电厂锅炉补给水工艺-葸国隆

1、多晶硅工艺生产技术 电厂化学水处理及功能实现介绍 姓名： 葸国隆 II电厂化学水处理工艺及功能实现介绍目录摘要：31.概 述42电厂用水的类别及水质指标42.1电厂用水的类别42.2、水质指标52.3表征水中易结垢物质的指标63.水网系统73.1取水系统73.2净化站系统73.2.1机械加速澄清池83.2.2综合水泵房83.2.3净水加药93.3锅炉补给水系统93.3.1过滤器93.3.2超滤123.3.3反渗透133.3.4一级除盐133.3.5二级除盐143.3.6化学除盐153.3.7除盐水193.3.8化学加药203.4工业废水系统203.4.1工业废水203.4.2含油污水213.4

2、.3含煤废水213.4.4生活污水214.水网系统功能要求224.1单体点动224.2连锁224.3互备224.4组操224.5自动224.6监视功能234.6.1系统工作流程、设备状态、参数234.6.2报警窗口及语音报警（根据具体功能要求制作）234.7管理功能（根据具体要求制作234.7.1报警事件的记录与查询234.7.2运行统计234.7.3班报的自动生成235.软件要求245.1人机界面要求（上位机部分）245.2界面数量及描述245.3逻辑部分（下位程序）255.3.1设备点的分布，IO清册的编制255.3.2分页255.3.3方案页的命名255.3.4方案页内功能块的布置266

3、.主要控制描述及要求266.1连锁266.1.1电机与其出口阀的连锁266.1.2泵与液位的连锁276.2互备276.3组操286.3.1组操的操作界面306.4自动制水326.4.1自动制水选择路经操作界面327.结束语33摘要：电厂中水、汽系统运行质量的好坏直接影响到锅炉、汽轮机设备及系统运行的安全性和经济性，严重时还可能产生不可逆转的腐蚀事故。机组多的情况下，化学水处理系统庞大、设备众多，担负着大装机容量的水源保证。系统由工业水处理、锅炉补给水处理、凝结水处理和水汽品质分析处理等组成。由于水汽系统的工艺流程长且分散、化学工况复杂，各分系统间相互联系、相互制约、相互影响，而在控制调节时又各

4、自为政，从而造成整个化学汽水处理流程中众多影响因素彼此间不能及时协调、及时响应处理，被迫采取保守的控制指标，浪费了大量人力、物力。本文描述化学水处理的工艺及应用实现功能，着重描述化学水的工艺流程，如何实现了锅炉内、外水汽品质的全面、集中、综合控制，全面提升水汽处理的自动化水平，提高水汽品质，满足了热力设备长期稳定、安全、经济运行的需要。关键字：电厂 化水 工艺 功能 处理- III -1.概 述电厂辅控水网是为主机提供除盐水、凝结水、氢气等。为空压机等设备提供工业冷却水。为辅机输煤、除灰等系统提供水源。同时对主机以及辅机产生的废水与污水进行处理、净化，最后达到重复利用或安全排放。 水网分为：取

5、水（取水泵房）；净水（机械加速澄清池、综合泵房、净水加药）；化水（锅炉补给水、循环水加药）；废水（工业废水、含油污水、含煤废水、生活污水）；凝水（凝结水精处理，汽水取样，制氢站）。这些系统。火力发电厂化学水处理系统制水指标的优劣，直接影响着火力发电机组的高效、安全经济运行，而化学水处理控制系统的稳定运行直接影响着化学水处理工艺系统的制水质量。一套控制系统能否发挥其应有的作用，除了系统本身设计的合理性外，十分重要的一点就是对整套系统按操作规程合理使用和精心维护，使控制系统始终工作于最佳工作状态。主要叙述锅炉补给水处理控制系统技术设计、资料划分、系统构成、软硬件功能划分、仪表配置、使用说明、系统维

6、护等方面的内容。2电厂用水的类别及水质指标2.1电厂用水的类别水在火力发电厂水汽循环系统中所经历的过程不同，水质常有较大的差别。因此根据实用的需要，人们常给予这些水以不同的名称。它们是原水、锅炉补给水、给水、锅炉水、锅炉排污水、凝结水、冷却水和疏水等。现简述如下：（1）原水：也称为生水，是未经任何处理的天然水（如江河水、湖水、地下水等），它是电厂各种用水的水源。（2）锅炉补给水：原水经过各种水处理工艺净化处理后，用来补充发电厂汽水损失的水称为锅炉补给水。按其净化处理方法的不同，又可分为软化水和除盐水等。（3）给水：送进锅炉的水称为给水。给水主要是由凝结水和锅炉补给水组成。（4）锅炉水：在锅炉本

7、体的蒸发系统中流动着的水称为锅炉水，习惯上简称炉水。（5）锅炉排污水：为了防止锅炉结垢和改善蒸汽品质，用排污的方法，排出一部分炉水，这部分排出的炉水称为锅炉排污水。（6）凝结水：蒸汽在汽轮机中作功后，经冷却水冷却凝结成的水称为凝结水，它是锅炉给水的主要组成部分。（7）冷却水：用作冷却介质的水为冷却水。这里主要指用作冷却作功后的蒸汽的冷却水，如果该水循环使用，则称循环冷却水。（8）疏水：进入加热器的蒸汽将给水加热后，这部分蒸汽冷却下来的水，以及机组停行时，蒸汽系统中的蒸汽冷凝下来的水，都称为疏水。 在水处理工艺过程中，还有所谓清水、软化水、除盐水及自用水等。2.2、水质指标所谓水质是指水和其中杂

8、质共同表现出的综合特性，而表示水中杂质个体成分或整体性质的项目，称为水质指标。由于各种工业生产过程对水质的要求不同，所以采用的水质指标也有差别。火力发电厂用水的水质指标有二类：一类是表示水中杂质离子的组成的成分指标，如Ca2+、Mg2+、Na+、Cl-、SO42-等；另一类指标是表示某些化合物之和或表征某种性能，这些指标是由于技术上的需要而专门制定的，故称为技术指标。1.表征水中悬浮物及胶体的指标（1）悬浮固体。（2）浊度。（3）透明度。2.表征水中溶解盐类的指标（1）含盐量。含盐量是表示水中各种溶解盐类的总合，由水质全分析的结果，通过计算求出。含盐量有两种表示方法：一是摩尔表示法，即将水中各

9、种阳离子（或阴离子）均按带一个电荷的离子为基本单位，计算其含量（mmol/L），然后将它们（阳离子或阴离子）相加；二是重量表示法，即将水中各种阴、阳离子的含量以mg/L为单位全部相加。 由于水质全分析比较麻烦，所以常用溶解固体近似表示，或用电导率衡量水中含盐量的多少。 （2）溶解固体。溶解固体是将一定体积的过滤水样，经蒸干并在1051100C下干燥至恒重所得到的蒸发残渣量，单位用毫克/升（mg/L）表示。它只能近似表示水中溶解盐类的含量，因为在这种操作条件下，水中的胶体及部分有机物与溶解盐类一样能穿过滤纸，许多物质的湿分和结晶水不能除尽，碳酸氢盐全部转换为碳酸盐。（3）电导率。表示水中离子导电

10、能力大小的指标，称作电导率。由于溶于水的盐类都能电离出具有导电能力的离，所以电导率是表征水中溶解盐类的一种代替指标。水越纯净，含盐量越小。电导率越小。 水的电导率的大小除了与水中离子含量有关外，还和离子的种类有关，单凭电导率不能计算水中含盐量。在水中离子的组成比较稳定的情况下，可以根据试验求得电导率与含盐量的关系，将测得的电导率换算成含盐量。电导率的单位为微西/厘米（uS/cm）。2.3表征水中易结垢物质的指标 表征水中易结垢物质的指标是硬度，形成硬度的物质主要是钙、镁离子，所以通常认为硬度就是指水中这两种离子的含量。水中钙离子含量称钙硬（Hca），镁离子含量称镁硬（HMg），总硬度是指钙硬和

11、镁硬之和，即H=HCa+HMg=（1/2）Ca2+（1/2）Mg2+。根据Ca2+、Mg2+与阴离子组合形式的不同，又将硬度分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。 （1）盐硬度（HT）是指水中钙、镁的碳酸盐及碳酸氢盐的含量。此类硬度在水沸腾时就从溶液中析出而产生沉淀，所以有时也叫暂时硬度。（2）非碳酸盐硬度（HF）是指水中钙、镁的硫酸盐、氯化物等的含量。由于这种硬度在水沸腾时不能析出沉淀，所以有时也称永久硬度。硬度的单位为毫摩尔/升（mmol/L），这是一种最常见的表示物质浓度的方法，是我国的法定计量单位。1、征水中碱性物质的指标表征水中碱性物质的指标是碱度，碱度是表示水中可以用强酸中和的物质的量。形

12、成碱度的物质有：（1）强碱，如NaOH、Ca（OH）2等，它们在水中全部以OH-形式存在；（2）弱碱，如NH3的水溶液，它在水中部分以OH-形式存在；（3）强碱弱酸盐类，如碳酸盐、磷酸盐等，它们水解时产生OH-。在天然水中的碱度成分主要是碳酸氢盐，有时还有少量的腐殖酸盐。水中常见的碱度形式是OH-、CO32-和HCO3-，当水中同时存在有HCO3-和OH-的时候，就发生如下式的化学反应， HCO3+OH-CO32-+H2O 故一般说水中不能同时含有HCO3-碱度和OH-碱度。根据这种假设，水中的碱度可能有五种不同的形式：只有OH-碱度；只有CO32-碱度；只有HCO3-碱度；同时有OH-+CO

13、32-碱度；同时有CO32-+HCO3-碱度。碱度的单位为毫摩尔/升（mmol/L），与硬度一样，在美国和德国分别用ppmCaCO3和oG为单位。2、表示水中酸性物质的指标 表示水中酸性物质的指标是酸度，酸度是表示水中能用强碱中和的物质的量。可能形成酸度的物质有：强酸、强酸弱碱盐、弱酸和酸式盐。 天然水中酸度的成分主要是碳酸，一般没有强酸酸度。在水处理过程中，如H离子交换器出水出现有强酸酸度。水中酸度的测定是用强碱标准来滴定的。所用指示剂不同时，所得到的酸度不同。如：用甲基橙作指示剂，测出的是强酸酸度。用酚酞作指示剂，测定的酸度除强酸酸度（如果水中有强酸酸度）外，还有H2CO3酸度，即CO2酸

14、度。水中酸性物质对碱的全部中和能力称总酸度。 这里需要说明的是，酸度并不等于水中氢离子的浓度，水中氢离子的浓度常用PH值表示，是指呈离子状态的H+数量；而酸度则表示中和滴定过程中可以与强碱进行反应的全部H+数量，其中包括原已电离的和将要电离的两个部分。3.水网系统通常电厂的水网系统主要包括取水系统、净化站系统、锅炉补给水系统、工业废水系统、凝结水系统这五大系统。以下就就水网这五大系统进行详细介绍。3.1取水系统 取水系统的功能是将水从水源地一般为电厂附近的水库，河、湖等水源地通过升压泵和输水管引导电厂的系统。取水系统一般距离电厂非常远，距离在3KM到30KM之间。有时在山区，取水系统还配有翻山

15、输送的升压站。取水系统设备简单，控制逻辑简单，但是系统要求非常可靠，有时有恒压供水的要求。难点在如何实现从水源地到水系统之间的通讯上。 3.2净化站系统 一、混凝沉淀的原理混凝、沉淀过程一般是在澄清器内进行的。处理方法，是向水中加入混凝剂(硫酸铝、聚合铝和硫酸亚铁、氯化铁等)、石灰乳和镁剂(菱苦土或白云粉)等化学药品。各种药品的作用如下：混凝剂的作用。混凝剂在水中的作用：是促使水中微小的悬浮物或胶体颗粒相互凝聚成大颗粒而下沉。二、混凝、沉淀设备及处理过程图3.2-1 悬浮澄清池1空气分离器；2喷嘴；3混合区；4水平隔板；5垂直隔板；6反应区；7过渡区；8出水区；9水栅；10集水槽；11排泥系统

16、；12泥渣浓缩器；13采样管；14可动罩子利用混凝沉淀方法除掉水中悬浮物的沉淀设备叫做澄清池。目前常见的澄清池也有水力循环澄清池、机械搅拌澄清池、脉冲澄清池和泥渣悬浮澄清池等。各种澄清池尽管在结构上有差异，但它们的工作原理则是相似的。这里仅以悬浮澄清池为例来阐述澄清池的工作过程。图3.2-1是悬浮澄清池的结构示意图。原水首先经过空气分离器，把水中含有的空气分离出去。这样就可以避免空气进入澄清池内，搅动悬浮层和把悬浮泥渣带出澄清池，破坏悬浮层的正常工作。不含空气的水和各种药剂，经过喷嘴送入澄清池下部的混合区。由于混合区水流旋涡很强，可以使混凝剂与水充分混合。在混合区上部装有水平和垂直的多孔隔板，

17、从混合区出来的水继续向上流经多孔板时，多孔板既能使水得到进一步的混合，又能消除旋涡使其成为平稳水流，进入反应 区。反应区是澄清器的中心部分，是主要工作区。当水进入反应区后，水中杂质逐渐凝聚成絮状悬浮物(称为泥渣)，由泥渣组成的悬浮层对水起过滤作用。经过反应区悬浮层的水，继续上升，进入过渡区。由于筒体截面逐渐增大，水的流速逐渐减小，使悬浮物与水分离。澄清池上部出水区截面最大，水在这里流速最低，水与悬浮物得到了很好的分离。最后，澄清水由环形集水槽引出，送至清水箱。澄清池的中央设有垂直圆形的排泥筒。沿着排泥筒的不同高度开有许多层窗口，多余的泥渣自动地经排泥窗口进入浓缩器，浓缩后的泥渣由底部排污管排入

18、地沟。浓缩器与集水槽之间设有回水导管。由于浓缩器与集水槽之间有水位差，使浓缩器上部的清水经加水导管送入集水槽，而悬浮层上部的水经排泥窗口进入浓缩器，同时带走了多余的泥渣，使悬浮层保持固定的高度。澄清池的出水质量，一般可以达到以下标准：(1) 悬浮物含量不大于20毫克/升。(2) 碱度不大于0.85毫克当量/升。(3) 硅酸根含量，平均可降至1.01.5毫克/升。(4) 耗氧量不大于5毫克/升O2。三、影响混凝因素：水的PH值水温混合速度剂量水中杂质(泥渣)； 3.2.1机械加速澄清池主要包括机加池、分配水箱、排泥门等设备。在机加池中加入混凝剂和助凝剂，通过搅拌机，将悬浮杂质、污泥杂质等聚集沉淀

19、。将上层比较清澈的原水送入分配水箱，经分配水箱分配到综合泵房各水池。下层污泥通过排泥门送入干燥装置，进行干燥装车运走。3.2.2综合水泵房主要包括消防水池及水泵、消防稳压罐及稳压泵、工业水池及水泵、化学水池及水泵、生活水池及水泵、活性炭过滤器等设备。 1)消防水泵是为全厂提供消防水源，且消防管网长期带压，保障全厂消防安全。消防系统通常配置1台电动泵和1台柴油泵，当消防管网压力迅速下降，且达到限值，表明有地方发生火灾大量使用消防水，所以自动启动电动消防泵，保障消防水源。若电动泵出现故障，没有启动则需要自动连启柴油消防泵，柴油泵的控制回路是就地自带，且电源也是自带的干电池。这就解决了，当发生火灾，

20、毁坏电气回路，DCS控制系统及网络不能正常工作时，仍然保障消防水源不断。 消防稳压罐及稳压泵可以使消防管网长期带压，当有地方小量使用消防水，如：洒水车灌水清洁路面及灌溉植被，管道有裂口，接头有漏水等。管网压力低于限值，启动稳压泵，压力恢复到一定时，停稳压泵。稳压泵配置为一运一备。 2)工业水泵 主要是为全厂提供工业水源，同时也为空压机提供冷却水。工业水泵配置为3台，两运一备，保障工业管网的压力。工业水系统稳定运行，也是电厂稳定运行的重要标志之一。 3)生活水泵 主要是为生活区提供生活水源，包括吃、住、洗等用水。配置2台活性炭过滤器进行过滤，定期反洗，一运一备。配置2台电动泵和1台变频器，变频运

21、行一运一备。保持生活管网的压力稳定。生活水中要加入次氯酸钠进行消毒。 4)化学水泵 主要是为化水车间提供化学水水源。配置1个化学水池和2台化学水泵，一运一备。化学水泵与化学水池液位连锁，液位低于限值停泵。化学水泵是化学水处理的重要供水设备，一般在配置在化水控制器中，也有配置在净水综合泵房中，通过净水主机与化水主机之间通讯，控制自动逻辑 3.2.3净水加药主要包括助凝剂贮存池、搅拌箱、计量泵，混凝剂贮存池、搅拌箱、计量泵等设备。 加药系统为机加池提供衡定的混凝剂和助凝剂。且为生活水池提供次氯酸钠，进行消毒。3.3锅炉补给水系统 锅炉补给水的功能是通过过滤器、超滤、反渗透除去水中的颗粒杂质，通过阳

22、床、阴床、混床I等设备除去水中的盐离子。包括过滤器、超滤、反渗透、一级除盐、二级除盐、除盐水箱、加药等系统； 3.3.1过滤器过滤器常用的有双介质过滤器和活性碳过滤器两种，目的是将水中的小颗粒杂质除去，双介质内部填充活性碳和石英沙，活性碳过滤器内装有活性炭。通过活性碳对颗粒杂质的吸附作用，经过处理的水顺管道进入超滤反渗透系统。，经过一段时间的运行，活性炭饱和，吸附能力下降，就要对其进行反洗，恢复其活性，重复利用。 一、 过滤原理 浑水通过滤层时，为什么能除掉水中的悬浮物呢？对过滤的机理，现在还有些不同的看法。目前人们认为，经过混凝处理的水，通过滤层的滤料时，有两个作用：一个是滤料颗粒表面与悬浮

23、物之间的吸力，使悬浮物被吸附；另一个作用滤层对悬浮颗粒的机械筛除作用，而主要是吸附作用。二、 滤料选择 做滤料的固体颗粒，应有足够的机械强度和很好的化学稳定性，以免在运行和冲洗时，因摩擦而破碎，或因溶解而引出水水质恶化。 石英砂有足够的机械强度，在中性、酸性水中都很稳定。但是在碱性水中石英砂能够溶解，使水受到污染。 无烟煤的化学稳定性较高，在一般碱性、中性和酸性水中都不溶解，它的机械强度也较好。 此外，滤料的粒度和级配都应该选择合适。 三、 过滤设备及运行 过滤设备有多种，电厂水处理中常见的有机械过滤器和无阀滤池等。1机械过滤器（1）设备结构。机械过滤器的结构如图3.3.1-1所示。图3.3.

24、1-1 机械过滤器1放空气管；2进水漏斗；3缝式滤头；4配水支管；5配水干管；6混凝土它的本体是一个圆柱形容器，内部装有：进入装置、滤层和排水装置。外部设有必要的管道、阀门等。在进、出口的两根水管上装有压力表，两表的压力差就是过滤时的水头损失(运行时的阻力)。进水装置可以是漏头形式或其他形式的，其主要作用是使进水沿过滤器截面均匀分配。滤层由滤料组成，滤料的粒径一般采用0.61.0毫米。滤层的厚度一般为1.11.2米。 排水系统多采用支管缝隙式配水装置。它的作用：一是使出水的汇集和反洗水的进入，能沿着过滤器的截面均匀分布；一是阻止滤料被带出。 (2) 设备运行。过滤器在工作时，浑水经进水口流到进

25、水漏斗，然后流经过滤层除掉浑水中的细小悬浮物而成为清水。此清水上排水系统送出。滤速为810米/时，或更大些。 过滤器的运行过程中，由于滤料不断吸附浑水中的悬浮杂质，使运行阻力逐渐增大。当阻力增大到一定时，应停止运行，对滤料进行反洗。 反洗滤料时，先将过滤器内的水排放到滤层以上约10厘米处，用压缩空气吹洗3分钟左右，然后将反洗清水和压缩空气从过滤器底部排水系统进入，经过滤层上升并冲动滤料使滤料浮动起来。此时滤料颗粒在水中游动并相互摩擦，这样将滤粒表面所吸附的杂质洗掉。在用清水和压缩空气混合反洗35分钟后，停止压缩空气，仅用清水继续反洗约2分钟后停止反洗。洗掉的吸附杂质随水上升，经上部进水漏斗上底

26、部排水门排入地沟。最后，用水正洗至合格投入运行或备用。 (3) 双层滤料。一般机械过滤器多用单层滤料，但单层滤料反洗后，在水流的作用下，滤料颗粒形成了“上细下粗”的排列。由于滤层上部的砂粒细，砂粒之间孔隙小，所以吸附的悬浮物大多数集中在上面，致使滤层下部的滤料不能充分发挥吸附作用。这样就带来了水流阻力增长快，运行周期短的缺点。 为了消除上述缺点，采用了双层滤料的办法。就是将滤层上部石英砂换一层颗粒较大的无烟煤，组成无烟煤-石英砂的双层滤料的过滤器。由于无烟煤的比重比石英砂的小，所以反洗后无烟煤仍然保持在上层。上层无烟煤颗粒之间的孔隙较大，水中悬浮物除被无烟煤吸附外，还可以进入下层石英砂滤层。这

27、样就充分发挥了滤料的截污能力，使水流阻力增长较慢，延长了运行周期。2无阀滤池图3.3.1-2 无阀滤池1进水槽；2进水管；3档板；4过滤室；5集水室；6冲洗水箱；7虹吸上升管；8虹吸下降管；9虹吸辅助管；10抽气管； 11虹吸破坏管；12锥形挡板；13水封槽；14排水井；15排水管 (1) 设备结构。无阀滤池的结构如图3.3.1-2所示。 这种过滤设备是用钢筋水泥筑成的主体，由冲洗水箱、过滤室、集水室、进水装置以及冲洗用的虹吸装置等组成。(2) 设备运行。无阀滤池运行时，浑水由进水槽1进入，经过进水管2流入过滤室4，然后通过滤层除掉浑水中悬浮杂质，成为清水汇集到下部集水室5，此清水再由连通管进

28、入上部冲洗水箱6，当水箱充满水后，澄清的水便经出水漏斗送出。随着运行时间的增长，滤层的阻力逐渐增大。虹吸上升管7中的水面也随之升高，当水面上升到虹吸辅助管9的管口时，水立即从此管中急剧下降。这时主虹吸管(包括虹吸上升管7和虹吸下降管8)中的空气，便通过抽气管10抽走，管中产生负压，使虹吸上升管和下降管中的水面同时上升，当两管水面上升达到汇合时，便形成了虹吸作用。这时，冲洗水箱的水，便沿着与过滤时相反的方向从下而上的经过滤层，形成自动反洗。这样，冲洗水箱的水位便下降，当水位降到虹吸破坏管11的管口以下时，空气便进入虹吸管内，虹吸作用遭到破坏，虹吸上升管的水位下降，反洗过程自动停止，过滤又重新开始

29、。经过机械过滤器或无阀滤池处理后的水，可以使出水中的悬浮物含量达到5毫克/升以下。3.3.2超滤主要包括叠片式过滤器、超滤装置、超滤水池、超滤水泵、超滤反洗水泵等。超滤系统通过多级的过滤，将水中的大颗粒杂质除去，送入反渗透系统。超滤装置经过一段时间运行后，需要对其进行反洗，保持其过滤能力； 工艺流程图如图3.3.2-1图3.3.2-13.3.3反渗透主要包括反渗透装置、淡水池、淡水泵、反渗透反洗水泵等。反渗透系统进一步过滤，同时加阻垢剂去除更小的颗粒杂质。反渗透装置经过一段时间运行后，需要对其进行冲洗，保持其过滤能力。 工艺流程图如图3.3.3-1。图3.3.3-13.3.4一级除盐由阳床、除

30、碳风机、中间水箱、阴床组成。阳床中装有酸性树脂，用H+置换水中的阳离子，阳离子吸附在树脂上，达到去除水中盐的阳离子的目的，同时生成不稳定的碳酸，碳酸易分解为水和二氧化碳，水在落入中间水箱前，经过除碳风机，大量的二氧化碳随空气排出；由于阳床与阴床处理水的速率不同，所以用中间水箱来调节，达到系统能不间断制水；阴床中装有碱性树脂，用OH-置换水中的阴离子，阴离子吸附在树脂上，达到去除水中盐的阴离子的目的；从而完成一级除盐的过程。在一级除盐出口装有导电度分析仪表，检测水中盐含量的多少。当导电度超标，标志着阴阳床中的树脂已经失效，这时就需要对树脂进行处理，恢复其特性。对树脂进行反洗、正洗，在阳床中加酸，

31、阴床中加碱，进行置换，恢复其特性，再用于制水，重复利用。工艺流程图如图3.3.4-1 图3.3.4-13.3.5二级除盐将一级除盐的合格水进一步除盐。其主要设备是混床，原理与一级除盐相同，运用树脂的特性，去除水中残存的硅盐、钠盐等。在二级除盐出口装有导电度、硅表、钠标等分析仪表，检测水中盐的含量。当这些检测值超标，标志混床的树脂失效，则需要对树脂进行水洗及置换，恢复其特性，重复利用。 工艺流程图如图3.3.5-1。图3.3.5-1 3.3.6化学除盐 化学除盐法就是将RH树脂和ROH树脂分别(或混合)放在两处(或一个)离子交换器内，用RH树脂除掉水中的金属离子，用ROH除掉水中的酸根，使水成为

32、纯水。 1原理。化学除盐原理主要有两个交换反应，一个是除盐反应，一个是再生反应。 (1) 除盐。当含盐水流过RH树脂层时，水中的金属离子与RH树脂中的H+发生交换反应。水中的Na+、Ca2+、Mg2+等离子扩散到树脂的网孔内并留在其中，而网孔内的H+则扩散到水中。结果，水中除了少数残余的金属离子外，阳离子换成了H+。这个过程用下列反应式表示：RH+Na+RNa+H+2RH+Ca2+R2Ca+2H+2RH+Mg2+R2Mg+2H+ 经过RH树脂处理后的水，再通过ROH树脂层时，水中的酸根离子与ROH发生交换反应。水中的Cl、等离子扩散到树脂网孔内并留在其中，而网孔的OH则扩散到水中。结果，水中除

33、了少数酸根外，阴离子换成OH。这个过程用下列反应式表示：ROH+ClRCl+OH2ROH+R2SO4+2OHROH+RHSiO3+OH水中的H+与OH-相线路合变成水：H+OH-H2O水经过RH阳树脂和ROH阴树脂处理后，水中的金属阳离子被交换成H+，酸根阴离子被交换成OH-相结合成水，原水中的盐类被除去。这样处理后的水叫做除盐水。 (2) 再生。RH树脂和ROH树脂，经过交换后，分别转变为RNa、R2Ca、R2Mg和RCl、R2SO4、RHSiO3等新型树脂。这些新型树脂不能再起除盐作用，这种现象叫做树脂的失效。使失效的树脂重新恢复成最初类型的树脂的过程，叫做再生。再生是根据离子交换反应的可

34、逆性进行的。例如：即反应向右进行是除盐，向左进行是再生。而反应究竟向哪个方向进行与离子的性质和溶液中离子浓度有关。在溶液中反应方向主要决定于离子被树脂的选择性，当溶液中某种离子浓度增大到一定范围时，反应就可以按人们指定的方向进行。在上述反应中分别增加H+浓度和OH-浓度，反应就向再生方向进行。这一可逆反应，提供了失效树脂再生的条件。RH阳树脂失效后采用一定浓度的酸溶液再生，ROH阴树脂失效后采用一定浓度的碱溶液再生。使树脂再生的药剂如酸、碱等，称为再生剂(或还原剂)。 在生产中，RH的再生液一般用45%的盐酸或12%的硫酸；ROH的再生液一般用34%的氢氧化钠溶液。2设备和运行 (1)复床。水

35、处理使用的离子交换器有多种形式，其运行方式也各不相同，常见的有复床除盐和混床除盐。下面先介绍复床除盐的设备结构和运行步骤。 复床就是把RH树脂和ROH树脂分别装有两个交换器内组成的除盐系统。装有RH树脂的叫做阳离子交换器；装有ROH树脂的叫做阴离子交换器。1) 设备结构。离子交换器的主体是一个密闭的圆柱形壳体，体内设有进水、排水和再生装置，如图3.3.6-1。 进水装置多采用喇叭口形，水沿喇叭口周围淋下，以便使水分布均匀。 排水装置，近年来多采用穹形多孔板加石英砂垫层的方式，也有用排水帽的。 进再生液装置有辐射型、圆环形和支管形，如图3.3.6-2所示。 图3.3.6-1 离子交换器结构 图3

36、.3.6-1 离子交换器再生装置1放空气管；2进水漏斗；3再生装置； 1辐射型；2圆环型；3支管型4缝式滤头；5混凝土 2) 运行步骤。交换器的运行分为四个阶段：交换除盐、反洗、再生和正洗。 交换除盐。在除盐运行阶段，被处理的水洗经过阳离子交换器，再进入阴离子交换器，除盐后的水送入除盐水箱。阳离子交换器内装入一定量的RH树脂，在阳离子交换器内水中的金属离子与RH树脂中的H+交换，金属被交换在树脂上；阴离子交换器内装入一定量的ROH树脂，在阴离子交换器内，水中的酸根离子与ROH树脂中的OH交换，酸根离子被交换在树脂上。经过两种交换处理后的水，送入除盐水箱。交换器运行若干小时后，出水含盐量增加，水

37、的导电度增大。当运行到出水导电度明显增大并达到一定值时，说明交换剂已经失效，不能生产出合格的水。 在生产，为了便于用导电度表监视树脂是否已经失效，一般是让阳树脂先失效。树脂失效后，停止运行进行再生. 反洗。树脂再生前需要反洗。这是因为变换是在较大压力下进行的，树脂颗粒间压得很紧，这样在树脂层内会产生一些破碎的树脂；此外，在阳离子交换树脂层表面几厘米的厚度内还会积累一些水中悬浮物，这些破碎的树脂是悬浮物都不利于交换剂的再生。所以，反洗的目的就是用清水松动交换剂层，清除树脂层内的悬浮物、破碎树脂和气泡等。反洗水经底部反洗进水门进客店交换器内，自下而上的流过树脂层，再进入上部漏斗由排水门排入地沟。反

38、洗时，要求树脂层膨胀3040%，使树脂得到充分清洗。反洗一直进行到出水澄清为止。为了防止树脂被冲走，应先慢慢开大反洗进水门，然后慢慢开大排水门。使用的反洗水不应污染树脂。图3.3.6-3 混合床离子交换器结构1放空气管；2观察孔；3进水装置；4多孔板；5档水板；6滤布层；7中间排水装置 再生。再生是一项重要的操作过程。再生开始前，打开空气门和排水门，放掉交换器内一部分水，使水位降到树脂层上1020厘米处，关闭排水门。然后将一定浓度的再生液送进交换器内，由再生装置将再生液均匀分布大整个树脂层上，并将交换器内的空气经空气管排出。当交换器内的空气排完再生液充满筒体后，并闭空气门，打开排水门，此时再生

39、液流过树脂层，并与失效的阳离子(或阴离子)树脂发生离子交换反应，使失效树脂得到再生。再生过程中的废液从排水门排走。 正洗。待树脂中再生后的废液基本排完，树脂中仍有残留的再生剂和再生产物，必须把它们洗掉，交换器方能重新投入运行。正洗时，清水沿运行路线进入交换器，由排水门排入地沟。正洗开始时，排出的废液中仍有再生剂和再生产物，随着正洗的进行，出水中的再生剂和再生产物逐渐减少，同时除盐的交换反应也开始发生，当排出的水基本符合水质标准时，即可关闭排水门，结束正洗，投入运行或备用。 交换器从除盐反洗再生正洗的全过程叫做一个运行周期。 (2) 混床。经过复床除盐的水，仅适用一般高压锅炉的补给水，仍不能满足

40、高参数锅炉的给水水质要求。为此，可以将复床除盐水再通过混床处理，以提高水质的纯度。 混床就是把阳、阴离子交换树脂放在同一个交换器内，并在运行前两种树脂充分混合均匀。 1) 混床的除盐原理。一般制取高纯度的除盐水，均采用RH与ROH树脂，即H-OH型混床。在这种混床内可以把树脂层内的RH与ROH树脂颗粒看做为混合交错排列的，这样的混床就相当于许多级复床串联在一起，有利于下列反应：RH+Na+RNa+H+ROH+RHSiO3+OHH+OHH2O 由于RH与ROH树脂颗粒交错排列，生成的H+和OH很快能结事成难解离的水，使除盐反应进行得比较彻底。因此，HOH型混床的出水水质纯度很高。 2) 设备结构

41、。一般采用的混床有固定式体内再生混床和固定式体外再生混床。这里介绍内再生混床设备，如图3.3.6-3。 这种离子交换器是一个圆柱形密闭容器，交换器上部设有进水装置，下部有配水装置，中间装有阳、阴树脂再生用的排液装置，中间排液装置的上方设有进碱装置。 3) 再生。混床是把阳、阴树脂混合装在同一个交换器内运行的，所以运行操作与一般固定床不同，特别是混床的再生操作差别很大。当混床树脂失效再生时，首先应把混合的阳、阴树脂分层，然后才能分别通过酸、碱再生液进行再生，这是混床操作的特点。 再生方法分为体内再生法和体外再生法。本节介绍体内再生法，其步骤为：反洗分层、再生和正洗。 反洗分层。混床内阳、阴树脂间

42、的比重差是混床树脂分层的重要条件。阳树脂的湿真比重为1.231.27，而阴树脂的湿真比重为1.061.11。由于阳、阴树脂比重的不同，当混床树脂反洗时，在水流作用下树脂会自动会层，上层是比重较小的阴树脂，下层是比重较大的阳树脂。阳、阴树脂的比重差越大，分层越迅速、彻底；比重差小，分层比较困难。树脂的比重与失效树脂转型有关，失效树脂转型不同，其比重也各不相同，不同型式的阳树脂，它们的比重顺序为： 不同型式阴树脂的比重顺序为： 表示比重，右下角的符号表示树脂的类型。 为了提高树脂分层效果，有时在分层前向混床内通入NaOH，使阳树脂转换为比重较大的RNa树脂，使阴树脂转换为比重较小的ROH树脂。这样

43、可以增大阳、阴树脂间的比重差，以达到提高分层效果的目的。 此外，反洗流速，也影响分层效果。一般反洗流速，应控制在使整个树脂层的膨胀率在50%以上。 再生。混床中阳、阴树脂分层后，就可以对上层的阴树脂和下层的阳树脂分别进行再生，亦可同时进行再生。以分别再生为例，说明再生操作： 再生阴树脂时，碱液从上部的进碱管进入，通过失效的阴树脂层，使失效树脂再生，其废液由混床中部排液装置排出。此时应特别注意防止碱液浸润阳树脂层。为此，在再生阴树脂的同时将清水按酸再生液的途径，从底部不断送入。当阴树脂再生完毕后，继续向阴树脂层进清水，清洗阴树脂层中的再生废液，清洗至排水的氢氧碱度为0.5毫克当量/升时为止。 再

44、生阳树脂时，酸液从下面通过底部配水装置进入失效树脂层，使失效的阳树脂再生，其废液从混床中部的排液装置排出。此时应注意防止酸液浸润阴树脂层。为此，在再生阳树脂同时将清水按碱再生液的途径从上部进入。当阳树脂再生完毕后，继续向阳树脂层进清水，清洗阳树脂中的再生废液，清洗至排水的酸度为0.5毫克当量/升时为止。 正洗。正洗就是用清洗水从上部进入，通过再生后的树脂层由底部排出。 首先进行混合前正洗，当正洗到排水的导电度在1.5微姆/厘米以下时，停止混合前正洗，然后从混床交换器底部进入压缩空气，把两种树脂混合均匀，进行混合后的大流量正洗(流速约为20米/时左右)至出水合格，投入运行或备用。 混床的出水纯度

45、虽然很高，但树脂交换容量的利用低、树脂磨损大、再生操作复杂。因此，它适用处理含有微量盐的水，如经过一级复床处理的除盐水和凝结水等。这样可以延长混床的运行周期，减少再生次数。3.3.7除盐水主要包括除盐水箱、除盐水泵和除盐水出口母管流量计等设备。除盐水箱是用来储存除盐水，同时调节主机除盐用水与化水制水的不同速率。除盐水泵是用来给主机输送除盐水，一般布置2台以上，达到一运一备的效果，除盐水是主机正常运行的重要条件之一。除盐水出口母管流量计是用来测量除盐水的瞬时流量，对瞬时流量进行时间切片累计，就得出累计流量，同时这个流量也是衡量化水系统制水能力的重要参数之一。工艺流程图如图3.3.6-1。图图3.

46、3.6-13.3.8化学加药主要包括酸碱储罐、酸碱计量箱、酸碱计量泵、酸碱喷射器等设备。这部分工艺主要完成对酸碱的储存，以及对一级除盐与二级除盐提供酸和碱。 如图3.3.8-1。图3.3.8-1 3.4工业废水系统 包括工业废水、含油污水、含煤废水、生活污水等画面； 3.4.1工业废水主要包括废水池、三连箱、加药装置、爆气装置、污泥干燥装置等设备。从全厂排污管道来的废水进入废水池进行爆气，送入三连箱，加酸碱中和，加聚凝剂混凝剂进行沉淀，送入机械搅拌澄清池，上层污水送入中和池，下层污泥送入污泥干燥装置进行干燥装车运走。中和池继续加酸碱中和搅拌，上层废水进复用水池进行复用（清洁路面，煤场降温等）。

47、下层废水回废水池，循环上述过程。 工艺流程图。3.4.2含油污水主要包括油水分离装置、含油污水调节池、集油箱、污水提升泵等设备。将油水分离，污油排至污油池，水排至废水清水池重复利用。 3.4.3含煤废水包括含煤废水处理装置、煤泥干化池、含煤废水调节池、清水池等。主要将煤厂污水净化处理，达到重复利用、安全排放的目的。 3.4.4生活污水主要包括沉淀池，罗茨风机，斜板澄清器等设备。通过沉淀、爆气等工艺处理生活区产 。污水工艺流程图如图3.4.4-1。图3.4.4-14.水网系统功能要求水网控制系统根据系统的控制包含有单体，连锁，互备，组操，自动等功能。 4.1单体点动单体是控制设备的最基本要求，通

48、过采集设备的反馈，判断设备的状态，从而对单个控制设备的发手动启动和手动停止命令。4.2连锁设备连锁分泵与出口、入口阀的连锁和泵与液位、压力的连锁。 当泵与出口阀和入口阀处于连锁状态时，如果需要启动泵，则先打开泵的入口阀，然后启动泵，最后开出口阀。当停止泵时，流程是启动的反过程。 当泵与液位和压力处于连锁状态时，当达到操作员的设定值后，泵将自动启动或停止。4.3互备2台或2台以上的设备组之间的逻辑连锁为互备逻辑。互备逻辑是为了提高系统稳定运行率，配置冗余的就地设备或设备组，在主机出现故障或异常时，备机能及时正常运行，保障系统的不停机且稳定运行。 4.4组操组操是通过时序控制，对同一罐体上的多个阀

49、门以及相关泵及风机进行控制，完成相应的工艺要求。具有组操工艺的设备有过滤器、超滤、反渗透、一级除盐、二级除盐等；具体组操工艺要求一般由设计院提供。 4.5自动通过选择路经，选择设备，多级确认后，一键启动制水。制水过程中，对水质进行检测及判断，及时弹出窗口，警告操作员是否改变系统运行方式。4.6监视功能 上位软件不但能发出控制命令，且能监视各设备工作状态与参数。事故报警，还有智能语音报警，使程控得以更加准确实现。从而保证系统安全可靠的运行。 4.6.1系统工作流程、设备状态、参数通过颜色显示出系统正在工作的流程，工作设备的状态亦通过颜色表现出来，各设备的状态参数则通过具备数字，以及相应的图形（如

50、棒形图）表现出来。例：各泵电机主要设备电流，分析仪表，水箱水位，管道压力等趋势图，以及设备（如阀门）的开关位置。 4.6.2报警窗口及语音报警（根据具体功能要求制作） 在画面左下方有一报警窗口滚动的内容为最新的设备报警信息，用文字给运行人员以提示；同时辅以智能语音报警，智能语音报警事先将可能出现的报警内容录入计算机内用软件处理后，当报警状态发生时，播出以提示值班员。 4.7管理功能（根据具体要求制作） 管理功能大致包括以下三部分，报警事件记录与查询、运行设备流程等的统计，班报的自动生成。 4.7.1报警事件的记录与查询当发生的设备事故报警时，除了画面的报警窗口提供的报警外，管理软件还提供了实时

51、报警，历史报警等统计与查询报表，同时还有设备的实时趋势与历史趋势报表，供检修运行人员参考。 4.7.2运行统计运行统计包括，设备运行时间、运行参数包括运行日志、转换调度、系统规程、票据、设备缺陷、检修交待、指标等内容以实现设备定期实验、转换使用、运行超时报警闭锁等功能。 4.7.3班报的自动生成班报即运行日志，内容涵盖燃料部门的运行管理数据、主要包括“运时统计”、“流量统计”、“电量统计”三大项。以实现流程上制水量、吨水耗电量等指标的考核，及实现制水量分班计量，同时还能统计班用电量、日用电量、月用电量、年用电量等指标。5.软件要求5.1人机界面要求（上位机部分）水系统软件的人机界面具有以下功能

52、：监视功能，监视水系统中每个设备的运行状态，监视水系统中所有传感器的值，监视水系统中所有报警。设备选择功能及命令发出功能，点选设备进行单机起停；设备组操作功能，对过滤器等设备组通过组操界面进行设备组的启动、停止、设备组步序强制等操作。对水系统中的设备进行自动操作如锅炉补给水的一键制水功能和凝结水的自动运行功能。历史记录的查询工能，查询历史趋势，查询报表功能。用户界面分辨率设置如下： 21寸显示器分辨率为：1600*1200，所对应的图型标准图幅为15960*10770 19寸以下显示器分辩率为：1280*1024 ，所对应的图型标准图幅为12760*9000 22寸宽屏分辨率：1680*105

53、0 ，所对应的图型标准图幅为16760*9260 具体参见上湾锅炉补给水系统界面。 由于水系统的子系统很多，公共功能（报警、报表、趋势等）放在系统切换区 5.2界面数量及描述水系统做系统画面时要根据设计院提供的P&I图进行设计。当一副图太大，页面无法画下时按照以下表格分系统。对应的每个系统都有一个切换按钮。 水网系统画面数量要求锅炉补给水锅炉补给水总图 过滤器 超滤 反渗透一级处理 二级处理 除盐水箱 酸碱加药 循环水加药 净水站 机加池 综合水泵房 净水加药 污泥处理 工业废水 工业废水 生活污水 废水加药 污泥处理 1机凝结水（2机组按钮和1机组一样）也有可能两个机组的再生用一套1

54、机凝结水总图 #1机前置过滤器 #1机高速混床 再生系统 再生加药 机组排水槽 炉水加氨 汽水取样 炉水加联氨 水系统做系统画面时要根据设计院提供的P&I图进行设计。当一副图太大，页面无法画下时按照以下表格分系统。对应的每个系统都有一个切换按钮。5.3逻辑部分（下位程序） 下位逻辑是以梯形图及CFC语言编写而成。主要是对设备的单一控制和整体联动，实现工艺要求。同时对模拟量的数据采集反馈给上位画面显示。 5.3.1设备点的分布，IO清册的编制； 设备点的分布，关系到组态时网络变量的多少，从而影响DPU的负荷。 为保障系统负荷，同类设备应分布在同一DPU中。同时为保障系统稳定，不会因1个设备出现故障，而导致整个系统的停机和无法运行，布置在同一DPU中的同类设备应布置在不同机笼中。 化水工艺流程如图：清水泵高效过滤器活性炭过滤器阳床除碳风机中间水泵阴床混床除盐水箱。 根据化水这一时序控制工艺流程，设备本体在就地布置都比较集中，DCS控制机柜都集中在同一电子间内 同类设备应分布在相同的DPU中。有连锁关系设备应布置在同一DPU中，如2台反洗水泵、3台清水泵与4台高效过滤器应布置在同一DPU，反洗水泵和清水泵的启停取决于高效过滤器的运行步序；属于同一工艺单元也应布置在同一DPU中，从反洗水泵至活性炭过滤器属于除盐预处理过程，阳床至阴床属于一级除盐过程，混床属于二级