论文火电厂直流锅炉给水控制系统的分析与研究VIP

IXX 大学毕业设计（论文）题目名称：火电厂直流锅炉给水控制系统的分析与研究院系名称班 级：学 号：学生姓名：指导教师：2016 年 5 月II摘 要文明不断进步，社会对电力的需求量也日益增加。随着大型火电机组建设规模不断扩大，电厂锅炉补给水的品质提出了更高的要求，从而电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。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，所以水质是发电厂安全运行的必要条件。因此为了保证热力系统中有良好的水质，电厂必须对水进行净化处理和严格的水汽质量监督，电厂中必须设置锅炉直流锅炉给水控制系统，对原水进行除气、除盐、除杂质等处理。本文以 250MW煤粉锅炉给水为例，为锅炉给水确定水处理方案。关键词：电厂锅炉给直流锅炉给水控制系统；化学水处理IIIABSTRACTCivilization is developing, and social demand for electricity is increasing. With the construction of large-scale thermal power units have been expanding, power plant boiler feed water quality put forward higher requirements, thus chemical water treatment plant also put forward higher requirements. Thermal power plant water come from the rivers, reservoirs and other water resources, while water of river, rivers, reservoirs contains organic matter, colloids, dissolved salts, gases and other impurities. Water in thermal power plants is not only thermal system working medium, but also some of the thermal equipments cooling substances, so water is a necessary condition for safe operation of power plants. Therefore, in order to ensure thermodynamic system has good water quality, water purification plants must deal with water-vapor quality and strict quality supervision, power plants must be set boiler water treatment systems dealing with the raw water degassing, demineralization, impurities and other treatment. This paper designs the boiler feed water treatment program in the case of 2 50MW coal boiler. Keywords: power plant boiler feed water treatment system; chemical water treatmentIV目 录摘 要 .I1 引言 .11.1 选题背景及研究意义 .11.2 本文主要工作 .22 设计说明 .32.1 工程概况 .32.2 水质原始资料 .33 水质资料分析 .43.1 阴、阳离子含量校核 .43.2 水的盐含量校核 .53.3 pH 的校核 .53.4 碱度的校核 .63.5 硬度的校核 .64 直流锅炉给水控制系统设备选择 .74.1 离子交换系统的选择： .74.2 系统选择 .74.3 床型选择和树脂选择 .84.4 预处理系统的选择 .85 补给直流锅炉给水控制系统工艺计算 .105.1 锅炉给直流锅炉给水控制系统供水量计算 .115.2 体内再生混床计算 .135.3 强碱阴离子交换器计算 .235.4 除 CO2器的计算 .325.5 强酸阳离子交换器计算 .375.6 滤池与澄清池的计算 .466 补给水系统附属设备选择 .526.1 箱体的选择 .526.2 管道及泵的选择 .536.2.1 管道的选择 .536.2.2 泵的选择 .54参考文献 .55致 谢 .5611 引言选题背景及研究意义水在火力发电厂的生产工艺中，既是热力系统的工作介质，也是某些热力设备冷却介质，当火力发电厂运行时，在所有的热力设备中几乎都有水蒸汽在流动，所以水质的优劣是影响发电场安全经济运行的重要因素。水在热力设备系统中的相变过程是与机组的工作过程相对应，给水进入锅炉加热后变成蒸汽，流经过热器，再冲转汽轮机后带动发电机发电，做功后蒸汽进入蒸汽被冷却成凝结水，经过低压加热器、除氧器、给水泵、高压加热器又回到锅炉中，完成一个完整的循环，在此过程中水的质量决定着与之密切接触的锅炉炉管的工作状况（如结垢、积盐、腐蚀等）与服役寿命，因此，锅炉补给水处理与水工况调节是事关机组经济、安全运行的大事。火力发电厂中锅炉机组的参数越高，其热能利用率也就越高，发电的经济性也就越好，这是经过理论与实践检验的事实，也是锅炉向超临界、超超临界发展的依据所在。但是机组参数越高，对水处理技术要求也越严。锅炉参数越高，局部热负荷就越高，则局部浓缩倍率更高，对水中残余杂质更敏感；汽轮机中采用的合金材质在经热处理提高强度后对蒸汽纯度更敏感，更容易引起腐蚀问题；另外随着蒸汽参数的提高盐类与腐蚀产物在蒸汽中溶解度大幅提高，汽轮机的积盐与腐蚀问题会更加突出。国外发展超临界机组已有 40多年的历史，早在 20世纪 60年代末，美国日本苏联就开始发展超临界机组。20 世纪 80年代后，随着金属材料研究应用的进步，电厂辅助及系统方面的成熟，超临界技术也得到了迅猛的发展，近 10年来，高效超临界技术在日本和欧洲得到了迅速发展，投运的高效超临界机组得到了良好的运行业绩，已投运的高效超临界机组一般在 700-1000MW之间。我国自 20世纪 80年代开始发展超临界机组，由于直流锅炉没有汽包，不能排污，且单位负荷更高，因此对水汽品质要求更高, 锅炉给水处理显得更加重要。另外锅炉给水处理也将会大大减少火电厂事故的发生，降低设备损耗，对电厂安全、经济运行起到重大的保障作用。2本文主要工作结合 250MW 煤粉锅炉给水标准，以某地水质为例，为锅炉给水确定水处理方案；确定锅外水处理流程，并对给水预处理设备、离子交换器、再生液制备等主要设备进行选型计算。32 设计说明2.1 工程概况某 250MW 火电厂自然循环煤粉锅炉， 型布置，固态排渣，使用燃料为平顶山烟煤，蒸汽参数 540，9.9MPa，给水温度 220，排烟温度 142.9。膜式水冷壁，直流燃烧器，四角切圆布置，二级过热器，二级省煤器，两级空气预热器，二级喷水减温。2.2 水质原始资料 表 2-1 水质原始资料水质指标pH 值 悬浮固体含盐量总硬度 全碱度 Ca2+单位 mg/L mg/L mmol/L mmol/L mg/L数据 7.54 49.5 221 2.76 1.82 39.03水质指标 Mg2+ Na+ K+ HCO3- SO42- Cl-单位 mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L数据 9.78 8.4 110.6 37.04 15.8水质指标 NO3- 游离 CO2 全 SiO2活性SiO2（COD）Mn单位 mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L数据 8.54 9.44 5.34 43 水质资料分析水质资料是选择水处理方案和工艺系统，进行设备设计及确定化学药品耗量的重要基础资料，所以水质资料正确与否，直接关系到设计结果是否可靠。所以在设计之前必须进行水质的校核。水分析结果的校核，一般分为数据性校核和技术性校核两类。数据性校核是对数据进行核对，保证数据不出错：技术性校核是根据天然水中各成分的相互关系，检查水分析资料是否符合水质组成的一般规律，从而判断分析结果是否正确。经过校核如发现误差较大时，应重新取样分析。校核一般包括以下几个方面：水中阳离子与阴离子电中性、含盐量和溶解固体、硬度与碱度、 pH 值与碳酸化合物。3.1 阴、阳离子含量校核根据电荷平衡原理，水中各种阴离子单位电荷的总和必须等于各种阳离子单位电荷的总和，所以阳离子单位电荷总和为：(3-1) 10.39.216.04.2KNaMgCac阳Lmol/73.48.79.3阴离子单位电荷总和为：(3-2) 35.4Cl8.0SO62.N1.0HCc23取Lmol/ .029.1.7. (3-3)0%c取21.33.29.174此水样数据总体符合电荷平衡，数据在误差范围内，可参考计算。53.2 水的盐含量校核其表示水中阴阳离子之和，即(3-4)/(Lmgc阴阳含 盐 量 式中： 水中除铁、铝之外的所有阳离子之和阳c水中除溶解硅酸根外的所有阴离子之和阴 取取取 0)15.837.4(10.6)8.49.7(3.0mGR =220.65 mg/L所以，对含盐量与溶解固体的校核后，其误差为：(3-5)%10含 盐 量含