电厂化学设备检修复习题及答案

电厂化学设备检修复习题及答案一、水质预处理系统检修复习题1.单选题某电厂石灰软化澄清池运行三年后出现矾花细小、沉降速度下降，检修时发现第一反应室叶轮腐蚀严重，最可能诱发该故障的水质指标是（）A.原水CO₂35mg/LB.原水Cl⁻85mg/LC.原水Mg²⁺4mmol/LD.原水耗氧量2.4mg/L答案：C解析：高Mg²⁺在石灰软化中生成Mg(OH)₂胶体，黏附于叶轮，长期冲刷导致电化学腐蚀，Cl⁻虽加速腐蚀但需与Mg²⁺协同才显著。2.多选题对重力式无阀滤池进行年度大修，下列检查项目属于A类缺陷的是（）A.虹吸下降管内壁生物膜厚2mmB.滤板整体平整度偏差5mmC.虹吸辅助管口被卵石堵塞1/3面积D.滤料表面板结，D₈₀由0.65mm增至1.1mm答案：B、D解析：平整度>3mm会导致布水不均，滤料板结使过滤周期缩短50%以上，均属A类；生物膜与辅助管堵塞可通过反洗解决，属C类。3.判断改错题高速混床投运前用除盐水正洗至出水电导率≤0.1μS/cm即可转入运行，无需监测SiO₂。答案：错误，应同时满足SiO₂≤10μg/L。解析：混床出水电导率低仅说明离子泄漏少，但阴树脂再生度不足时SiO₂可高达30μg/L，直接送入主给水会加速汽轮机低压缸SiO₂沉积。4.计算题某电厂超滤装置运行三年后，在25℃、0.12MPa下测得纯水通量由120L/(m²·h)降至78L/(m²·h)，化学清洗后恢复至105L/(m²·h)。求不可逆污染指数IF及膜寿命衰减率。答案：IF=(120105)/120=12.5%；衰减率=(12078)/120=35%。解析：IF反映不可逆污染，>10%即需优化清洗配方；35%衰减率预示三年内需更换膜丝。5.简答题说明循环水弱酸树脂软化器在检修时发现树脂“结块”现象的三种化学机制，并给出对应的预防措施。答案：①铁铝沉积：原水铁>0.3mg/L时生成Fe(OH)₃胶体，包裹树脂颗粒→每季度投加NaHSO₃还原清洗；②硅结垢：循环水浓缩倍率>4.5时硅>120mg/L，形成硅酸凝胶→控制pH<8.3并投加分散剂；③有机物污染：COD>15mg/L时腐殖酸交联树脂→投加0.5%NaClO浸泡4h，温度<30℃防氧化骨架。二、离子交换除盐系统检修复习题6.单选题阳床大反洗后树脂层下降0.4m，最不可能的原因是（）A.水帽裂缝跑树脂B.树脂球磨后碎裂C.中排支管断裂D.树脂“白球”化答案：D解析：白球化使树脂密度略增，层位应上升；其余均导致树脂流失。7.多选题阴床再生时采用“碱液加热+氮气搅拌”工艺，下列参数组合可显著提高再生度的是（）A.35℃、NaOH4%、氮气0.15MPa、30minB.40℃、NaOH3%、氮气0.10MPa、45minC.45℃、NaOH2.5%、氮气0.20MPa、20minD.50℃、NaOH2%、氮气0.25MPa、25min答案：A、D解析：温度>35℃可破坏硅酸根与树脂氢键，氮气>0.15MPa可形成湍流减薄边界层，两者协同提升再生度>15%。8.案例分析题某厂混床周期制水量由12000t降至8000t，检修发现阳树脂体积减少15%，阴树脂颜色变深。实验室小试：取阳树脂50mL，用1mol/LHCl转型后测得Na⁺泄漏0.42mmol/L；取阴树脂50mL，用1mol/LNaOH转型后测得Cl⁻泄漏0.35mmol/L。判断主导失效原因并给出检修策略。答案：主导原因为阳树脂“钠型污染”，导致提前失效。策略：①卸出阳树脂，用8%NaCl+2%NaOH复合液复苏，温度35℃，流速2m/h，持续4h；②阴树脂颜色深系铁污染，用5%HCl+0.5%Na₂SO₃浸泡6h；③补充新阳树脂至设计层高1.2m；④再生剂改为碱洗酸洗交替，防止再次污染。9.计算题某阴床内径2.5m，树脂层高1.6m，工作交换容量E=450mol/m³，周期制水量要求15000m³，进水阴离子总量1.8mmol/L，求树脂理论用量并评估是否需增加30%富裕量。答案：理论用量=(1.8×15000)/450=60m³；实际装填60×1.3=78m³；床体截面积4.91m²，可装4.91×1.6=7.86m³，远小于78m³，故需并联增加9台同规格阴床或改用双室浮床。解析：计算表明单台无法满足，需系统级改造。10.论述题阐述“分层失败”对混床出水电导率与SiO₂泄漏的耦合影响，并给出检修后快速判断分层成功的现场试验方法。答案：分层失败导致阴阳树脂交叉污染，再生时酸液接触阴树脂生成Cl⁻型，碱液接触阳树脂生成Na⁺型，投运后迅速释放Na⁺+Cl⁻，电导率飙升；同时阴树脂再生度下降，SiO₂泄漏可增至50μg/L以上。现场试验：①反洗分层后立即取样，用比重1.18的NaNO₃溶液做浮选，阳树脂下沉、阴树脂悬浮，界面清晰<5cm为合格；②快速柱法：取10mL混合树脂装入φ15mm玻璃柱，用除盐水冲洗，测出水电导率<0.2μS/L且SiO₂<5μg/L即分层成功。三、膜法深度处理系统检修复习题11.单选题RO系统二段压差由0.28MPa升至0.45MPa，产水量下降12%，最优先的检修步骤是（）A.更换保安过滤器滤芯B.投加非氧化性杀菌剂C.二段化学清洗D.检查段间增压泵答案：C解析：二段压差升高典型为无机结垢或生物污染，清洗最直接；泵故障通常伴随一段压差异常。12.多选题下列关于EDR（频繁倒极电渗析）检修后初次投运的做法，正确的是（）A.先升电压至额定值再通水B.通水阶段保持极水压力高于浓淡水0.05MPaC.倒极周期设为15min连续运行48hD.极水Cl⁻控制在250mg/L以内答案：B、C、D解析：A错误，空膜升压会击穿膜片；极水压力高防止极室酸水向淡水室扩散；倒极周期15min可抑制极化结垢；极水Cl⁻高会腐蚀电极。13.判断改错题RO膜元件清洗后，若产水电导率恢复率>95%即可认为清洗彻底，无需关注压差变化。答案：错误，还需关注压差恢复率≥90%。解析：压差高说明污染层未完全去除，72h内压差将快速反弹，导致频繁清洗。14.计算题某电厂RO装置共120支BW30400膜，排列18:12，设计回收率75%。检修后发现实际回收率仅68%，产水量下降8%。测得进水流量Qf=150m³/h，浓水流量Qc=48m³/h，求进水压力需提高多少才能恢复75%回收率，假设膜通量线性正比于净驱动压力且温度恒定。答案：目标回收率75%，则Qc'=0.25Qf'=Qf'150×0.75→Qf'=180m³/h；原净驱动压力NDP₁=ΔPπ，现需增加ΔP使通量提升(180150)/150=20%，故ΔP需提高20%。若原进水压力1.4MPa，则需提高至1.68MPa。解析：回收率下降多因一段结垢，提高压力可补偿，但长期应清洗。15.简答题列举NF膜在电厂循环水排污水回用中的三种污染类型，并给出对应的化学清洗配方与温度控制。答案：①有机物生物污染：0.1%NaOH+0.5%Na₂EDTA，35℃，pH11.5，循环60min；②硅垢：0.2%HF+0.1%HCl，25℃，pH2，循环30min，后快速冲洗防膜水解；③硫酸钙：1.0%柠檬酸+0.2%Na₄EDTA，40℃，pH3.5，循环90min，辅以0.1MPa低压力浸泡。四、凝结水精处理系统检修复习题16.单选题某机组高速混床运行压差由0.18MPa突升至0.35MPa，在线铁表由5μg/L升至60μg/L，最可能的突发故障是（）A.树脂碎片堵塞水帽B.前置过滤器击穿C.再生用碱液含铁高D.凝汽器钛管泄漏答案：B解析：前置过滤器失效导致铁腐蚀产物直接进入混床，压差瞬间升高；凝汽器泄漏铁上升但压差缓慢增加。17.多选题下列关于粉末树脂覆盖过滤器（Powdex）检修后的预涂工序，正确的是（）A.预涂浆液浓度8%B.预涂流速5m/hC.阳阴树脂质量比2:1D.预涂结束后静压30min答案：B、C、D解析：浓度8%过高，易结块，一般0.8%；其余正确。18.案例分析题某厂350MW机组投运两年后，精处理混床周期制水量由80000t降至45000t，检修发现树脂表面有黑色磁性颗粒，磁性分离后重量占树脂总量3.2%。XRD检测为Fe₃O₄。给出磁性颗粒来源及复苏方案。答案：来源：低压缸叶片腐蚀产物+凝汽器空抽区汽侧氧腐蚀，随凝结水进入。复苏：①卸出树脂，用湿式磁选机分离Fe₃O₄，磁场强度0.8T，回收率>95%；②用5%HCl+0.3%缓蚀剂浸泡4h，温度30℃，溶解残余铁；③补充新树脂至设计层高；④优化给水氧含量<5μg/L，加氨调pH9.2~9.4，减缓腐蚀。19.计算题某高速混床直径2.8m，树脂层高1.0m，运行流速120m/h，进水Na⁺8μg/L，要求出水Na⁺≤1μg/L，阳树脂工作交换容量E=850mol/m³，求理论运行时间（小时）。答案：截面积6.16m²，树脂体积6.16m³，总交换量=850×6.16=5236mol；进水Na⁺8μg/L=0.348×10⁻³mol/m³；流量=120×6.16=739.2m³/h；运行时间=5236/(0.348×10⁻³×739.2)=20360h≈848d。解析：实际因再生度、流速分布不均，取0.3~0.5安全系数，约300d需再生。20.论述题说明“铵型混床”在空冷机组与湿冷机组凝结水精处理中的差异化检修策略，并给出树脂复苏终点判断指标。答案：空冷机组凝结水含NH₃高（300~600μg/L），树脂易转为铵型，运行pH9.6~9.8，导致阴树脂硅泄漏增加，检修重点：①每季度用高温（45℃）碱液再生，提高硅洗脱率；②阴树脂补充10%大孔树脂抗污染。湿冷机组NH₃低，重点除盐，检修侧重阳树脂钠泄漏。复苏终点：阳树脂用0.5mol/LNaCl淋洗，出水电导率≤5μS/cm且Na⁺泄漏<50μg/L；阴树脂用0.5mol/LNa₂SO₄淋洗，SiO₂泄漏<100μg/L，即认为复苏完成。五、冷却水系统与药剂检修21.单选题某电厂循环水采用加酸+阻垢剂方案，检修时发现冷却塔填料局部塌陷，表面覆盖白色硬垢，经化学分析CaO54%、P₂O₅1.2%，判断垢型为（）A.CaCO₃B.Ca₃(PO₄)₂C.CaSO₄D.MgSiO₃答案：A解析：CaO高、P低，典型碳酸钙垢；PO₄³⁻低说明阻垢剂未充分吸附。22.多选题下列关于循环水生物粘泥剥离清洗的操作，正确的是（）A.投加次氯酸钠维持余氯1.5mg/L，持续6hB.投加非氧化杀菌剂异噻唑啉酮100mg/L，循环8hC.清洗时关闭排污，浓缩倍率控制在3.5D.清洗后大排大补，置换至余氯<0.2mg/L答案：B、D解析：高余氯1.5mg/L会腐蚀不锈钢，应≤0.5mg/L；关闭排污导致剥离粘泥再沉积，应微排。23.判断改错题循环水加锌盐缓蚀剂时，pH必须控制在6.5~7.0，否则锌离子会大量沉淀为Zn(OH)₂。答案：错误，应控制pH7.5~8.3，利用Zn²⁺与OH⁻生成保护膜，pH<7缓蚀效果差。解析：Zn(OH)₂溶度积Ksp=3×10⁻¹⁷，pH8时[Zn²⁺]≈3mg/L，仍可提供缓蚀。24.计算题某循环水系统容积5000m³，浓缩倍率4.0，计划进行低pH清洗除垢，目标pH5.0，缓冲计算得需加98%H₂SO₄2.1t。若改用30%HCl，求所需质量（吨）。答案：H₂SO₄摩尔数=2100×0.98/98=21kmol；HCl需同摩尔，质量=21×36.5/0.3=2555kg≈2.56t。解析：HCl分子量小，需更多质量，且需考虑Cl⁻对不锈钢点蚀风险。25.简答题说明循环水系统检修后首次预膜处理的四步流程，并给出各步监测指标。答案：①清洗：投加分散剂+表面活性剂，浊度<10NTU为终点；②预膜：投加800mg/L聚磷+100mg/LZn²⁺，pH6.5，时间48h，总磷维持>60mg/L；③置换：排污至总磷<5mg/L，浊度<5NTU；④正常运行：投加低磷阻垢剂，总磷3~5mg/L，pH8.0~8.5，电导率<2000μS/cm。六、化学仪表与自动加药系统检修26.单选题某在线pH计检修后校准，两点缓冲液6.86与9.18，斜率显示95%，则电极状态为（）A.良好B.轻度老化C.严重老化D.已损坏答案：B解析：新电极斜率≥98%，90~97%为轻度老化，可继续使用但需缩短校准周期。27.多选题下列关于在线硅表检修后验证的做法，正确的是（）A.用10μg/L标准液连续测定6次，RSD<2%B.零点校准用无硅水，漂移<±1μg/LC.更换蠕动泵管后做量程校准D.钼蓝法显色时间设为5min答案：A、B、C解析：显色时间应10min，5min反应不完全。28.判断改错题在线联氨表采用原电池法，检修后更换透气膜即可，无需更换电解液。答案：错误，需同时更换电解液，防止膜内KCl结晶影响扩散。解析：透气膜与电解液同时更换，确保斜率恢复。29.计算题某加氨泵为隔膜计量泵，最大流量40L/h，冲程长度可调0~100%，现需将给水pH由8.8提至9.2，计算得需加25%氨水12L/h，求冲程长度设定值。答案：冲程=12/40=30%。解析：线性关系，直接比例设定。30.论述题阐述“基于模型预测控制（MPC）”的加药系统在检修后参数自整定的五步流程，并给出收敛判据。答案：①离线阶跃测试：向系统注入±5%加药量，记录电导率响应曲线，获取增益K、时间常数T、滞后τ；②建立一阶+滞后模型，采样周期30s；③设计MPC代价函数，权重矩阵Q=1、R=0.1；④在线滚动优化，预测时域P=20，控制时域M=5；⑤收敛判据：连续24h实际电导率与设定值偏差<±1μS/cm，加药阀位波动<±2%，即认为自整定完成。七、废水处理与环保系统检修31.单选题脱硫废水三联箱检修后，投运时石灰乳加药泵流量正常但出水pH仅6.5，最可能故障是（）A.石灰乳管道堵塞B.pH电极虚报C.石灰乳有效Ca(OH)₂含量低D.废水F⁻突增答案：C解析：石灰乳长期存放生成CaCO₃沉淀，有效含量下降，需重新配制。32.多选题下列关于零排放蒸发器MVR系统检修后试运行的做法，正确的是（）A.先通蒸汽再启动压缩机B.强制循环泵电流波动<±5%C.出盐含水率<5%D.冷凝液TDS<50mg/L答案：B、C、D解析：MVR先启动压缩机建立真空，再通废水，防冲击。33.判断改错题废水处理阳床再生废液含大量重金属，可直接排入中和池统一处理。答案：错误，需先经硫化钠沉淀+絮凝，单独处理至重金属达标。解析：再生废液Cd²⁺、Pb²⁺浓度高，直接中和无法达标。34.计算题某脱硫废水30m³/h，含固量3%，拟用板框压滤机脱水至含固率40%，求滤饼产量（t/d）及滤液量。答案：干固体=30×0.03=0.9t/h；滤饼=0.9/0.4=2.25t/h=54t/d；滤液=302.25=27.75m³/h。解析：质量守恒，直接计算。35.简答题列举高盐废水RO浓缩液检修后二次污染的三种风险，并给出对应控制措施。答案：①结晶盐结块：离心机后流化床干燥，温度<105℃；②有机污染物挥发：冷凝器后加活性炭吸附，确保VOC<20mg/m³；③重金属溶出：盐饼掺加5%水泥+2%螯合剂，固化后浸出毒性<0.1mg/L。八、综合故障诊断与检修管理36.单选题某电厂化学检修后启动，发现精处理混床出水Na⁺20μg/L突升