计量泵

火力发电厂化学水处理设计技术规定

SDGJ2—85

主编部门:西北电力设院

批准部门:东北电力设院

施行日子:自发布之日起施行

水利电力部电力规划设计院

关于颁发《火力发电厂化学水处理

设计技术规定》SDGJ2—85的通知

(85)水电电规字第121号

近几年来,随着电力工业的发展和高参数大机组的建设,电厂化学水处理技术 迅速发展,积纍了许多新的经验。为了总结最近几年来水处理设计经验和在设计中更好 地采用水处理技术革新和技术革命的新成果,提高设计水平,加速电力建设,我院 社团涉及设计院对原《火力发电厂化学水处理设计技术规定》(SDGJ2—77)进行了 修改。修订工作经过调查研究、征询理论、社团讨论,并邀请了涉及生产、科研、 设计、施工、制造等单位的涉及同志对修订后的送审稿进行了审查定稿,现颁发执 行,原设计技术规定作废。

本规定由水利电力部西北电力设计院和水利电力部东北电力设计院负责管 理。希各单位在执行过程中,注意积累资料,实时总结经验,如发现不妥和需要补 充之处,请随时函告水利电力部西北电力设计院和水利电力部东北电力设计院,并 抄送我院。

1985年10月22日

第一章 总则

第1.0.1条 火力发电厂(以下简称发电厂)水处理设计应餍足发电厂安全运行的 要求,做到经济合理、技术进步前辈、切合环境保护的规定,并为施工、运行、维修 提供便当条件。

第1.0.2条 水处理室在厂区总平面中的位置,宜接近主厂房,交通运输方便, 并适本地留有扩建余地;不宜设在烟囱、水塔、煤场的下风向(按最大频率风向)。

第1.0.3条 水处理系统和安插应按发电厂最终容量全面规划,其设施应根据机 组分期建设环境及技术经济比较来确定是分期建设还是一次建成。

第1.0.4条 本规定适用于汽轮发电机组容量为12～600MW的新建发电厂或 扩建发电厂的水处理设计。

第1.0.5条 发电厂水处理设计,除应执行本规定外,还应执行现行的涉及国度 标准、规范及水利电力部颁布的涉及规程。

第二章 原 始 资 料

第2.0.1条 在设计前应取得全部可利用的积年来水源水质全分析资料,所需份 数应不少于下列规定:

对地面水,全年的资料每一月一份,共十二份;对泉水或海水,全年的资 料每一季一份,共四份。

第2.0.2条 对地面水,应取得积年洪水期的悬浮物含量和枯水年的水质资料, 以掌握其变化纪律,并应相识上游各种排水对水质的污染程度;对受海水倒灌影响 的水源,还应掌握由此而引起的污染和水质变化环境;对石灰岩地区的泉水,应了 解其水质的稳定性。

第2.0.3条 设计热电厂时,应掌握供热负荷、回水量、回水水质、外供化学处 理水量和水质要求等资料。

第2.0.4条 应相识所选用的水处理设备、材料、药剂、离子交换剂及滤料等的 供应环境(质量、价格、包装和运输体式格局等)。

第2.0.5条 应相识机炉设备的结构特点,包孕锅内装配型式、减温体式格局、凝 汽器和各种热交换器的结构及管材,发电机冷却体式格局,辅助起动设施等环境。必 时,可对设备制造厂提出结构和材质的要求。

第2.0.6条 扩建工程应相识原有系统、设备安插和运行经验等环境。

第三章 原水预处理

第一节 系 统 设 计

第3.1.1条 预处理系统应根据原水水质、需处理水量、处理后水质要求,参考 类似厂的运行经验或实验资料,联合本地条件确定。

预处理设备出力应按最大供水量加自用水量设计。

第3.1.2条 经处理后的悬浮物含量应餍阁下一级设备的进水要求。处理体式格局可 按下列原则确定:

一、地面水悬浮物含量小于50mg/L时,宜采用接触凝聚①“接触凝聚”系指加 入凝聚剂后,经水泵或管道混合直接进入过滤器(池),或经反应器后进入过滤器 (池)。、过滤。

二、地面水悬浮物含量大于50mg/L时,宜采用凝聚、澄清、过滤,并根据原 水悬浮物的含量选择适合的澄清器(池)。当悬浮物的含量超过所选用澄清器(池)的进 水标准时②采用机械加速澄清池时,最大允许悬浮物含量为3000mg/L,其它型式为 2000mg/L;石灰处理时,还应适当降低。,应在供水域统中设置预沉淀设施或设 备用水源。

三、泉水含砂时,应思量除砂措施。

第3.1.3条 高压及以上机组,若原水中含有较多的胶体硅,经核算,锅炉蒸汽 品质不能餍足要求时,应采用接触凝聚、过滤或凝聚、澄清、过滤等方法处理。原 水胶体硅允许含量和胶体硅去除率的参考数据参见附录C(一)。

第3.1.4条 当原水有机物含量较高时,可采用加氯、凝聚、澄清、过滤处理。 当用以上处理仍不能餍阁下一级设备进水要求时,可同时采用活性炭过滤等有机物 断根措施。离子交换装配也可选用大孔型树脂等抗有机物污染的阴离子交换树脂。

化学除盐系统进水的游离氯超过标准时,宜采用活性炭过滤或加亚硫酸钠等方 法处理。

第3.1.5条 化学除盐系统进水水质要求为:

浊度对流60(V——冷 却水池容积,m3;qV——轮回水量,m3/h),可按直流冷却系统思量。

第6.0.4条 洞开式轮回冷却系统,在排污法不能餍足防垢要求时,可采用下列 方法防垢:

一、加酸法。药剂宜施用硫酸。

二、加阻垢剂法。药剂可采用三聚磷酸盐、六偏磷酸钠、有机阻垢剂等。

三、加炉烟法。此法可利用炉烟中的二氧化碳;当燃料中可燃硫较高时,也可 利用炉烟中二氧化硫来防垢。采用加炉烟法时,应思量烟气的除尘、加烟设备及管 道、沟道的防腐和水塔的防垢等问题。

第6.0.5条 洞开式轮回冷却系统在原水暂硬高和需要提高浓缩倍率以达节水 目的时,可采用增补水石灰处理或离子交换(弱酸氢离子交换等)处理。

第6.0.6条 洞开式冷却系统须要时可采纳去除增补水悬浮物的措施或采用冷 却水的旁流过滤。

第6.0.7条 轮回冷却水的菌藻处理可采用中断加氯法或投加其它杀微生物 剂,但宜采用低毒、低剂量易降解并与阻垢剂、缓蚀剂不彼此干扰的药剂;受菌藻 污染严重的增补水,宜对增补水进行连续加氯处理。

第6.0.8条 在有充分的技术经济论证时,可采用加阻垢剂、缓蚀剂及杀微生物 剂的综合处理、旁流处理等。

第6.0.9条 应根据冷却水质选用适合的凝汽器管材,请参照附录C(九)SD116— 84《火力发电厂凝汽器管选材导则》选用。

第6.0.10条 当轮回冷却水中硫酸根过高时,应思量硫酸盐对水工修筑物的侵 蚀问题。水对混凝土侵蚀性的判定标准请参照TJ21—77《工业与人民生活所使用的建筑工程 地质勘测规范》的涉及部分进行。

第6.0.11条 当轮回冷却水采用较高浓缩倍率时,应思量硫酸钙、硅酸镁和磷 酸钙等的结垢问题。

第6.0.12条 为抑制凝汽器铜管腐化,宜设置运行中硫酸亚铁涂膜处理设施。

第七章 给 水 处 理

第7.0.1条 中压机组的锅炉给水宜采用氨化处理。

高压及以上机组的锅炉给水和装有凝结水精处理设备的超高压及以上机组的 凝结水,宜采用氨、联氨处理。

未进行凝结水精处理的超高压机组,凝结水可只采用联氨处理。

第7.0.2条 氨及联氨的加药设备,宜分别设置。

应设备用加药泵。安插在一起的一组加药泵(小于四台),可合用一台备用泵。

几台机组合用一台加药泵时,加药泵出口管道上应装设稳压室,每一根加药管上 应装设转子流量计。

氨及联氨的配合制造可用凝结水(除盐水)。

第7.0.3条 氨及联氨加药设备宜安插在主厂房的单独房间内。室内应有通风, 加药设备周围应有围堰和冲刷设施,并应思量有适当平面或物体表面的大的药品贮存小间。

第八章 锅 内 处 理

第8.0.1条 汽包锅炉应设置磷酸盐处理设施。

第8.0.2条 锅内加药泵应设备用的。安插在一起的一组(小于四台)泵,可设置 一台备用泵。

第8.0.3条 磷酸盐溶液宜就地配合制造。当药品耗量较大时,也可集中配合制造。

第8.0.4条 磷酸盐可采用干法贮存,配合制造溶液应有搅拌设施。

配合制造溶液应用除盐(软化)水。

磷酸盐溶液输送管道应思量防止低温过饱和结晶的措施(如蒸汽伴热等)。

第8.0.5条 磷酸盐溶液应进行过滤,也可在搅拌器或溶液箱中或出口处设过滤 装配。

第8.0.6条 锅内加药设备宜安插在主厂房内便于管理、环境清洁的地方。加药 设备周围应设有围堰和冲刷设施。地面应能防腐和防渗。

锅炉露天安插时,加药设备应安插于室内。

第九章 热网补足水及生产回水处理

第9.0.1条 热网补足水,一般采用下列体式格局供给:

一、锅炉排污扩容器后的排污水。

二、当水量较小时,采用经过除氧的锅炉补足水。

三、当水量较大时,宜单独设置处理系统。此系统可采用钠离子交换处理,并 经除氧。

第9.0.2条 以生产回水作为锅炉补足水时,应根据水质恶化环境,思量生产回 水的处理措施。如暂不能采纳措施时,可在设计中预留将来增设水处理设备的条 件。

生产回水中含有油质时,应要求用户进行初步除油使水中含油量低于10mg/L。

第9.0.3条 需要处理的生产回水,其处理体式格局应根据污染环境确定:可采用单 独的处理系统或与锅炉补足水合并处理。

第9.0.4条 不需处理的清洁生产回水,应接入在热力系统中设置的监视水箱。

第十章 药品贮存和计量设备

第一节 一 般 规 定

第10.1.1条 药品仓库的大小,应根据药品消耗量、运输间隔、包装、供应和 运输条件等因素确定,一般按贮存15～30d 的消耗量设计。

当药品由本地供应时,可适当减少贮存上天的安排;当用铁路运输时,还应餍足贮存 一槽车(或一车辆)容积加10d 的药品消耗量。

第10.1.2条 药品贮存间宜接近铁路、公路,干贮存堆积高度宜为1.5～2m, 并有须要的装卸设施。

贮存间应有相应的防水、防腐、通风、除尘、采暖、冲刷措施,对纸粉贮存 间还应有防火、防爆措施。

第10.1.3条 各种溶液箱的有效容积,应能贮存不少于8h运行的需要量。

各种交替运行的计量箱、溶液箱的有效容积,应餍足4～8h连续运行的要求。

第二节 石 灰 系 统

第10.2.1条 根据水处理系统、容量、本地药品供应环境和计量设备的型式, 可采用高纯度的粉状石灰或块状石灰。

第10.2.2条 采用高纯度粉状石灰及氧化镁粉时,干贮存及干法计量,可施用 气力输送或机械输送。乳液用泵输送。

第10.2.3条 采用块状石灰时,宜按下列原则思量:

一、块状石灰宜采用湿存。配合制造石灰乳的搅拌器不宜少于两台,采用机械 搅拌。

二、加药宜用泵计量,每一台澄清器(池)设两台泵,其中一台备用。石灰乳含量 为2%～3%。

三、输送石灰的吊车,应采用地面操作的直线单轨抓斗吊车或桥式吊车,吊 车运行速度不宜过快。

第三节 凝聚剂及助凝剂系统

第10.3.1条 凝聚剂及助凝剂的品种、剂量大小应根据原水水质(pH值、碱度、 浊度、有机物含量)、药品来源、处理后水质及运行要求[水温、混合及澄清器(池) 型式等],经烧杯实验确定。

凝聚剂剂量可采用下列数据:

硫酸亚铁41.7～97.3mg/L

三氯化铁27.03～63.07mg/L

硫酸铝33～77mg/L

聚合铝5.27～7.37mg/L

溶液中药剂含量90%

(二)泉水除铁设计参考理论

1.除铁系统的选择应根据原水中铁的形式和数量、处理后水质要求,并参照水 质相似厂的运行经验,经技术经济比较后确定。

泉水中的铁质常以二价铁的形式存在,通常采用曝气、过滤法除铁。

2.曝气、过滤法除铁可按下列条件选择:

(1)曝气、自然锰砂过滤,适用于原水中重碳酸型铁的含量小于20mg/L、pH 值不小于5.5时。

(2)曝气、石英砂过滤,适用于原水中重碳酸型铁的含量小于4mg/L,曝气后 pH 值大于7。

3.曝气设备应根据原水水质及曝气程度的要求选定,可采用接触式曝气器或压 缩空气装配。

4.接触式曝气器的淋水疏密程度,可采用5～10m3/(m2·h)。

5.采用接触式曝气器时,填料层层数可为1～3层。填料采用塑料多面空心球 或粒径为30～50mm的焦炭,每一层填料厚度为300～400mm,层间净距不宜小 于600 mm。

6.曝气器下部的水箱容积,可按15～20min处理水量计算。

7.采用压缩空气时,每一立米米水的需气量(以升计),宜为原水二价铁含量(以 mg/L计)的2～5倍。

8.自然锰砂滤池滤料的粒径、厚度及滤速可按表C1确定。

表C1 滤料的粒径、厚度及滤速

9.滤池垫层的粒径和厚度,可按表C2确定。

表C2 滤池垫层的粒径和厚度

10.重力式除铁滤池的冲刷强度和冲刷时间,可按表C3确定。

表C3 重力式滤池的冲刷强度和冲刷时间

11.压力式除铁滤池的冲刷强度和冲刷时间,可按表C4确定。

表C4 压力式滤池的冲刷强度和冲刷时间

(三)中压、高压、超高压和亚临界压力汽包锅炉

常用汽水分离系统的携带系数

表C5 中 压 汽 包 炉

表C6 高 压 汽 包 锅 炉

表C7 超高压和亚临界压力汽包锅炉

(四)固定床离子交换系统选择

表C8 固定床离子交换系统

注:①表中所列均为顺流再生设备,当采用对流再生设备时,出水质量比表

中所列的数据要高。

②离子交换树脂可根据进水有机物含量环境选用凝胶或大孔型树脂。

③表中符号:H——镪水阳离子交换器;Hw——弱酸阳离子交换器;

OH——强碱阴离子交换器;OHw——微弱的碱阴离子交换器;D——除

二氧化碳器; H/OH——阳、阴混合离子交换器。

续表C8

注:①表中所列均为顺流再生设备,当采用对流再生设备时,出水质量比表

中所列数据为高。

②表中符号:H——氢离子交换器;Na1、Na2——一级或两级钠离子

交换器;D——除二氧化碳器。

(五)对流、顺流再生阳、阴离子

交换树脂工作交换容量图

1.阳离子交换树脂HCl对流再生工作交换容量,见图C1。

2.阳离子交换树脂 H2SO4对流再生工作交换容量,见图C2。

3.阳离子交换树脂 HCl顺流再生工作交换容量,见图C3。

4.阳离子交换树脂 H2SO4顺流再生工作交换容量,见图C4。

5.阴离子交换树脂 NaOH 对流再生工作交换容量,见图C5。

6.阴离子交换树脂 NaOH 顺流再生工作交换容量,见图C6。

图C1 对流式盐酸再生工作交换容量图

注:进水中钙(镁)离子液体浓度相等时,工作交换容量可提高1%～3%;层高为 1.6m 时,工作交换容量约降低1%～2%。

p硬为进水硬度与含盐量之当量比(后同)。

再生剂比耗=再生剂用量/工作交换容量(后同)。

图C2 对流式硫酸二步再生工作交换容量图

注:进水中钙(镁)离子液体浓度相等时,工作交换容量可提高1%～3%。

图C3 顺流式盐酸再生工作交换容量图

注:图中虚线表示水中镪水阴离子液体浓度(c强)的极限;如果所查得的工作交换容 量点落在与进水c强相对应的虚线上方,则表示在该条件下周期均等出水Na+液体浓度 将大于500～800μg/L,相应的一级除盐水电导率将大于5～10μS/cm。如该 出水水质不合要求,应提高再生剂用量或改用对流式。

进水中钙(镁)离子液体浓度相等时,工作交换容量可提高1%～3%;水温增(减)10 ℃,或碱度/含盐量值增(减)0.2,工作交换容量可提高(减少)约3%。含盐量为1mg·eg/L时,工作交换容量可提高约3%。

图C4 顺流式硫酸一步再生工作交换容量图

注:同图C3的全部注文。如果采用分步再生,工作交换容量可以较着提高。

图C5 对流式氢氧化钠再生工作交换容量图

注:20℃再生时,工作交换容量降低约10%;用40%工业碱时,工作交换容 量可提高约3%～8%。进水SO2-4/镪水阴离子为0.8时,工作交换容量可提高1%～ 2%。本图适用于进水 HSiO-3/总酸度1500mg/L或 海水的冷却水中施用。

HAl77-2A 管耐砂蚀的能力差,在悬浮物及含砂量较高的海水或淡水中,会发 生严重的入口管端冲刷和由异物引起的打击腐化,腐化外貌呈金黄色,腐化坑呈马 蹄形,并有方向性。采用硫酸亚铁成膜处理,能有效地减缓HAl77-2A 管的打击 腐化。也可用改进水工设施,降低水中含砂量的方法,减缓铜管的打击腐化。

HAl77-2A 管外貌附有有害膜时,往往会在短期内出现腐化;在管材安装不当 或机组有振动时,HAl77-2A 管容易在淡水中发生应力腐化破裂和腐化疲劳损 坏;在污染的淡水中,HAl77-2A 管也不耐蚀。是以,HAl77-2A 管一般不推荐在 淡水入选用,也不宜在浓淡交变的冷却水中施用。

4.1.4 B30管

B30管具备杰出的耐砂蚀性能和耐氨蚀性能,适用于悬浮物和含砂量较高的海 水中,并适于安装在凝汽器空抽区,可防止凝汽器管汽侧的氨蚀。

B30管在污染的冷却水中会发生点蚀和形成空洞,在初期保护膜形成不良及外貌有 积污的环境下,也容易发生孔蚀。是以,B30管应施用在流速较高及含氧充足的冷 却水中,采用海绵球洗濯能较着提高B30管的耐蚀性。

4.2 选材的技术规定

4.2.1 应按表5中所规定的水质和流速条件选用各种管材。

表5

①1500mg/L～海水是指这一范围内的稳定液体浓度。对液体浓度交替变化的水质, 需要经由过程专门的实验和研究选定管材。

4.2.2 在采用以上规定时,还应思量下述因素的影响:

4.2.2.1 水中悬浮物和含砂量的影响。

冷却水中的悬浮物和含砂量对管材有影响,表6列出了各种管材所允许的冷却 水悬浮物和含砂量。

上述含量的规定,是指在悬浮物中含砂量百分比较高的水质,对含砂量较少、 含细泥较多的水,允许含量可适当放宽。

H68A 和HSn70-1A管在采用硫酸亚铁处理时,悬浮物的允许含量可提高到 500～1000mg/L。

表6

4.2.2.2 水质恶化的影响。

目前国产的凝汽器管,一般只适用于下述清洁程度的水中:

[S2-]4mg/L;

CODMn<4mg/L。

当水质恶化程度超过此限时,应根据现实环境采用加氯处理、海绵球洗濯、硫 酸亚铁处理或限制排废等措施,以减少其影响。

4.2.2.3 对200MW及以上容量的机组,空抽区安插在中间部位的凝汽器以及空抽 区铜管已有氨蚀的凝汽器,其空抽区推荐采用 B30管。

4.2.2.4 钛管对氯化物、硫化物和氨具备较好的耐蚀性,耐打击腐化的性能也较强, 可在受污染的海水、悬浮物含量高的水中及在较高流速下施用。目前钛管的施用经 验不足,对其较易发生振动、吸氢、生物积污引起铜管板腐化等问题尚待进一步研 究总结,且价格较高,选用时,应经由过程专门的实验和经济比较,并经过上级电业管 理部门批准。

4.2.2.5 B10管在清洁的海水中也较耐蚀,但缺乏耐打击腐化的施用经验,选用时也 应经由过程专门的实验确定。

4.2.2.6 为防止水中悬浮物在管内沉积,引起管材的沉积物腐化,还应注意低水流 速的影响。对黄铜管,冷却水在管内的最低流速,一般不应低于1m/s,白铜管 则一般不应低于1.4m/s。

5 管板的选用

对消融固形物<2000mg/L的冷却水,可选用碳钢板,但应有防腐涂层。

对海水,可选用 HSn62-1板或采用和凝汽器管材材质相同的管板。

对咸水,根据条件可选用上述任一种材质的管板。

HSn62-1板的化学身分列于表7。

表7

(十)凝结水精处理设备的设计参考数据

体外再生混合离子交换器设计采用数据

运行流速 (m/h)90～120

树脂比例①(阳、阴)

体外再生混合离子交换器阳、阴树脂比例建议参照以下条件选择:

a.氢型混合离子交换器及当污染物首要为腐化产物(凝汽器走漏率低),且凝结 水含氨、pH值高时,阳∶阴宜为2∶1;

b.铵型混合离子交换器及冷却水为淡水时,阳∶阴宜为1∶1;

c.冷却水为海水、高含盐量水时,阳∶阴宜为2∶3。

树脂粒度(mm)0.45～0.6

混合空气[m3/(m2·min)]2.3～2.4(p=1.08×105～1.47×105Pa)

正洗流速(m/h)60

正洗水耗(m3/m3树脂)20

再生设备设计采用数据

空气擦洗[m3/(m2 ·min)]3.4～4

擦洗体式格局② 脉冲进水气:反洗进气1～2min

擦洗用气源可选用罗茨风机或罗茨风机与压缩空气并用。

正洗进气2～3min

空气压力4.90×104Pa

擦洗次数:起动 30～40次

运行 20次

反洗分层流速(m/h)10～15(15min)

反洗树脂流速(m/h)阳阴树脂各为10～15(15min)

再生液药剂含量(%)Hcl4 NaOH4

再生时间(min)阳 30 阴 30～60

再生流速(m/h)阳4～8 阴 2～4

再生比耗(kg/m3树脂)阳阴树脂各为100

(十一)各种设备、管道防腐方法

表C12 各种设备、管道的防腐方法和技术要求

C12续表

注:当施用的环境温度低于0℃时,衬胶应施用半硬橡胶。

(十二)化学监视仪表选用参考表

表C13 化学监视仪表的规范和测点位置

续表C13

(十三)汽包锅炉汽水域统取样点

表C14 汽包锅炉汽水域统取样点位置

续表C14

(十四)直流炉汽水域统取样点

表C15 直流炉汽水域统取样点位置

续表C15

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本规定首要编制者:金长远、曲玉珍、潘有道、李仲鲁、袁维颖、沈凌霄、

丁兆令、安炳仁、顾承隆。