽循环系统及水处理的重要性，着重讨论制备锅炉补给水的理的重要性，着重讨论制备锅炉补给水的预处理和离子交换的原理，主要工艺及设预处理和离子交换的原理，主要工艺及设备；凝结水的净化处理；锅炉水的处理原备；凝结水的净化处理；锅炉水的处理原理和技术；循环冷却水系统及处理原理、理和技术；循环冷却水系统及处理原理、工艺和主要设备。工艺和主要设备。目录目录第一节第一节 火力发电厂中水处理的作用火力发电厂中水处理的作用第二节第二节 水的预处理水的预处理第三节第三节 水的离子交换处理
2、水的离子交换处理第四节第四节 凝结水的净化处理凝结水的净化处理第五节第五节 锅内处理锅内处理第六节第六节 冷却水处理冷却水处理第一节第一节 火力发电厂中水处理的作用火力发电厂中水处理的作用 火力发电厂是利用燃料燃烧产生的热能火力发电厂是利用燃料燃烧产生的热能转变成电能的，这种能量的转换是通过水来转变成电能的，这种能量的转换是通过水来实现的。因此，水在火力发电厂中起着极重实现的。因此，水在火力发电厂中起着极重要的作用，水处理是火力发电厂生产过程的要的作用，水处理是火力发电厂生产过程的不可缺少的组成部分。不可缺少的组成部分。 火力发电厂的水汽循环系统火力发电厂的水汽循环系统 水处理的重要作用水处理
3、的重要作用 u火力发电厂的水汽循环系统火力发电厂的水汽循环系统 火力发电厂的水汽循环系统可分为火力发电厂的水汽循环系统可分为凝汽凝汽和和凝凝汽兼供热汽兼供热两种形式。两种形式。 凝汽式凝汽式是指只发电不供热的凝汽式发电厂的是指只发电不供热的凝汽式发电厂的水汽循环系统，这种系统正常运行的锅炉补给水水汽循环系统，这种系统正常运行的锅炉补给水量很小，一般为锅炉蒸发量的量很小，一般为锅炉蒸发量的24%。 凝汽兼供热式凝汽兼供热式是指除发电外，兼向附近工业是指除发电外，兼向附近工业区、生活区供热的水汽循环系统，锅炉补给水量区、生活区供热的水汽循环系统，锅炉补给水量要大得多，如热力发电厂水汽循环系统。要大
4、得多，如热力发电厂水汽循环系统。 热力发电厂水汽循环系统主要流程见热力发电厂水汽循环系统主要流程见图图3-13-1。图图3-1 3-1 热力发电厂水汽循环系统主要流程热力发电厂水汽循环系统主要流程 实际运行中，任何水汽循环系统都要有一部实际运行中，任何水汽循环系统都要有一部分汽水损失，大致有如下几个方面：分汽水损失，大致有如下几个方面： (1)(1)系统内水汽循环损失：系统内水汽循环损失： 如汽包锅炉的排污，各种排汽损失如汽包锅炉的排污，各种排汽损失锅炉锅炉安全门、过热器放汽门、汽轮机轴封、抽汽器、安全门、过热器放汽门、汽轮机轴封、抽汽器、除氧器等的排汽，各种水箱的溢流和管道的跑冒除氧器等的排
5、汽，各种水箱的溢流和管道的跑冒滴漏等等。滴漏等等。 (2)(2)对外供汽损失对外供汽损失 对非生产、生活供汽大部分不能返回。对非生产、生活供汽大部分不能返回。 (3)(3)厂内其它用汽损失厂内其它用汽损失 如采暖、生活用汽等等。如采暖、生活用汽等等。 根据水在水汽循环系统中所经历的过程，我根据水在水汽循环系统中所经历的过程，我们赋予这些水以不同的名称。们赋予这些水以不同的名称。 (1)(1)生水生水 生水是未经处理的天然水，如地下水、江河生水是未经处理的天然水，如地下水、江河水、水库湖泊水等等。水、水库湖泊水等等。 (2)(2)锅炉锅炉补给水补给水 生水经水处理车间净化后，用于补充发电厂生水经
6、水处理车间净化后，用于补充发电厂水汽损失的水，叫锅炉补给水。水汽损失的水，叫锅炉补给水。 (3)(3)汽轮机汽轮机凝结水凝结水 蒸汽在汽轮机中做功后在凝汽器中冷凝的水。蒸汽在汽轮机中做功后在凝汽器中冷凝的水。 (4)(4)疏疏水水 各种用汽设备、蒸汽管道中凝结的蒸汽凝结各种用汽设备、蒸汽管道中凝结的蒸汽凝结水，一般汇集到输水箱，也有的并入凝结水系统。水，一般汇集到输水箱，也有的并入凝结水系统。 (5)(5)返回返回凝结水凝结水 它是生产或生活用户返回的蒸汽凝结水，简它是生产或生活用户返回的蒸汽凝结水，简称返回水。称返回水。 (6)(6)给水给水 给水是指进入锅炉的水，对于热电厂，它包给水是指进
7、入锅炉的水，对于热电厂，它包括汽轮机凝结水、锅炉补给水、疏水和返回水。括汽轮机凝结水、锅炉补给水、疏水和返回水。 (7)(7)锅炉水锅炉水 锅炉水又叫炉水，是指锅炉本体的蒸发系统锅炉水又叫炉水，是指锅炉本体的蒸发系统中流动的水。中流动的水。 (8)(8)冷却水冷却水 是指用作冷却介质的水，在电厂中主要指在是指用作冷却介质的水，在电厂中主要指在凝汽器中用于冷却汽轮机排汽的水。凝汽器中用于冷却汽轮机排汽的水。u水处理的重要作用水处理的重要作用 在火力发电厂的热力系统中，水的品质是影响在火力发电厂的热力系统中，水的品质是影响热力设备安全、经济运行的重要因素。热力设备安全、经济运行的重要因素。 天然水
8、中含有许多杂质。若把这些水不经净化天然水中含有许多杂质。若把这些水不经净化处理就引入热力设备，将会由于汽水品质不良引起处理就引入热力设备，将会由于汽水品质不良引起各种危害，主要是热力设备的各种危害，主要是热力设备的结垢、腐蚀和积盐结垢、腐蚀和积盐。结垢结垢 结垢极易发生在热负荷较高的部位，如锅炉的结垢极易发生在热负荷较高的部位，如锅炉的炉管、各种热交换器。水垢的导热性比金属差几百炉管、各种热交换器。水垢的导热性比金属差几百倍，结垢的金属管壁就会产生过热，强度下降，引倍，结垢的金属管壁就会产生过热，强度下降，引起管道的损坏。冷却水处理不当，会使凝汽器铜管起管道的损坏。冷却水处理不当，会使凝汽器铜
9、管结垢，降低换热效率，从而降低汽轮机出力。结垢，降低换热效率，从而降低汽轮机出力。腐蚀腐蚀 水质不良会引起热力设备的腐蚀，主要是水质不良会引起热力设备的腐蚀，主要是电化电化学腐蚀学腐蚀，容易发生在给水管道、省煤器、水冷壁、，容易发生在给水管道、省煤器、水冷壁、过热器、汽轮机和凝汽器等经常与水接触的金属部过热器、汽轮机和凝汽器等经常与水接触的金属部位。腐蚀将大大减少设备的使用年限。位。腐蚀将大大减少设备的使用年限。积盐积盐 含有大量杂质的蒸汽通过过热器和汽轮机时，含有大量杂质的蒸汽通过过热器和汽轮机时，杂质会沉积下来，这叫做杂质会沉积下来，这叫做过热器、汽轮机的积盐过热器、汽轮机的积盐。 过热器
10、的积盐有可能引起爆管，汽轮机的积盐将大过热器的积盐有可能引起爆管，汽轮机的积盐将大大降低汽轮机的出力。大降低汽轮机的出力。 因此，为了保证安全、经济运行，各电厂对锅因此，为了保证安全、经济运行，各电厂对锅炉用水的水质都规定了严格的要求。炉用水的水质都规定了严格的要求。 火力发电厂水处理工作的主要内容大致如下：火力发电厂水处理工作的主要内容大致如下： (1)(1)净化净化生水生水 净化生水的目的是制备所需质量的锅炉补给水，净化生水的目的是制备所需质量的锅炉补给水，这个处理过程也叫做炉外水处理。包括预处理，软这个处理过程也叫做炉外水处理。包括预处理，软化或除盐。化或除盐。 (2)(2)高参数机组或
11、直流锅炉的凝结水净化。高参数机组或直流锅炉的凝结水净化。 (3)(3)对给水的除氧、加药。对给水的除氧、加药。 (4)(4)汽包锅炉的锅内水处理。汽包锅炉的锅内水处理。 (5)(5)冷却水的处理。冷却水的处理。 (6)(6)热电厂对返回水的除油、除铁。热电厂对返回水的除油、除铁。 (7)(7)热力系统的水汽质量监督。热力系统的水汽质量监督。 (8)(8)锅炉锅炉及其他热力设备的清洗。及其他热力设备的清洗。第二节 天然水中的杂质与水质指标 水中的杂质 水中所含的杂质按其在水中存在的状态可以分为三类：悬浮物水中所含的杂质按其在水中存在的状态可以分为三类：悬浮物质、溶解物质和胶体物质。悬浮物质是由大
12、于分子尺寸的颗粒组成的，质、溶解物质和胶体物质。悬浮物质是由大于分子尺寸的颗粒组成的，它们靠浮力和粘滞力悬浮于水中。溶解物质则由分子或离子组成，它它们靠浮力和粘滞力悬浮于水中。溶解物质则由分子或离子组成，它们被水的分子结构所支承。胶体物体则介于悬浮物质与溶解物质之间，们被水的分子结构所支承。胶体物体则介于悬浮物质与溶解物质之间，这三种杂质的尺度为：这三种杂质的尺度为：10-510-410-310-210-1110100(m)水质指标水质指标水质水质是指是指水和其中所含杂质共同表现出来的物理水和其中所含杂质共同表现出来的物理、化学和生化学和生物学的综合特征物学的综合特征。各项水质指标则表示水中。
13、各项水质指标则表示水中杂质的种类杂质的种类、成分和数量成分和数量，是判断水质的具体衡量标准。水质指标项目，是判断水质的具体衡量标准。水质指标项目繁多，总共可有上百种，它们可分为物理的、化学的和生繁多，总共可有上百种，它们可分为物理的、化学的和生物的三类。物的三类。 （一）物理性水质指标（一）物理性水质指标 属于这一类的水质指标主要有：属于这一类的水质指标主要有： 1、感官物理性状指标，如温度、色度、嗅和味、浑浊度、透明度等。、感官物理性状指标，如温度、色度、嗅和味、浑浊度、透明度等。 2、其它的物理性水质指标，如总固体、悬浮固体、溶解固体、可沉固、其它的物理性水质指标，如总固体、悬浮固体、溶解
14、固体、可沉固体、电导率（电阻率）等。体、电导率（电阻率）等。水质指标水质指标 （二）化学性水质指标（二）化学性水质指标 1、一般化学性水质指标，如：、一般化学性水质指标，如：pH、碱度、硬度、各种、碱度、硬度、各种阳离子、各种阴离子、总含盐量，一般有机物质等。阳离子、各种阴离子、总含盐量，一般有机物质等。 2、有毒的化学性水质指标，如：各种重金属、氰化物、有毒的化学性水质指标，如：各种重金属、氰化物、多环芳烃、各种农药等。多环芳烃、各种农药等。 3、氧平衡指标，如溶解氧（、氧平衡指标，如溶解氧（DO）、化学需氧量）、化学需氧量（COD）、生化需氧量（）、生化需氧量（BOD）、总需氧量（）、总需
15、氧量（TOD）等。）等。 （三）生物学水质指标（三）生物学水质指标 一般包括细菌总数、总大肠杆菌群数、各种病原细菌病一般包括细菌总数、总大肠杆菌群数、各种病原细菌病毒等。毒等。第三节第三节 补给水的预处理补给水的预处理 天然水中常含有大量的悬浮物和胶态杂质。天然水中常含有大量的悬浮物和胶态杂质。电厂水处理的第一步就是要除去这些杂质，即电厂水处理的第一步就是要除去这些杂质，即预预处理处理。它包括悬浮物的自然沉降、混凝处理、沉。它包括悬浮物的自然沉降、混凝处理、沉淀软化和过滤等内容。淀软化和过滤等内容。 水的混凝处理水的混凝处理 水的沉淀软化水的沉淀软化 水的过滤处理水的过滤处理 给水系统给水系统
16、u水的混凝处理水的混凝处理 胶态杂质和一部分粒径小的悬浮物，由于沉降速度小，胶态杂质和一部分粒径小的悬浮物，由于沉降速度小，以至于相当长时间仍滞留于水中，而且这部分杂质也不能以至于相当长时间仍滞留于水中，而且这部分杂质也不能用过滤的方法除去。因此实际应用中，通常是加入一种称用过滤的方法除去。因此实际应用中，通常是加入一种称之为混凝剂的化学药剂，使它们相互吸附粘结成较大的絮之为混凝剂的化学药剂，使它们相互吸附粘结成较大的絮状物，然后从水中沉降分离。状物，然后从水中沉降分离。混凝处理原理混凝处理原理胶核胶核.swf胶体的脱稳胶体的脱稳加电解质加电解质.swf 现在以现在以Al2(SO4)3为例，简
17、要说明混凝过程。为例，简要说明混凝过程。 Al2(SO4)3投入水中，首先发生的是它的电离和水解。当投入水中，首先发生的是它的电离和水解。当pH1，有利于交换反应的进行。平衡常数 以H型阳离子交换树脂与水中Na+进行交换为例，加以讨论： RH+Na+RNa+H+ 如果此反应不伴随有反应物质的吸附或解吸等过程，则可得如下平衡常数式 由于K值要受吸附和解吸过程的影响，而且还因离子交换树脂相中的离子活度系数现在还无法测定。 选择性系数 这里， 用来代表 ，它称为选择性系数。此系数只表示离子交换平衡时，各种离子间一种量的关系，没有更多的物理化学意义。选择性系数可以进行换算：1.等价离子 KAB=KAC
18、KBC2.不等价离子 KAB=KAC（KBC）2 A2价 B、C1价NaHKRHNaRNaHffKff选择性顺序 在离子交换水处理的实际应用中，我们常常需要知道在许多离子的混合液中哪一种离子易被吸取，哪一种离子较难被吸取的次序，即所谓选择性顺序。此种性能与它们呈离子交换平衡时的相对量有关。 对于阳离子交换来说，此种顺序的规律性比较明显。在稀溶液中强酸性阳树脂对常见阳离子的选择性顺序如下： 可以归纳为两个规律：离子所带电荷量愈大，愈易被吸取；当离子所带电荷量相同时，离于水合半径较小的易被吸取。 对于弱酸性阳树脂，H+的位置向前移动例如羧酸型树脂对H+的选择性居于Fe3+之前。 在浓溶液中，选样性
19、顺序有一些不同，某些低价离子会居于高价离子之前。 至于阴离子交换的选择性顺序，情况要比阳离子交换复杂。通过研究得知，在淡水的离子交换除盐处理系统中即进水是稀酸溶液时，强碱性OH型阴树脂对阴离子的选择性顺序为：当OH离子交换树脂失效后，用碱进行再生时，即对于进水是浓碱溶液、阴离子的选择性顺序为：据此，可以推知，强碱性OH型阴树脂对于水中常见阴离子的吸着顺序，遵循以下三条规律： (1)在强弱酸混合的溶液中，易吸取强酸的阴离子。 (2)浓溶液与稀溶液相比，前者利于低价离子被吸取，后者利于高价离子被吸取。(3)在浓度和价数等条件相同的情况下，选择性系数大的易被吸取。离子交换剂性能对比1强酸性阳离子交换
20、剂，对水中阳离子选择顺序：Fe3+Al3+Ca2+Mg2+K+Na+H+2. 弱酸性阳离子交换剂，对水中阳离子的选择顺序：H+Fe3+Al3+Ca2+Mg2+K+Na+从上述选择顺序来看，强酸性阳离子交换剂对H+的吸着力不强；而弱酸性阳离子交换剂则容易吸着H+。所以，实际应用中，用酸再生弱酸性阳离子交换剂比再生强酸性阳离子交换剂要容易得多。3. 强碱性阴离子交换剂，对水中阴离子的选择顺序：SO42-NO3-Cl-OH-HCO3-HSiO3- 4. 弱碱性阴离子交换剂，对水中阴离子的选择顺序： OH- SO42- NO3- Cl-HCO3- 从阴离子交换剂的选择性来看，用碱再生弱碱性阴离子交换剂
21、比再生强碱性阴离子交换剂容易。但是弱碱性阴离子交换剂吸着HSiO3-很弱甚至不吸着。因此，弱碱性阴离子交换剂用于除掉水中强酸根离子。u离子交换除盐系统离子交换除盐系统一级复床除盐一级复床除盐 将预处理后的清水，一次顺序通过将预处理后的清水，一次顺序通过H型和型和OH型交换器的系统叫一级复床除盐系统，如型交换器的系统叫一级复床除盐系统，如图图3-143-14。 一级复床除盐系统的运行监督，是分别监督一级复床除盐系统的运行监督，是分别监督H型和型和OH型交换器的出水。型交换器的出水。混合床除盐混合床除盐 混合床是在一个交换器内，把已再生好的混合床是在一个交换器内，把已再生好的H H型和型和OHOH
22、型离子交换树脂按一定比例混合均匀，所型离子交换树脂按一定比例混合均匀，所以混床就相当于一个多级复床。以混床就相当于一个多级复床。 混床的优势在于水的阳、阴离子交换是交错混床的优势在于水的阳、阴离子交换是交错进行，出水水质好而且水质稳定；由于交换未期，进行，出水水质好而且水质稳定；由于交换未期，出水电导率上升很快，终点容易判断；运行周期出水电导率上升很快，终点容易判断；运行周期也较长。缺点是树脂的损耗大；再生操作比较复也较长。缺点是树脂的损耗大；再生操作比较复杂。杂。图图3-143-14 一级复床除盐系统一级复床除盐系统常见的化学除盐主系统及其选择常见的化学除盐主系统及其选择 采用阳、阴离子交换
23、器组成主系统时，通常采用阳、阴离子交换器组成主系统时，通常参照下面的原则：参照下面的原则： (1)(1)第一个交换器应是第一个交换器应是H H型交换器。型交换器。 (2)(2)弱酸性阳树脂；适用于处理碱度大或碳弱酸性阳树脂；适用于处理碱度大或碳酸盐硬度大的水。酸盐硬度大的水。 (3)(3)弱碱性阴树脂；是用于处理强酸阴离子弱碱性阴树脂；是用于处理强酸阴离子含量大的水。含量大的水。 (4)(4)除硅必须采用强碱性阴树脂。除硅必须采用强碱性阴树脂。 (5)(5)水质要求高时应设混床。水质要求高时应设混床。 (6)(6)除碳器应置于强碱性阴树脂之前，以保除碳器应置于强碱性阴树脂之前，以保证除硅效果。
24、证除硅效果。u离子交换装置及其运行离子交换装置及其运行 离子交换装置按运行方式不同可分为固定床离子交换装置按运行方式不同可分为固定床和连续床。和连续床。固定床离子交换装置固定床离子交换装置 固定床离子交换固定床离子交换是把离子交换树脂固定在一是把离子交换树脂固定在一个装置个装置( (称固定床称固定床) )中，水流经树脂完成交换过程。中，水流经树脂完成交换过程。 完成离子交换过程的设备，叫做完成离子交换过程的设备，叫做离子交换器离子交换器。 固定床离子交换，按其再生方式不同，可分固定床离子交换，按其再生方式不同，可分为为顺流再生顺流再生和和逆流再生固定床逆流再生固定床。 (1)(1)顺流再生床顺
25、流再生床 顺流再生顺流再生是指运行时水流方向和再生液流动是指运行时水流方向和再生液流动方向一致，通常都是自上而下的。方向一致，通常都是自上而下的。离子交换离子交换单元装置单元装置阴、阳离子阴、阳离子交换柱交换柱混合离子混合离子交换柱交换柱固定式固定式固定式固定式移动式移动式流动式流动式移动式移动式顺流再生顺流再生固定床固定床逆流再生逆流再生固定固定双层床双层床二塔式移二塔式移动床动床三塔式移三塔式移动床动床流动床流动床体内再生体内再生混合床混合床阴树脂再阴树脂再生混合床生混合床体外再生体外再生混合床混合床移动式混移动式混合床合床浮动床浮动床双室双层双室双层流动床流动床图3-10 顺流再生离子交
26、换器的内部结构1-进水装置；2-再生液分配装置；3-树脂层；4-排水装置图3-11 顺流再生离子交换器的管路系统图3-12 逆流再生离子交换器结构1-进水装置；2-中间排液装置；3-排水装置；4-压脂层；5-树脂层； 图3-13 气顶压逆流再生离子交换器管道系统 图3-14 逆流再生装置操作过程示意（a）小反洗；(b)放水；(c)顶压；(d)进再生液；(e)逆流清洗；(f)小正洗；(g)正洗图3-15 浮动床本体结构示意1-顶部出水装置；2-惰性树脂层；3-树脂层；4-水垫层；5-下部进水装置；6-倒U型排液管图3-16 浮动床管路系统 为防止床或落床时树脂层乱层，浮动床内树脂基本上是装满水的
27、，水垫层很薄。 水垫层的作用：一是作为树脂层体积变化时的缓冲高度；二是使水流和再生液分配均匀。水垫层不宜过厚，否则在成床或落床时，树脂会乱层，这是浮动床最忌讳的；若水垫层厚度不足，则树脂层体积增大时会因为没有足够的缓冲高度，而使树脂受压、挤碎以及水流阻力增大。合理的水垫层厚度，应是树脂在最大体积（水压实）状态下，以050mm为宜。 离子交换器离子交换器结构结构 交换器是一个密封的圆柱体，设有进水装置，交换器是一个密封的圆柱体，设有进水装置，进再生液装置、排水装置，装有一定高度的离子进再生液装置、排水装置，装有一定高度的离子交换树脂。交换树脂。 进再生液装置示意见进再生液装置示意见图图3-153
28、-15。 交换器的运行交换器的运行 交换器的运行可分为交换器的运行可分为反洗反洗、再生再生、正洗正洗、交交换换四个步骤。四个步骤。 反洗：反洗：用水在与进水相反的方向上通过交换用水在与进水相反的方向上通过交换剂层，使交换剂层松动，清除由于过滤作用而截剂层，使交换剂层松动，清除由于过滤作用而截留在交换剂上的杂质。留在交换剂上的杂质。 再生：再生：使失效的交换剂恢复交换能力。使失效的交换剂恢复交换能力。图图3-153-15 进再生液装置示意图进再生液装置示意图 正洗：正洗：清除再生过程中滞留于交换剂层中的清除再生过程中滞留于交换剂层中的再生产物和过剩再生剂。再生产物和过剩再生剂。 交换：交换：清洗
29、合格后，交换器即可投入运行。清洗合格后，交换器即可投入运行。 (2)(2)逆流再生固定床逆流再生固定床 逆流再生属对流式，即运行时进水和再生时逆流再生属对流式，即运行时进水和再生时进再生剂的方向相对进行的水处理工艺。进再生剂的方向相对进行的水处理工艺。 逆流再生原理逆流再生原理 逆流再生时，再生剂自下而上，首先接触的逆流再生时，再生剂自下而上，首先接触的是失效程度最小，又易于再生的是失效程度最小，又易于再生的Na型树脂，因此型树脂，因此底层树脂再生程度较高。另外，下层树脂的再生底层树脂再生程度较高。另外，下层树脂的再生产物产物Na+在上升过程中，对上层树脂中的在上升过程中，对上层树脂中的Ca、
30、Mg有一定的交换能力，使再生剂的利用率提高。有一定的交换能力，使再生剂的利用率提高。 这样，尽管上层树脂再生程度差一些，但接这样，尽管上层树脂再生程度差一些，但接触的是含盐量较大的进水，仍可较好地交换。而触的是含盐量较大的进水，仍可较好地交换。而下层树脂再生彻底，将保证出水水质。因此，逆下层树脂再生彻底，将保证出水水质。因此，逆流再生是一种较理想的再生方式，已在电厂广泛流再生是一种较理想的再生方式，已在电厂广泛采用。采用。 交换器的结构及运行交换器的结构及运行 逆流再生离子交换器见逆流再生离子交换器见图图3-163-16。它和顺流再它和顺流再生固定床的主要区别在于：在交换剂的表面设有生固定床的
31、主要区别在于：在交换剂的表面设有中间排液装置。中间排液装置。 逆流再生操作示意见逆流再生操作示意见图图3-173-17。 小反洗：小反洗：进水反洗树脂压实层，清除压实层进水反洗树脂压实层，清除压实层和中间排液装置上的污物，至出水澄清。和中间排液装置上的污物，至出水澄清。 放水：放水：小反洗后放掉中间排液装置上部的水。小反洗后放掉中间排液装置上部的水。图图3-163-16 逆流再生离子交换器逆流再生离子交换器图图3-173-17 逆流再生操作示意逆流再生操作示意 顶压：顶压：放水后进压缩空气顶压以防乱层。放水后进压缩空气顶压以防乱层。 进再生剂：进再生剂：在顶压情况下进再生剂。在顶压情况下进再生
32、剂。 逆流冲洗：逆流冲洗：以进再生剂相同流速，自下而上以进再生剂相同流速，自下而上进纯水冲洗残留废液和再生产物至出水合格。进纯水冲洗残留废液和再生产物至出水合格。 小反洗：小反洗：进水反洗树脂压实层中残留再生剂。进水反洗树脂压实层中残留再生剂。 正洗：正洗：用水自上而下冲洗，至出水合格后转用水自上而下冲洗，至出水合格后转入正常运行。入正常运行。 (3)(3)浮动床浮动床 浮动床是对流再生技术的一种形式。浮动床浮动床是对流再生技术的一种形式。浮动床工作过程示意见工作过程示意见图图3-183-18。 浮动床本体是钢制圆筒和上下封头，内部装浮动床本体是钢制圆筒和上下封头，内部装有上、下分配装置，床层
33、和水垫层。有上、下分配装置，床层和水垫层。图图3-183-18 浮动床工作示意浮动床工作示意2.运行浮动床的运行过程为：制水落床进再生液置换下流清洗成床、上流清洗，再转入制水。上述过程构成一个运行周期。（1）落床。当运行至出水水质达到失效标准时，停止制水，靠树脂本身重力从下部起逐层下落，在这一过程中同时还可以起到疏松树脂层、排除气泡的作用。（2）进再生液。一般采用水射器输送。先启动再生专用水泵（也称自用水泵），调整再生流速；再开启再生计量箱出口门，调整再生液浓度，进行再生。（3）置换。待再生液进完后，关闭计量箱出口门，继续按再生流速和流向进行置换，置换水量约为树脂体积的1.52倍。（4）下流清
34、洗。置换结束后，开清洗水门，调整流速至1015m/h进行下流清洗，一般需1530min。（5）成床、上流清洗。用进水以2030m/h的较高流速将树脂层托起，并进行上流清洗，直至出水水质达到标准时，即可转入制水。 为防止床或落床时树脂层乱层，浮动床内树脂基本上是装满水的，水垫层很薄。 水垫层的作用：一是作为树脂层体积变化时的缓冲高度；二是使水流和再生液分配均匀。水垫层不宜过厚，否则在成床或落床时，树脂会乱层，这是浮动床最忌讳的；若水垫层厚度不足，则树脂层体积增大时会因为没有足够的缓冲高度，而使树脂受压、挤碎以及水流阻力增大。合理的水垫层厚度，应是树脂在最大体积（水压实）状态下，以050mm为宜。
35、图3-17 混合床两步再生法示意图(a)阴树脂再生；(b)阴树脂清洗；(c)阳树脂再生，阴树脂清洗；(d)阴、阳树脂各自清洗；(e)正洗（四）混合床运行的特点（四）混合床运行的特点（1）出水水质优良。用强酸性和强碱性树脂组成的混床，其出水残留的含盐量在1.0mg/L以下，电导率在0.2 S/cm以下，残留的SiO2在20 g/L以下，pH值接近中性。（2）出水水质稳定。混合床经再生清洗后开始制水时，出水电导率下降极快，这是由于在树脂中残留的再生剂和再生产物，可立即被混合后的树脂交换。混合床在工作条件有变化时，一般对出水水质影响不大。（3）间断运行对出水水质影响较小。无论是混床或是复床，当停止制
36、水后再投入时，开始的出水水质都会下降，要经短时间后才能恢复到原来的水平。但恢复到正常所需的时间，混床只要35min，而复床则需要10min以上。（4）终点明显。混床在运行末期失效前，出水电导率上升很快，这有利于运行监督。（5）混床设备较少。混床设备比复床少，且布置集中。主要缺点：树脂交换容量的利用率低；树脂损耗大；再生操作复杂，需要的时间长；为保证出水水质，常需投入较多的再生剂（四）运行监督（四）运行监督1.流量和进出口压力差交换器应在规定的流速范围内运行，流量大意味着流速高。交换器进出口压力差主要是由水通过树脂层的压力损失所决定的，水流速度越高、水温越低或树脂层越厚，则水通过树脂层的压力损失
37、越大。在正常情况下，进出口压力差是有一定规律的。当进出口压力差有不正常升高时，则往往是树脂层积污过多、进气或析出沉淀（如硫酸再生时析出CaSO4）等不正常情况发生。2.进水水质进水中悬浮物应尽可能在水的预处理中清除干净，进入除盐系统的水，其浊度应5mg/L（当H交换器为顺流再生时）或2mg/L(当H交换器为对流再生时)。此外，为了防止离子交换树脂氧化和被污染，还应满足以下一些条件：游离氯含量应在0.1mg/L以下，Fe含量应在0.3mg/L以下，高锰酸钾耗氧量应在2mg/L以下。 3.出水水质 一般情况下强酸H交换器的出水中不会有硬度，仅有微量Na+。当交换器近失效时，出水中Na+浓度增加，同
38、时H+浓度降低，并因此出现水酸度和电导率下降以及pH上升。因此，对出水Na+进行监督。为了防止用H2SO4再生时在树脂层中析出CaSO4沉淀 可以采用以下再生方式： （1）用低浓度的H2SO4 溶液进行再生。再生溶液浓度通常为0.5%2.0%，这种方法比较简单，但要用大量稀的H2SO4 ，再生时间长、自用水量大，再生效果也差。 （2）分步再生。先用低浓度的H2SO4 溶液以高流速通过交换液，然后用较高浓度的H2SO4 溶液以较低的流速通过交换器。先用低浓度的目的是降低再生液中CaSO4 的过饱和度，使它不易析出；先采用高流速的原因是因为CaSO4 从过饱和到析出需要经过一段时间，故加快流速可以
39、防止CaSO4 沉淀在树脂层中的析出。分步再生可分为二步法、三步法、四步法。 此外，也可采用将H2SO4 浓度不断增大的办法，以达到先稀后浓的目的。 相对来说，由于HCl再生时不会有沉淀物析出，所以操作比较简单。再生浓度一般为2%4%，再生流速一般为5m/h左右。 浮动床的操作过程分落床、再生、置换和正浮动床的操作过程分落床、再生、置换和正洗、成床和顺洗、运行五个步骤。洗、成床和顺洗、运行五个步骤。 体外清洗体外清洗是浮动床的明显缺点。是浮动床的明显缺点。 (4)(4)混合床混合床 混合床混合床是将再生后的阳、阴离子交换树脂放是将再生后的阳、阴离子交换树脂放在同一个交换器中并混合均匀。在同一个
40、交换器中并混合均匀。 混床的设备结构示意见混床的设备结构示意见图图3-193-19。 混床的运行分混床的运行分反洗分层反洗分层、再生再生、混合混合、正洗正洗和和交换交换五个步骤，其中反洗分层是运行操作的关五个步骤，其中反洗分层是运行操作的关键。键。 混床两步法再生示意见混床两步法再生示意见图图3-203-20。图图3-193-19 混床结构示意混床结构示意图图3-203-20 混床两步法再生示意混床两步法再生示意连续床离子交换装置连续床离子交换装置 连续床离子交换装置可分为连续床离子交换装置可分为移动床移动床和和流动床流动床两类。两类。 固定床离子交换技术有两个明显缺陷：固定床离子交换技术有两
41、个明显缺陷：第一，第一，固定床设备体积较大，树脂用量多固定床设备体积较大，树脂用量多；第二，固定床第二，固定床运行是周期性的，不能连续供水。运行是周期性的，不能连续供水。 移动床内树脂层是不断移动的，它定期排出一移动床内树脂层是不断移动的，它定期排出一部分失效树脂，同时又补充等量再生好的树脂。部分失效树脂，同时又补充等量再生好的树脂。 三塔式移动床是典型的移动床，三塔式移动床是典型的移动床，见见图图3-213-21。 流动床运行是完全连续的，但树脂磨损大，再流动床运行是完全连续的，但树脂磨损大，再生剂耗量也大，而且出水水质受进水水质影响较大，生剂耗量也大，而且出水水质受进水水质影响较大，因此目
42、前应用很少。因此目前应用很少。图图3-213-21 三塔式移动床三塔式移动床 总之，各种类型的交换器，各有其特点。总之，各种类型的交换器，各有其特点。 从实践看，从实践看，应用最普遍的仍属固定床应用最普遍的仍属固定床，并且可制得纯度很高的水，连续床适用于软并且可制得纯度很高的水，连续床适用于软化处理，当供水量不大，对水质要求又不太化处理，当供水量不大，对水质要求又不太高时，移动床是可行的。流动床应用很少。高时，移动床是可行的。流动床应用很少。u再生系统再生系统 再生系统包括再生剂的贮存、溶解、计量、再生系统包括再生剂的贮存、溶解、计量、配置和输送。再生剂有食盐、盐酸、硫酸、烧碱配置和输送。再生
43、剂有食盐、盐酸、硫酸、烧碱等。现简单介绍盐酸和烧碱的再生系统。等。现简单介绍盐酸和烧碱的再生系统。盐酸配制和输送系统盐酸配制和输送系统 盐酸配制、输送系统见盐酸配制、输送系统见图图3-223-22。 该系统是将贮酸池或汽车来酸用酸泵打入高该系统是将贮酸池或汽车来酸用酸泵打入高位贮槽，然后依靠重力自动流入计量箱，再生时位贮槽，然后依靠重力自动流入计量箱，再生时用喷射器按所需浓度打入系统。用喷射器按所需浓度打入系统。碱液配制和输送系统碱液配制和输送系统 该系统和图该系统和图3-223-22类似。类似。图图3-223-22 盐酸配制、输送系统盐酸配制、输送系统u水的其他除盐方法水的其他除盐方法蒸馏法
44、蒸馏法 蒸馏法是利用汽轮机抽汽蒸馏法是利用汽轮机抽汽( (称一次蒸汽称一次蒸汽) )，在，在蒸发器的热交换器中将水加热蒸发成蒸汽蒸发器的热交换器中将水加热蒸发成蒸汽( (称二次称二次蒸汽蒸汽) )，然后在凝结器中冷凝成蒸馏水。，然后在凝结器中冷凝成蒸馏水。 常用立式表面沸腾蒸发器的蒸汽形成示意如常用立式表面沸腾蒸发器的蒸汽形成示意如图图3-233-23。 用蒸发器制取锅炉补给水一般用于：水源的用蒸发器制取锅炉补给水一般用于：水源的水质太差而锅炉补给水量又不大的电厂。水质太差而锅炉补给水量又不大的电厂。电渗析电渗析 电渗析是一种膜分离技术，电渗析原理见电渗析是一种膜分离技术，电渗析原理见图图3-
45、243-24。 电渗析一般用于处理高含盐量的水，电渗析一般用于处理高含盐量的水，如海水如海水的淡化，而的淡化，而不适宜制备高纯水不适宜制备高纯水，并且进入电渗析，并且进入电渗析槽的原水往往需要预处理。槽的原水往往需要预处理。 因此，电厂中若用于制备锅炉补给水，必须因此，电厂中若用于制备锅炉补给水，必须继续进行离子交换除盐。继续进行离子交换除盐。图图3-233-23 立式表面沸腾蒸发器蒸汽形成示意立式表面沸腾蒸发器蒸汽形成示意图图3-243-24 电渗析原理图电渗析原理图第四节第四节 凝结水的净化处理凝结水的净化处理 火电厂中，凝结水包括汽轮机凝结水，热力火电厂中，凝结水包括汽轮机凝结水，热力系
46、统的各种疏水，用户的生产、生活返回凝结水系统的各种疏水，用户的生产、生活返回凝结水等，它是锅炉给水的主要组成部分。凝结水的净等，它是锅炉给水的主要组成部分。凝结水的净化处理，一般是指汽轮机凝结水的处理。化处理，一般是指汽轮机凝结水的处理。 凝结水的污染凝结水的污染 凝结水净化处理凝结水净化处理 凝结水净化系统凝结水净化系统u凝结水的污染凝结水的污染 凝结水是给水中量最大，也是最优良的部分，凝结水是给水中量最大，也是最优良的部分，水质应该是极纯的。但是，由于以下几方面的原水质应该是极纯的。但是，由于以下几方面的原因，造成凝结水的污染。因，造成凝结水的污染。凝汽器漏水凝汽器漏水 凝汽器的汽空间是负
47、压运行的，凝汽器漏水凝汽器的汽空间是负压运行的，凝汽器漏水是指冷却水漏入汽空间，包括是指冷却水漏入汽空间，包括渗漏渗漏和和泄漏泄漏。凝汽。凝汽器漏水总是存在的。器漏水总是存在的。 这样，冷却水中的杂质就会进入凝结水中。这样，冷却水中的杂质就会进入凝结水中。由于凝结水是极纯的，即使泄漏量很少，也会给由于凝结水是极纯的，即使泄漏量很少，也会给机组带来很大危害。机组带来很大危害。金属腐蚀产物金属腐蚀产物 凝结水系统的设备、管路由于被腐蚀，使凝凝结水系统的设备、管路由于被腐蚀，使凝结水带有金属腐蚀产物而被污染。结水带有金属腐蚀产物而被污染。 这些产物主要是铁和铜的化合物，例如这些产物主要是铁和铜的化合
48、物，例如Fe2O3、Fe3O4等等，通常以悬浮物或胶态存在。等等，通常以悬浮物或胶态存在。 这样，凝结水污染主要的杂质为各种溶解盐这样，凝结水污染主要的杂质为各种溶解盐类、硅化合物、有机物以及悬浮态、胶态的金属类、硅化合物、有机物以及悬浮态、胶态的金属腐蚀产物等等。腐蚀产物等等。u凝结水净化处理凝结水净化处理 凝结水的净化处理，一般首先进行过滤以除凝结水的净化处理，一般首先进行过滤以除去水中的悬浮物和胶态金属腐蚀产物，然后利用去水中的悬浮物和胶态金属腐蚀产物，然后利用离子交换除盐。离子交换除盐。凝结水的过滤凝结水的过滤 由于凝结水要过滤的是极小粒径悬浮态和胶由于凝结水要过滤的是极小粒径悬浮态和
49、胶态金属腐蚀产物，能穿过普通的粒状滤料过滤层，态金属腐蚀产物，能穿过普通的粒状滤料过滤层，因此，应采用极细的粉状滤料或微孔过滤法，也因此，应采用极细的粉状滤料或微孔过滤法，也可利用铁的腐蚀产物的磁性过滤。可利用铁的腐蚀产物的磁性过滤。 (1)(1)覆盖过滤器覆盖过滤器 覆盖过滤器结构示意见覆盖过滤器结构示意见图图3-253-25。图图3-253-25 覆盖过滤器结构示意图覆盖过滤器结构示意图 覆盖过滤器的运行分覆盖过滤器的运行分铺膜铺膜、过滤过滤、去膜去膜三个三个步骤。步骤。 铺膜：铺膜：将带有滤料的水通过滤元，使滤料在将带有滤料的水通过滤元，使滤料在滤元外侧形成滤膜。滤元外侧形成滤膜。 (2
50、)(2)电磁过滤器电磁过滤器 由于凝结水中铁的腐蚀产物主要是磁性氧化由于凝结水中铁的腐蚀产物主要是磁性氧化铁，而且高温下铁，而且高温下Fe2O3又可转化为又可转化为Fe3O4，因此可因此可以利用磁力清除凝结水中的金属腐蚀产物。以利用磁力清除凝结水中的金属腐蚀产物。 电磁过滤器结构示意见电磁过滤器结构示意见图图3-263-26。 电磁过滤器，由于设备小、效率高，不消耗电磁过滤器，由于设备小、效率高，不消耗化学药品，又能在高温下工作，除铁效果好，因化学药品，又能在高温下工作，除铁效果好，因此应用广泛。此应用广泛。图图3-263-26 电磁过滤器结构示意图电磁过滤器结构示意图凝结水的除盐凝结水的除盐