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火力发电厂水处理技术


第 2 卷 第 3鞋      
2 1年 6 月 ∞  

水 处 理 技 术 
T ECH NO 1(G Y  F  A TER  REA TM EN T  ,) O W T

V o .   o.   i 27 N 3

J  

.2 0  0】

火 力 发 电厂 水 处 理 技 术 
孙  涛  孙 颖 慧  李培 元  . .
( I武 汉 水 利 电力 大 学 化 环 系 .湖北 武 汉 4 0 7 ; 山东 电力 设 备厂 .山 东 济 南 302 2 20 2 ) 50 2 

中 图分 类 号 : 7  X7 3

文献标识 码 :   A

文 章 编 号 : 0 0 3 7 (0 1 0 — 1 30   l 0 — 7 0 2 0 ) 30 8  4

l 火力 发 电厂 水 汽 循 环 系统   
热 力发 电厂是 依靠 水 作为传 递能 量 的介质进 行  发 电 , 是依 靠 水 作为 冷 却 介质 来 完成 热 量 交换 工  也 作, 因此 . 在热 力发 电厂 中起着 重要 的作 用 。水 在  水
火 力 发 电 厂 过 程 中 , 要 有 两 个 循 环 系 统 : 是 动 力  主 一

及胶体 颗粒 , 使浊 度降低 到 1 5 / ~ mg L。由于各 地水  文状况 大不 相同 , 质各 有差 异 . 水 因此 采 用 的工 艺流  程也 不 同 , 如混 凝 处 理 、 降 与澄 清处 理 、 滤 及吸  沉 过
附处理 等 。  
2 I 1 混 凝 一 澄 清 ( 淀 ) 过 滤  .. 沉 一

以地 表水 为水 源 时 . 度若 大 于 5 mg L或原  浊 0 /
水 中胶 体 硅 含 量 较 高 时 采 用 这 种 处 理 工 艺 。 如 果 水 

设 备 中水 汽循环 系统 ; 二是 冷却水 循环 系统 。 汽系  水
统 流 程 如 图 1 示  火 力 发 电 厂 水 处 理 的 主 要 目 的  所

在某些 时问 含沙 量 或悬 浮 物 含量 较 高 , 响 混凝 澄  影 清处理 , 则要设 置预 沉淀 设备 。 天然水 体 中胶体 硅含 
量较 多( 0 5 0 6 / 如 . ~ . mg 1 上 ) 一 般 经 混 凝 处 理   以 ,

是预 防热 力 系统 的结垢 与腐 蚀 , 证机 组 的经济 安  保
全 运 行 。 据 火 力 发 电 中生 产 用 水 所 处 的 地 位 不 同 . 根  

可分为 补给 水处理 、 结水 处理 、 环 水处 理和废 水  凝 循
处理 。  

可去 除 6  , 凝 澄清 可 除去 近 7   ~ 9  ; 0 混 0 O 当重  碳 酸盐硬 度较 大 . 考虑 进行 沉淀软 化处 理 , 可 出水浊 
度可迭 5 / 以下 。 mg L  
2 1 2 曝 气 一 过 滤  ..

适 用 于 以 地 下 水 为 水 源 . 井 水 、 水 等 。 由 于  如 泉 水 中有 时 含 有 定 量 的泥沙 , 要进 行过 滤处 理 ; 故 当 

地下水 中含碳 酸型铁 较 多时 . 宜进行 曝气 除铁 ; 当重  碳 酸盐 型铁 小 于 2 mg L、H≥5 j时 , 0 / p . 可采 用 曝气 


天 然锰 砂 除 铁 ; 重 碳 酸 盐型 铁 小 于 4 / 时 , 当 mg L  

可采用 曝气 一石英砂 过 滤除铁 。  
图 l 水 汽 循 环 系统 流 程 图  2 1 3 过 滤 一 吸 附  ..

2 补 给 水 处 理 
锅 炉补 给 水 主 要用 来 补 充 水 汽 系 统 的汽 水 损  失 。 给水 处理按 处理 工艺 流程 可分 为 , 的预处 理  补 水 和除盐 处理  补 给水 的水 源 目前 国内主要 采取 天然  水体 . 如江 河 、 水库 、 泊及 地下水 , 有 的电厂 以 自 湖 也   来 水作 为原 水 。  
2 1 水 的预 处 理  .

若 以 自来 水 为 水源 . 余 氯有 时会 超 过 离 子交  其 换 系 统 中 的 要 求 标 准 ( . mg I) 应 采 用 NaS   0 1 /  ,   O。 处理或增 加 活性炭 吸附 ; 一般 自来水 浊度  ̄ 5 /   mg L、
F < 0 3 / 故 可 不 做 其 他 处 理 直 供 后 续 处 理 系  e . mg L,
统  2 1 4 混 凝 一 澄 清 ( 淀 ) 过 滤 一 吸 附  .. 沉 一

若 原 水 中有 机 物含 量较 高 , 经 过混 凝 一沉 淀  仅 或澄清 一过滤 处理 , (D c )  达不 到后续 系统 的要求 .   或 是后 续 除盐 系 统 为浮 动 床 . 对进 水 的浊 度 要求 较 

目的 主要 是除去 天然 水 中的泥砂 、 土 、 粘 腐殖 质 
收稿 f期 .o o1  1 l 2 o  2o 

水 处 理 技 术 

第 2 7卷

第 3期 

高时 . 要增 设 活性搅 ( 吸附树 脂 ) 附床 、 则 或 吸 纤维 过  滤器 、 管式精 密 过 滤器等 。  
2 2 预 除 盐 处 理 系 统  .

床 处 理  出 水 水 质 : 导 率 ≤ 5 O sc SO <  电 .  ̄ /m. i  z

1O g I Of /  。这种 水 处理 系统 适 台 于补 给水 率较 高 的 
中压 锅 炉 。  

当 原 水 含 盐 量 较 高 时 , 减 轻 离 子 交 换 装 置 的  为

弱 酸 H交 换 器 一强 酸 H 交 换 器
碱 OH 交 换 器 一 强 碱 OH 交 换 器 

除碳 器 一弱 

负担 + 要采 用 电渗析 或反 渗透 的预 除盐处 理 。 目前 ,  
预 脱 盐 设 备 的 选 用 . 要 是 从 经 济 方 面 考 虑 , 进 水  主 在

当 进 水 含 盐 量 较 高 , 含 盐 量 大 于 50 /   如 0 mg L 时, 可采用带 有 弱型树 脂 的系统 。 带有 弱型树 脂 的系  统经 济性较 好 , 水含 盐量越 高经 济性 越好  进 若进 水 
碳 酸 盐 硬 度 > 3 o/ 时 . 设 置 弱 酸 H 交 换 器 , mm lL 可  

含盐量达 到 5 0 0 0 / 0 ~ ̄ 0 mg L时 采用 电渗析 , 可除去  5  ~8   的盐 分 . 硬度 水 及 苦咸 水 用 电 渗析 预  0 O 高 脱盐 时 . 有 防止 电渗析 器 内结 垢 的措施 目前 常用  要 的有 两种反 渗 透 装置 : 是 醋酸 纤 维膜 和复 合膜 的  一 卷 式 反渗 透装 置 . 一种 是芳 香 聚酰 胺 膜 的 中空纤  另 维式 反渗 透装 置  通常认 为醋 酸纤 维膜适 用 于进水  含 盐量 为 3 0 ( 0 rg L 的情 况 , 香 聚 酰 胺膜  0 ~1 0 9 / 1 a 芳 进 水 的含 盐量 更 高些 。反渗透装 置 除盐率 可达 9  0


若进 水强 酸 阴离子 > 2 to e   ro l 或进 水 有 机 物 较 高 
时. 呵设 置 弱 碱 OH 交 换 器  
2 3 2 = 级 除 盐 处 理  ..

强酸 H 交 换器
混 床 H/ OH 

除碳器

强 碱 O 交 换 器  H

9   以上 , 在锅 炉补 给水处 理 系统 中 , 9 但 反渗 透仍 
混床,  

对 于超 高 压 、 临界汽 包锅炉 , 亚 由于对 炉水水 质  要求 很高 , 必须 采用 一级 复床 除盐 加 混床 的系统 。 根  据 离  交换 设 备进 水 水质 可选 择不 同 的除盐 系统 ;   当进 水 含 盐量 较 低 ( 如小 于 3 5 ~ mmo/  + 酸 阴  lI) 强 ' 离 子 含量小 于 2 mmo/  . 采用 强 型树 脂 的  ~3 lI 时 可


需 和离 子 交换 配 合使 用 . 系统 为反 渗 透 一一 级 复床 
除盐 处理
2 3 离 子 交 换 处 理  .

锅 炉补 给 水 处理 系统 的最 后 . 般 都是 采 用 离  一 子 交换 除盐处 理 . 以保证 高 压 、 超高 压 、 临界 、 亚临 界  蒸 汽锅 炉 的水质 要求 , 而 预 防热 力 系统 的结 垢 与 从   腐蚀 . 保证 机组 的经济 、 安全运 行  离子 交换 系统 的  选 择 是根 据 热力 设 备对 补 给 水水 质 的要 求 、 统 的 系   出水水 质及原 水水 员而定 的 
2 3 1 一 级 复 床 除 盐 处 理  ..

级 复床加混 床的系统 . 水水 质: 导 率<02 出 电 . 

u /m. i < 2 p /   若 进 水 中碳 酸 盐硬度 较 高 , sc S0  0. L g   设 置弱酸 H 交换 器 若进 水强 酸 阴离子较 高或进 水  有 机物 较高 . 设置弱 碱 OH 交换 器 
2 3 3 反 渗 透 预 脱 盐 ( O) 一 级 复 床 一 混 床  .. R  

对 于高含 盐 量 水 和 苦 成 水 可 采 用 这 种 处 理 工 
强 碱 OH 交 换 器 

强 酸 H 交 换器

除碳 器

艺. 经过 反 渗 透处 理 和二 级 除盐 同样 可 以得 到高 质  量 的 出水( 电导率≤ 0 2 sc SO。 0 g 1) . # /m.i <2 # /  

目前 , 子 交换 除 盐 处理 技 术在 电力 行业 得 到  离
了广泛 应用 , 为改 善中压锅炉 的给水 和炉水 水质 , 减  少 其结 垢 和 腐蚀  当多 的 中压锅 炉 采 用 了一 级 复  相

3 凝 结水 处 理 
钠 
( g L) >/  

表 1 凝结 水水 质参 数标 准 

锅 参 {硬 度L  炉数 r /



溶 解 氧 
( g I)   ,   ≤7  

铁 
( g L) #/   ≤ 2  0

铜 
( g L) i f/   ≤5  

硅 
( g I)  ̄ /   ≤ 2  0

p  H
( 5C) 2    ( 9


电导 率 (5 ) 2C  
(sc ) “ /m   ≤03 . 





5 6 1 . 2 P  . ~   6M a 8

0  

8  0~ 9   .3

0 g 4  ~ . )


直 流 锅炉 亚 临 

界锅炉 

J  

n  

≤7  

≤ 1  0

≤5  

≤ 1  0

≤2  O

8 0


93


( 。 9




9 4)  


≤。 3 . 
AVT 时 

AVT 时 

AVT 时 

超临界锅炉

0  

≤5 7 ~   CW T 时 
3~10 0     0

≤ 1  O

≤2


5  

≤2 5 ~  

≤8 8 96   ~    ≤ 1 ~ 2   C T 时  O 0 W
8 9 ~  

≤03    (W T 时   ’
≤ 0 1  .  5

* 合 国 内外 资料  综

凝结 水 处 理是 大 容 量 、 高参 数发 电机 组 中 一种  特有 的水处 理方 式  它是指 对蒸 汽 冷凝而成 的凝 结  水进行 处理 由于它 是对 比较 纯 净 的水进行处 理 ,   因

此 又称 为凝结 水精 处理 。凝结 水处 理 主要用 于直流  锅 炉  亚临界 或亚 临界参 数 以上 的汽包锅 炉 、 海水  用 或 苦成 水作 冷却 水的高 压机组 及带 有 间接空冷凝 汽 


,  

涛 等 . 力 发 电厂水处 理技 术  火

l 5 8 

器 的超 高压 机组 。 着 机组参 数 的提高 , 水水质对  随 给

天然 水 中含有 大 量 的无 机 质和 有 机 质 , 不 经  若 专 门处理 , 由于盐类 的浓缩 , 就会 在凝 汽器铜 管 内产  生 水垢 、 污垢 和腐蚀 , 从而 导致凝结 水 温度上 升及凝  汽器的真 空度 下 降 , 影响发 电机 组 的经济性 , 若凝 汽  器 铜管发 生腐 蚀 , 导致铜 管泄 漏 , 冷却水 侵人凝  会 使 结 水 中 , 响锅 炉 的安全运 行 。循环 冷却水处 理 , 影 主  要 是研 究 敞开 式循 环 水 系统 的结垢 、 蚀 及微 生 物  腐
生 长的机 理和 防止措 施 。   4 1 循 环 水 的 防垢 处 理  .

机 组的安 全 、 济运行越 来越 重 要 , 经 故对 给水 水质 的  要 求也 越 来 越高 , 临界 参 数 以 上或 直 流锅 炉 的 给  亚 水 和凝结 水 水质 标准如 表 l 所示  凝结 水处 理 的主  要 目的是去 除水 汽系统 的腐 蚀 产物和 由凝 汽器泄漏 
而 带 ^ 系 统 的 盐 类 。 于 机 组 参 数 、 量 、 型 、 汽  由 容 炉 凝 器 材不 同 . 结水 处理 的系 统也 不同 。 凝  

3 1 前 置 过滤 器 一高 速混床 一树脂捕 捉器  .
前 置 过 滤是 在 高速 混 床 前设 置过 滤器 , 目的 是  

除去凝 结 水 q 的金 属氧 化 物 和机 械 杂 质 , 护 混床  』 保
中 的 树 脂 免 受 污 染 。 前 置 过 滤 器 目前 使 用 的 有 覆 盖 

循环 水 防垢措 施 主 要有 石 灰沉 淀 处 理、 酸处  加
理 、 子 交 换 法 、 垢 剂 法  离 阻
4 1 1 石 灰 沉 淀 处 理  ..

过滤 器 、 磁过 滤 器 、 电 阳离 子过 滤 器 、 式精 密 过 滤  管 器等 。 欧洲 各 国多主张设 置 前置过 滤器 , 但这 种 系统  的安装 运行 费用 较高  后置 过 滤器 的作 用是 除去 除 
盐 装置漏 出的碎 树脂 , 目前 多 用 树 脂 捕 捉 器 代 替 

石灰 沉 淀 法是 应 用 最 广 、 经济 的一 种 防垢 方  最 法 , 它要 求 石 灰 的 纯 度 较 高 , 好 达 到 8  一  但 最 O
9  以 上 。石 灰 沉 淀 处 理 不 仅 能 有 效 的 除 去 水 中 的  0

3 2 高 速 混床 一树脂捕 捉 器  .
在装 有 全钛凝 汽器 的 电厂 , 汽器 泄漏很 少 ,   凝 且

游 离 C   碳 酸盐 硬度 和碱度 , O、 并能 有效 的降低 水 中   的活性硅化 台 物 、 离子及 有机 物等 , 铁 大大减 小 了结  垢趋 势 . 善 了水质  改 它虽 然不能 除 去水 中的非碳 酸  盐硬度 ( a O}C C  Mg O}Mg 1 , 这些 盐 类  c s 、 a 1、 S 、 C £ 但 ) 在循 环水 中不会 析 出 , 更不 会在 铜管 内结垢 , 因为 它  们都 有较 大 的溶 解度 。故石 灰沉 淀处 理可 以使循 环  水 的浓缩倍 率 明显 提高 , 约补 充水 量 。 节  
41 .  2 加 酸 处 理 

冷 却水 总溶解 固体 小 于 8 0 g l时 , 0 r /J 可取 消 前置过  a 滤 器 , 过 滤 和 除盐 合 为 一体 . 为 高 速混 床 , 即  使 称 它
是 过 滤 装 置 又 是 除 盐 装 置 , 而 简 化 了设 备 和 系 统 , 从   降 低 了投 资 

由于给 水水质 要求越 来 越 高 , 国外 8 O年 代 已提  出 N  <0 1 g L, I 0 1 , / 所 以设 计 凝结  a   l / C < . 5 g L, t L 水 处理 系 统 时 应考 虑减 少 树脂 的交叉 污染 , 高树  提 脂 再生 度 及 出水 水 质 。为 了提高 阴、 阳树脂 的再生 
度 , 国研 究 了许 多 分 离 工 艺 目前 所 采 用 的 床 型 有  各

加酸处 理是 将水 中的碳 酸盐 硬度 转变 为非碳 酸  盐硬 度 , 应 生成 的 c 又有 利于 抑制 碳 酸钙 水垢  反 O, 的析出 。 常加 H S 控制 ,H 在 7 4 7 8之 间  通  O  p .~ .
主要 化学反 应 为 t  
Ca HCO52 H2 O  ( )+ S =Ca o  2 S + CO2 2 O  + H2

氢/ 氢氧 型和 氨化 混床 , 氢 氧 型混床运 行周 期短 , 氢/   因此 对进 水 含钠量 高 的中性凝 结 水 比较适 用 。对于 
碱 性 凝 结 水 , 要 防 止 机 组 启 动 时 水 汽 系 统 中 的 氨  则

反应 的结 果 将水 中的碳 酸盐硬 度 转变为溶 解度 
较 大 的 C S   反 应 生 成 的 C   利 于 抑 { 碳 酸 盐  aO , O 有 6 j 水垢 。  
4 13 .. 离子 交换 处 理 

含 量过高 。 化混 床运行 周期 长 , 氨 用于碱性 凝 结水 系 
统 , 它 要 求 树 脂 再 生 度 高 ( 脂 大 于 9 .   , 脂  但 阳 95 阴 大 于 9  )再 生 时 间 长  5 ,

4 循 环 水 处 理 
在 火 力 发 电 厂 生 产 过 程 中 , 水 量 最 大 的 是 汽  用

在缺 水 地 区的 大 型循 环水 冷 却 系统 , 补 充水  其
系 统 用 离 子 交 换 法 比较 适 宜 , 以 大 大 提 高 循 环 水  可

的浓 缩倍率 , 节约 补充 水量 , 投 资较 大。所采 用 的  但 离子 交换 剂 一般 为 弱 酸性 阳离 子 交换 树 脂 , 交换 反 
应为 :  
2 — COOH + C HC R a( O   一 ) + 2 o2 H  C + o  (   C R OO ) C     a

轮 机的凝 汽 器 冷却水 。一 台 3 0 0 mW 的机组 冷 却水  量 为 3 0 0 3 0 0/ 补水 率 按 2 5 计 算 , 0 0 ~ 5 0 th,    每天 
补 充 水 量 为 l 2 0  火 力 发 电 厂 的 凝 汽 器 冷 却 水 用    0t 9 量 占 总 用 水 量 的 g  ~ 9  , 此 循 环 水 处 理 对 于  7 8 因

节 约水资 源具 有 十分重 要的意 义 。冷却水 系统 有两 
种 :一 是 直 流 式 冷 却 水 系 统 ; 种 是 循 环 式 冷 却 水  种 一 系 统  循 环 式 冷 却 水 系 统 又 可 分 为 密 闭 式 循 环 冷 却 

反应 的结果 , 仅 去除 了水 中的碳 酸盐 硬度 , 不 同时去  除 了水 中 的碱度 . 因此 这 种处 理方 法 比较 适 合原 水 
中 碳 酸盐 硬 度 和 碱 度 均 较 大 的 水 
4 14 .. 阻 垢 剂 处 理 

水 系统和 敞 开式循 环冷却 水 系统 

水 处 理 技 术 

第 2 7卷 性废 水 。  
5 1 经 常 性 废 水 处 理  .

第 3期 

阻垢 剂法 也是 一种提 高循 环水 浓缩倍 率行 之有  效 的方 法 . 只要 投 加 少量 的化 学药 剂 就 可 以起 到一  定 的防垢 的作 崩  早期应 用 的有 丹宁 、 化木 质素 、 磺   纤维 索 。 目前 火力 发 电厂 的循 环冷 却水处 理 中常用  的阻垢剂 有 : 聚合磷 酸盐 、 有机 膦 酸盐等 等  聚合磷  酸 盐如 焦磷 酸盐 、 三聚磷 酸 盐 、 偏磷 酸盐 . 环 冷却  循 水中采 用的是 三 聚磷酸钠 和六 偏磷 酸钠  聚合 膦酸  盐 在 低计量 ( ~ 4n 儿 . P   计 ) 2  g r 以 O 时是 一种 有 效  的阻垢 剂 , 高浓 度 时是 一 种 有效 的 中性介 质 的 阴 在  
极 缓 蚀 剂  有 机 膦 酸 盐 , 7 在 0年 代 初 工 业 上 开 始 大 

经 常性 废 水包 括 锅炉 补 给 水处 理 系统排 水 、 凝  结 水处 理 系统 排 水 、 炉排 污 水 、 中取 样 装 置 排  锅 集 水、 实验室排 水 等 , 理流程 如 图 2 示 。 处 所  

规模 的应 用  它 具有剂 量低 、 化学 性能 稳定 、 阻垢性  能好 、 高温 、 易降解 及与其 他类 型 的阻垢 剂产 生  耐 不 协 同效应 等优点 
4 2 腐 蚀 控 制  ,

各种 凝 汽器 的腐蚀 损坏 与冷 却水 的水 质和管 材  有很大关 系 。 因此 . 根据 水质 条件 合理 的选 择管材是 
防 止 凝 汽 器 损 坏 的 重 要 措 施 
4 2 】 胶 球 清 洗  ,.

图 2 经 常 性 排 水 处 理 系统 流 程 图   5 2 非 经 常 性 废 水 处 理  ,

锅炉 酸洗 化学排 水 、 空气 预热 器冲洗 水 、 他各  其
设 备 冲 洗 水 等 。该 部 分 废 水 p 一 般 较 低 、 OD 及  H C

在 冷 却 水 的压 差作 用 下 , 海绵 胶 球 被挤 入 冷凝  管中 . 随水流 运 动 . 胶球 携带 被擦 拭掉 的污垢 挤 出冷 
却 水 管  几 十 年 的 实 践 证 明 这 是 一 种 凝 汽 器 腐 蚀 和 

铁 含量较 高 ,对 于 C OD较 高 的废 水 , 通过 空气 搅拌 

并 且加 人足 量 的 N CI 使 之氧 化 分 解 ,OD 降 至  a O C
数 百毫 克/ 升后 , 节 p 送 至 冲灰 系统 至灰 厂 , 调 H 也  有 的电 厂将 C D 高 的废 水送 至 炉膛 焚 烧 。对 于含  O 铁 等重 金属 的废水 , 空气搅拌 氧 化后 , 经 在碱性 条件  下 生成 氢氧化 物沉 淀 。处理流 程 如图 3所示 。  

清洗污垢 的 有效 办法 
4 2 2 F S ) 造 膜  . .   e (,

用 F S  的 水 溶 液 通 过 凝 汽 器 铜 管 , 其 表 面  eO 在

形 成 含有铁 化 台物 的保 护膜 . 由于 ~F OO 带 有  e H 电负 性 , 易 吸 附 在 铜管 表 面 带 有 正 电的 C : 膜  容 uO
上 . 而 达 到 防 腐 的 目的 。 从   4 3 微 生 物 的 控 制  .

在 微 生 物 的控 制方 面 , 环 水 中常 采 用化 学 药  循 剂来控 制微 生物 的滋 生 。这 类化 学药 剂有 杀生物剂 
和 抑 制 生 物 剂 。 循 环 水 处 理 中 要 求 杀 菌 剂 既 能 杀 死 

或抑 制所 有微 生物 的 生 长 与繁殖 , 能降 解 为无 毒  并 性 的物质 , 同时 又  易 与 冷 却水 中 的其他 杂 质发 生  ;
. 

任何 反应 . 用 的氧化 型杀 生剂 有 , l、 白粉 、   常 c  漂 O,   常用 的非氧 化 型杀生 剂有 季胺 盐 、 酚等 。 氯   图 3 非 经常性排 水 处理 系统流 程 图  



 ● I r ‘l  

 

5 火 力 发 电厂废 水处 理   
火 力 发 电 r 的 废 水 可 分 为 经 常 性 废 水 和 非 经 常 


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