电厂锅炉补给水和凝结水处理工艺设计

某电厂锅炉补给水和凝结水处理工艺设计

1.课程设计任务

1.1课程设计目的

通过本课程设计，熟悉并掌握电厂给水处理工程设计所涉及的内容、

原理及方法，为此，本设计需要达到如下目的：

(1)具备收集设计基础资料、分析资料和自我学习的能力；

(2)具备系统选择的能力；

(3)具备处理构筑选型和计算的能力；

(4)具备总平面布置和高程布置的初步能力；

(5)具备编写设计计算说明书的初步能力。

1.2课程设计内容

针对给定水质全分析资料、锅炉和汽机的有关参数以及所耍达到的水

质要求，确定补给水处理系统、凝结水精处理系统，并分别进行各种主、

辅设备的选型、计算，绘制补给水处理系统图、平面布置图、凝结水精处

理系统图及酸碱系统图等系列图纸。

1.3课程设计要求

(1)机组形式和装机容量为2*300MW,锅炉为亚临界压力自然循环汽包

炉，额定蒸发量：1000吨/时。

(2)汽水损失：

正常运行时汽水损失及事故状况下汽水战失按规定取值；

轴承冷却水系统补充水10吨/时；

吹灰及点火燃汕系统汽水损失10吨/时；

化学及暖通用汽10吨/时。

(3)水质分析数据

表1水质分析数据

水质指标单位数值水质指标单位数值

pH值——7.17Na+mg/L2.7

悬浮固体mg/L48.3HC03mg/L65.88

含盐量mg/L138SOJmg/L17.9

总硬度mmol/L1.82CImg/L14.8

mg/L

全碱度mmol/L1.08游离co24.84

Ca2+mg/L27.4(COD)Mnmg/L1.4

Mg2+mg/L5.4活性Si。？mg/L6.8

2.水质分析资料的校核

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，所以水质资料的正确与否，直接关系到设计结果

是否可靠。为了确保水质资料准确无误，必须在设计开始之前，对水质资

料进行必耍的校核。校核.就是根据水质各分析项目之间的关系。验证其

数据的可靠性。

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

校核式对数据进行核对，保证数据不出出错：技术性校核式根据天然水中

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。

2.1阴阳离子含量的校核

根据电离平衡原理，水中各种阴离子单位电荷的综合必须等于各种阳

离子的各种离子总和。

即EKRA

阳离子单位电荷总和为:

27.45.42.7

+-^―^―+■=\.93niniol/L

20.0412.1622.9920.0412.1622.99

阴离子单位电荷总和为:

HCO;so；-cr空叫吗里

61.0248.0435.4561.0248.0335.45

卜-不1.87-1.93

b=xlOO%==1.6%

1.87+1.93

6=1.6%<2.0%所以阴阳离子含量的审查通过。

2.2含盐量与溶解固体的校核

XA'-HCO3+SO4-+C1-

=65.88+17.9+14.8=98.58mg/L

SK,=Ca2++Mg2++Na+=27.4+5.4+2.7=35.5mg/L

ZA1------水中除溶解硅酸根外的所有阴离子之和，mg/L;

ZK-―-水中除铁、铝之外的所有阳离子之和，mg/Lo

一般溶解固体（RG）的含量可以代表水中的总含盐量，但由于溶解固

体（RG）的测试方法所得结果是分离了悬浮物的滤液蒸发、干燥所得残渣，

并不能完全代表总含盐量，因此，用溶解固形物来校核总含盐量，需做如

下校正。

（1）碳酸氢根浓度的校正

在溶解固体的测定过程中发生下面反应：

2HCO3-CO3-+CO2个+H2O个

由于HCO3变成CO3一和H2O挥发损失，损失量为

CO^H,O_62I

IHCOC_122"2

（2）其他部分校正

实际测得的溶解固体除包括含水中阴阳离子浓度的总和外，还包括胶

体硅、铁铝氧化物、水溶性有机物等，即

RG=（Si。J个+R8+Z有机物+HCO；

所以（RG）校=&。-（夕。?）个-&。3-2行机物+」〃。°；

(RG)校二EK'+ZA'=98.58+35.5=134.08mg/L

134.08-138

6=X100%=2.8%

138

6=2.8%<5,0*所以含盐量和溶解固体的校核符合。

2.3pH的校核

实测的pH值可能存在一些误差，因此利用水中的HCOj和CO,浓度,

依据碳酸平衡关系，计算水的理论pH值pH,借此检查实测的pH值的准

确性。要求其误差6为

A]pH-pH'区0.2

对于pH<8.3的水样，pH'可按下式计算：

pH'=6.37+Igc(HCO3)-1CO2]

=6.37+1gl.08+IgO.11=7.36

所以3=\pH-pH'=l7.17-7.36\=0.19<0.2

校正符合要求。

2.4硬度和碱度关系的校核

硬度校核

2745.4

=Immol/L

20.0412.16

碱度校核

65.88

A=[HCO；]==1

6102

硬度及碱度均与表中所给数据符合。

3.补给水水量的确定

已知资料：

(1)机组形式和装机容量为2*300'%锅炉为亚临界压力自然循环汽包

炉，额定蒸发量：1000吨/时;

(2)汽水损失：正常运行时汽水损失及事故状况下汽水损失按规定取值；

轴承冷却水系统补充水10吨/时;吹灰及点火燃油系统汽水损失10吨/时;

化学及暖通用汽10吨/时。

设计机组对补给水水量的要求，除了要能满足正常补给水量外，还要

在非正常情况下，也能提供足够的合格补给水量。非正常情况是指机组启

动或是事故状况下对水量的增加需要。具体的说，设计的补给水水量应满

足下列诸方面需要。

3.1汽水损失

(1)正常运行时汽水损失Di

这部分损失不包括排污及生产和非生产用汽，对于200MW以上的机

组，为锅炉最大连续蒸发量的1.5%。

D〔=n«Dx1.5%=2x1OOOx1.5%=3O吨/时

(2)考虑机组启动或事故而要增加的水处理设备出力D2

对于100MW及以上机组，为全广最大一台锅炉连续蒸发量的6乳所

以

D2=DX1.5%=1000x6%=60吨/时

(3)其他用汽损失D3

这部分损失包括生产和非生产用汽，如锅炉点火及燃油系统用汽、吹

灰系统用汽、化学及暖通用汽、生活用汽等。轴承冷却水系统补充水吨

/时；吹灰及点火燃油系统汽水损失10吨/时；化学及暖通用汽10吨/时。

所以D3=10+10+10=30吨/时

(4)闭式热网损失D4

经过论证，如果这部分水需要由化学补给水系统提供的话，那么其正

常补给水量按热网水量的1%〜2%考虑，或根据需要取值。该数据包括启

动等非正常情况的需要、但正常与非正常损失之和不得小于20吨/时。

吨/时

D4=DX2%=IOOOX2%=20

(5)锅炉排污损失D,

不论正常与非正常情况，排污率P均按规定的最大值取值，此时排污

量为

Dp=nDP%=2x1OOOx1%=20吨/时

3.2补给水水量的计算

化学补给水处理设备的正常供水量Q'为

Q'=Di+&+Dp

=30+30+20+20=100吨/时

化学补给水处理设备的最大供水量Qmax为

Qmax=Di+D2+D3+D4+Dp

=30+60+30+20+20=160吨/时

向给水系统正常补充的补给水量Qw为

Qw=D:+D3+Dp

=30+30+20=80吨/时

正常情况下锅炉给水系统补水率a%为

(I%=—^―x100%=———x100%=7.8%

*D+Dp1000+20

4.水处理系统选择

水处理系统的选择是非常重要的，因为系统选择的好坏，直接关系到

以后运行的安全性和经济性。因此，应当根据锅炉型式、蒸汽参数、减温

方式、原水水质等因素，并考虑技术、经济两方面因素对系统进行综合比

较，选择合理的水处理系统。

4.1离子交换系统的选择

4.1.1系统选择

(1)根据锅炉参数选择系统

对于本设计的锅炉，即亚临界汽包锅炉，它们对炉水和给水水质要求

很高，必须采用一级复床除盐加混床系统；某些情况下，可以采用简化的

一级复床除盐加混床系统、二级复床除盐和二级复床加混床系统。

(2)根据锅炉减温方式选择系统

采用混合式减温，减温灵活度比较大，对减温水水质要求很严，特别

是SiO2,其含量宜在20」g/L以下，所以补给水必须是除盐水或蒸储水,

水处理系统也应该是相应的除盐系统。

(3)根据离子交换设备进水水质选择系统

本组水质总盐含量较小，总阳离子含量小于夕5mmol/L,强酸阴离子

含量小于2~3mmol/L,可以采用强型树脂的一级复床除盐系统或一级复床

除盐加混床系统

综合考虑，为了保证热力设备对水质的要求，并在经济上合理，选用

一级复床除盐加混床系统。

4.1.2床型选择和礴脂选择

(1)床型选择

床型不同，其运行方式也不同，为了克服顺流式固定床的再生剂量大，

出水水质差，浮动床的需要体外擦洗设备，设备复杂，树脂损耗大，不以

低流速及间断运行等缺点，采用逆流再生固定床。其运行时水流从上往下，

而再生液是从下向上通过树脂层，再生剂量省，而出水水质好，废液排放

少，但设备构造和运行比较复杂。

(2)树脂选择

凝胶型树脂比大孔型树脂价格便宜，货源充足，一般情况下首先考虑

选用凝胶型树脂。本组给定水源水质较好，阴阳离子总含量较低，有机物

及氧化物含量均较小，对树脂没有特殊要求。所以，选用凝胶型树脂。

4.2预处理系统和预脱盐系统选择

4.2.1预处理系统选择

(1)本组以地表水作水源，水中悬浮物含量为48.3mg/L,接近50mg/L用

混凝澄清过滤。如果水在某些时候含砂量或悬浮物含量较高，影响混凝澄

清处理时，则要设置预沉淀设施。因悬浮物含量不高，为保证悬浮物的去

除直接用混凝澄清过滤。

(2)混凝剂的选择

目前在水处理中，多采用聚合硫酸铁，它是一种棕红色粘稠液体，相

对密度1.45~1.50,碱化度在设计中水处理的混凝剂选择聚合硫

酸铁。

聚合硫酸铁的优点：

①适用范围广。适应原水浊度变化范围(60~225mg/L)比较宽。

②对原水中溶解性铁去除率高，设备正常运行时，不会发生混凝剂本

身铁离子后移现象，且药剂用量少。

③与铝相比，铁盐生成的絮凝状物密度大，沉降速度快，最优pH值范

围比铝盐宽。受温度影响比铝盐小。

④运行一旦不正常，用铁盐处理的出水中的铁离子会使水带色。铁盐

和吕盐联合使用，有利于处理低温水。

4.2.2预脱盐系统

预脱盐装置在水处理系统中一般安置于预处理装置和离子交换器之

间，对水进行部分脱盐，这样可减轻离子交换器装置的负担。预脱盐装置

一般用于原水含盐量较高的场合，本组含盐量为138mg/L,所以不用进行

预脱盐处理。

4.3凝结水处理系统选择

亚临界参数的汽包锅炉供汽机组，每台机组宜装设一套能处理全部凝

结水的处理装置(即处理量为100%)。

凝结水处理的目的是为了去除系统的腐蚀产物和由凝汽器泄露而带入

的盐类。凝结水处理系统原则上由三部分组成‘：前置过滤器一一除盐装置

一一后置过滤器。设计中采用覆盖过滤器加体外再生高速混床。

选用凝结水系统的问题说明：

(1)既要考虑满足要求，又要考虑设备少，投资省，对于亚临界汽包锅

炉，选用了前置过滤器。

(2)混床中树脂比例的选用：氨化混床阳阴树脂比一般为1:1。

(3)后置过滤器--般采用树脂捕捉器，用于去除碎树脂。

(4)混床树脂用大孔型树脂。

(5)凝结水处理系统上要有足够的旁路管道及旁门阀门，以保证在任何

情况下都能送出足够的凝结水，不会影响机炉的运行需要。如当凝结水处

理装置运行中压差升高、流量减小时，就要依靠其系统的旁路管道及刍动

调节的旁路阀门，调节供出的凝结水量。

5.水处理系统工艺计算

补给水处理系统的工艺计算，一般顺序是由后向前逐级进行，即先计

算混床，在计算阴床、除CO?器、阳床、活性炭床、过滤设备、澄清设备。

采用这样的计算顺序原因有两方面：一是根据锅炉类型确定的补给水水质

和水量是指补给水处理系统最后一级出水；二是因为补给水处理系统各级

都是自用水，自用水量要由前一级设备提供。不计算后一级，前一级就无

法计算。

每一级设备的工艺计算顺序是：计算需要的出力，根据出力和允许流

速选择设备规格和台数，核算运行周期，再计算自用水量及药剂消耗。

补给水处理系统的工艺计算及设备选择一般有如下原则：

(1)水处理系统设计出力(设备最大供水量)，应能满足发电厂正常汽

水损失和因机组启动或事故而需增加的汽水损失之和，各种药品耗量则按

正常供水量计算。

(2)设计水质是采用有代表性的年平均水质进行工艺计算，再以年最差

水质对系统设备台数和运行周期进行校核，要保证在最不利的条件下，设

计的系统也能满足发电厂正常生产的要求。

(3)澄清池(器)设计不宜少于两台，对凝汽式电厂当有一台检修时，

其余的澄清池应能保证正常供水量(不考虑启动用水)。对热电厂澄清池检

修可考虑在机组低负荷时进行。若澄清池只用于短期悬浮物含量高的季节

性处理时，可只设一台，但应有旁路及接触混凝设施。

(4)过滤器(池)设计不应少于两台，当有一台检修时，其余过滤器应

能在正常供水量时滤速不超过规定值的上限。每昼夜每台反洗次数宜按广2

次安排。

(5)一级除盐的各类离子交换器设计台数不宜少于两台，其计算出力应

包括系统中自用水量。正常再生次数宜按每台每昼夜1~2次考虑。当采用

程序控制时，可按2~3次考虑。

除盐设备可不设检修备用，当一台检修时，其余设备应能满足全厂正

常补给水量的需要。再生时需要的水量，对凝汽式电厂，可由除盐水箱贮

存，因此设备处理要包括再生时需要的供水量；对向外供热的电厂，当水

处理设备出力较小时，可同凝汽式电厂一样设置足够容积的除盐水箱贮存

再生时需要水量，当水处理设备处理较大时，应设置再生备用设备。

5.1补给水处理系统出力的计算

自用水部分集中供水时，a=1.2

系统正常供水量0〃=方=为XlOOx1.2=144加/力

系统最大供水量

3

Qmax=Q,+D2=144+60=204m/h5.2体内再生

混床处理的计算

(1)总工作面积

取混床的流速v=50m/h(一般v=40~60m/h)

正常A.=^-=—=2.88m2

v50

O204.

最大=芸=408小

v50

(2)选择混床台数

表2XS系列阴阳混合离子交换器规格

出水量重量

规格滤速(M/H)材质高度(MM)

W/H)(MM)

<1)5009.850A3衬胶3880900

n

<1)60014/p>

B

675012.55039501250

*

<l)80025/p>

a

6100039.35041251600

•

4)1500885048803510

n

(b20001575056006280

由25002455056509020

取混床的直径d=2000mm=2m

A,4A4x2.88八e

正常M—=―n=------r=0.92,取I台

Aml23.14x2?

最大〃：=殍=今-卷黑=13°'取2台

此时，nM汕4+1,满足设计耍求，故采用2台直径为2m,高度为5.6m

的混床。

(3)校验实际运行流速

c二4a

-----*—=45.86〃"人

正常2M

A”/'ndnH3.14x2-x|

校正结果在允许范围40~60m/h内。

0a40a上204—,32.48〃.

最大I'nux

AA%M/“max”3.14X22X2

(4)混床内树脂体积的计算

选用的规格为62000的混床，其树脂总高为2m,根据阴阳树脂的工

作容量之比1:2,得hRc=0.67m;hR=l.33m

所以

2:

阳树脂VRC=A,hRC=-X^//KC=lx^2xO.67=2.10m7u

nvlnv4.Ai44•

阴树脂VM=AJIRA=LXM5八=-x^2:xL33=4.l8,n7fr

(5)混床周期制水时间

(匕j+V心)x8000_(2.10+4.18)x8000

T==348.9力

Q.144

4I

(6)再生时用酸量

100%酸：m=VRc8=2.10x75=157.5kgg取75kg/m3

11…100

工业酸：—=157.5x---=508.06依工业酸浓度：取31%

£31

1-100

再生酸液:tnar=%-=157.5x——=315(也再生液浓度c取5%

5

J—二3150-508.06=26W

稀释用水:v

KXX)l(XX)

进酸时间:

取\?a=5m/h,p=1.025g/cm

6°〃。,60x3150

=11.7412min

KXXM.^pKXX)x3.14x5xl.025

(7)再生时用碱帚

100%碱:m=VRA8=4.18x70=292.6kgg取70kg/m；

工业碱:mti=////t—=292.6x---=943.87A8工业碱浓度£取31%

£31

叫，=叫工=292.6x—=7315^

再生碱液:再生液浓度c取4%

c4

见,一7315-943.87

稀释用水:匕=6.37，〃

10001000

进碱时间:

取\，5=5m/h,p=I.Og/cm3

60〃%60x7315

=28.0min

IOOOARO1000x3.14x5x1.0

(8)再生时自用水量的计算

反洗用水:

反洗流速v取1Om/h,反洗时间取15min

uAj10x3.14x15

=7.85，〃

6()

置换用水:

置换时水的比耗a取2m3/n?

Va=(VRc+VRA)a=(2.10+4.18)x2=12.56m3

正洗用水：

阳、阴树脂正洗水比耗分别为aWnF,a=12m3/"

V=VRcac+VRAao=2.10x6+4.18x12=62.76m3

部分集中供应自用水：

V2=V,+Va+Va+V=6.37+2.64+12.56+7.85=29.42

m3总用水：

3

Vi=V,+Vo+V5+V5+V=62.76+6.37+2.64+12.56+7.85=92.18m

(9)再生用压缩空气量

取树脂混合用压缩空气比耗g=2.4m3.(n12.min),混合时间

t=0.8min,压缩空气压力0.1〜0.15MPa

VM=qA,t=2.4x3.14x0.8=6.03m3

(10)每天耗工业酸量

=24X—=24X&2";O.O35.

looor1000x348.9

(11)每天耗工业碱量

以现L0.0651

"产=24X^^-=24X

100071000x348.9

(12)年耗酸量

“7000八…7000

w，x------=0.035x-------=10.2U

0002424

(13)年耗碱量

M“7000_7(X)()，

=m、x-------=0n.0n6A5x---------=118Q.9n6/

“'2424

(14)每小时自用水量

由前级提供自用水：匕"=9；"=鬻xl=。，⑹

〃

集中供应自用水：匕"==V〃"“=丝29上42乂1=0.084/

•T348.9

总自用水：匕"=力〃/=%曳x1=0.2641

'T"348.9

5.3强碱阴交换器的计算

(1)阴床设计出力

Q,A=Qn+V,M=144+0.264=144.264t/h

QmxA=Qmx+v,M=204+0.264=204.264t/h

(2)总工作面积

阴离子交换器中流速v取25m/h,一般为20〜30m/h

。八144.264―，

A=^-=----------=5.17nr

n“"25

咄=*=8」而

nut—u

u25

(3)选择阴交换器运行的台数

表3XS系列阴离子交换器规格

规格出水量设备高度(mm)设备重量(kg)

4)5004.93860580

4)60074080980

67509.7543401250

080012.546501500

<t)100019.654311835

(1)15004458503180

4)200078.561304630

4)250012269008168

“3000176716012300

注：滤速：25米/时；出水量单位：立方米/时材质：A3衬胶

选取规格为“2000mm的阴离子交换器

儿4〃二444x5.77

=1.84,取2台

一了一萨-3.14x4

4献_4Az4x8.17

=2.60,取3台

4加2-3.14x4

此时，nAx加A+l,满足设计要求，故采用3台直径为2m,高度为

6.13m的阴离子交换器。

(4)校验实际运行流速

144.264

=22.97，〃/〃

3.14x2

204.264

=21.68m/力

3.14x3

此时v,在20〜30m/h范围内，实际流速没有超过规定值，设计符合要

求。

(5)进水中阴离子含量

强酸阴离子

由混凝剂带入的强酸阴离子量DN=0.35mmol/L

工人二夕0广+。广+2

+0.35=\A4mniol/L

48.0335.45

弱酸阴离子

▽4CO、SiO,=_1+竺=O.227〃“〃R/L

乙”44604460

总阴离子

»1关/,+»1=1.14+0.227=1.367mmol/L

⑹每台阴床内树脂的体积

VRA=AixhRA=3.14x2=6.28m3

⑺正常出力时周期制水时间

取EA=300mol/m3,一般范围为250〜300moi/n?

_6.28x300

'144.264।V"

-^xL367

(8)正常出力时每台每昼夜再生次数

2474

/?=—=—=1.3,取2次

T19.1

⑼每台再生时用碱量

gA范围60〜65g/mol,取gA=60g/mol

再生碱液流速vW5m/h,取v=5m/h

100%碱:

%拉.以

_6.28x300x60依/（台•次）

Hla--一=113.04

“1000KMX）

qik碱：

m>pl=H3.04x—=364.65kg/（台•次）工业碱浓度四乂31%

再生碱液:

1l（X）

阳〃=Ull73A.044x-j-2826依/(台•次)，再生液浓度c取4%

c4

饵.，一〃12826-364.65

稀祥川水：V,==2.46/n

10001000

进可婀间:

再生碱液浓度为4%时,其密度取p=1.Og/cm3

60/凡,60x2826

=10.8min

1000A卬1000x3.14x5x1.0

(10)每台再生用水量

小反洗用水：

反洗水流速V范围5、1Om/h,取v=8m/h,反洗时间15min

vA^t8x3.14x15

=6.28/H

6060

置换用水：

置换水流速区5m/h,取v=5m/h,置换时间t=30min

也=5x3.14x30=785/

6060

小正洗用水：

小正洗水流速v范围7~10m/h,取v=8m/h,反洗时间t范围5~10,取t=10min

uAj_8x3.14x10

=4.I9//I'

"60--60-

正洗用水：

阴树脂正洗水比耗a为1、3m3/m3,®Ca=2m3/m3

V,=VRAaA=6.28x2=12.56m3

集中供应自用水：

V2=V+Va+V6=2.46+7.85+6.28=16.59

n13总用水：

3

V,=V,+V6+Va+V+V=2.64+6.28+7.85+4.19+12.56=33.52m

(11)每台再生用压缩空气量

逆流再生顶用压缩空气量q为0.2~0.3m3/(m2>min),

取g=0.2m3.(m2.min),压缩空气压力0.03~0.05MPa

VM=qAit=0.2x3.14xl0.8=6.78m3

(12)每天耗碱量

364.65x2x2.

------=-----------=1.46/

4l(KX)l()(X)

(13)年耗碱量

X—=1.46X—=425.83/(以年7000h计)

“'2424

(14)每小时自用水量

由前级提供自用水：

口必+%冰〃？(12.56+4.19)x2x2

V,=----------------------=-----------------=Z./V/

由集中供应自用水：V/二笔^=16.5：;2x2=2Th

2424

A33S2x)x2

总自用水：匕，▲=V*R生n=32丝式£=5.59I

2424

5.4除碳器的计算

表4除CO?器设备规格

产水填料高度设备总高设备重量

型号规格配用风机型号

(m3/h)(nm)(nm)(kg)

16.8

GTF-604)6004-72-11N03250044101785

30.0

GTE-804)8004-72-11N03250044242836

4)100046.85770

GTF-1004-72-11N03.637003165

4)120067.85986

GTF-1204-72-11N03.637004814

GTF-1504)15001064-72-11N04370060816855

GTF-1804)18001524-72-11NO4370061749073

GTF-200<|>20001874-72-11N043700623411690

GTF-250(1)25002934-72-11N04.53700640717030

注：1、设计进水C02含量为330mg/l,当进水C02含量大于或小于3300mg/l时，塔

高可增减，填料层也相应增减。

(1).除碳器设备出力

正常出力:

QD=QA+V,八二144.264+5.59=149.854m3/h

最大出力：

Qmax=QmaxA+V,A=204.264+5.59=209.854m3/h

(2).除碳器的台数选择

对单元制系统，每套系统设除碳器1台，则水处理系统中除碳器

总台数为：正常出力时台数n”二nA,最大出力时台数nmx二Ma

所以nD=nA=2nmx=nmax=3

每台出力为

ri2

Qnmax=75x3=225m3/h>QmaxD=209.854m3/h

满足QnDxK)mD,符合要求。

(3).检验除碳器的喷淋密度

根据除碳器出力选用型号为GTF—150,(pl500mm的大气除碳器,

配用风机型号为4-72T1NO4。

q<60m3/(m2-h),符合要求。

=42.5m'!(m'•h]

式中q——喷淋密度，对大气式除碳器应小于或等于60m3/(m2.h);

A1——选择的除碳器截面积，m2

d——选择的除碳器的直径，m

(4).除碳器进出水中二氧化碳的计算

进水中的二氧化碳：

C,=44|//CO/|+22||cOfJ+44ICOJ

=44x”身+4.84=52.34用火IL

61.02

式中——阳床进水中相应物质的浓度，mmol/L

一

[co2]一一阳床进水中二氧化碳的浓度，mg/L,其值可由下式估

算

(5).大气式除碳器的设备计算

根据进水中CD2含量进水水温，选取25X25X3拉西瓷环的除CO2

器，在表中获得填料高度。

表5大气式除CO?器的填料高度(m)

进水温进水中C02含量(mg/L)

度(℃)

67114165222287360443

152.53.153.154.04.04.04.0

202.02.53.153.153.154.04.0

252.02.52.53.153.153.153.15

301.62.02.52.52.53.153.15

351.62.02.02.52.52.52.5

401.61.62.02.02.02.52.5

出水中的二氧化碳含量为3~5mg/L

所需的解析面积A及填料高度H:

Ac=—―x105=——5234;xJO-5=0.022kg

2.141g%2.141x1g竺岂

5

4="EQ=2^234-5)xl0.3=ms。?

04x0022

„A403.5…

H=---=--------；-----=1.12m

A.3.I4X1.52X204

式中Q——单台除碳器设计出力，m3/h

△c——对数平均浓度差,

解析系数，采用拉西瓷环，K=0.4m/h

S------填料化表面积，m2/m3

Al——除碳器截面积，m2

(6).大气式除碳器的风机校核

风量Q'=iQ=25x75=l875m3/h

风压p=rH+(295-392)=300x2+350=950Pa

式中i——气水比，i值约为20~30m3/m3,取25m3/m3

r——单位填料高度的空气阻力，r值一般为200~500Pa/m,取

300Pa/mo

5.5强酸阳交换器的计算

(1)阳床设计出力

正常Qc=QD=149.854nWh

最大Qmax=Qmax=209.854m3/h

(2)总工作面积

阳离子交换器中流速v取30m/h,一般为20〜30m/h

149.854s2

An=三一=------=5.0”

u30

4222^1=7。〃J

max，八

u30

(3)选择阳交换器运行的台数

采用XS系列眼阳离子交换器，选取规格为中2000mm

T争箭…台

正常2

最大小=去净=舒=2.23,取3分

此时，nCx>nC+l,满足设计要求，故采用3台直径为2m,高度为6.13m

的阴离子交换器。

(4)校验实际运行流速

°，149.854r…

.='一r=------=23.86/n///

3.14x2

0：209.854

•,=—―=-------=22.28"〃力

a3.14x3

此时v,在20〜30m/h范围内，实际流速没有超过规定值，设计符合要

求。

(5)进水中阳离子含量

总阳离子

£K=1.93mmol/L

(6)每台阳床内树脂的体积

VRc=AtxhRc=3.14x1=3.14

m3(7)正常出力时周期制水时间

取氏=800mol/m3,一般范围为800〜900mol/m3

r=J^=_3J4x800_=

QLyc0xL93

〃二2

甸人100%=⑼LX1OO%=9.1%

小19.1

该单元制设计中，几乎满足阳床运行周期比阴床少1确~2诚的要求。

(8)正常出力时每台每昼夜再生次数

24?4

R=—=--—=1.4,取2次

T17.37

(9)每台再生时用酸量

8c范围50~55g/mol,取gc=50g/mol

再生酸液流速v〈5m/h,取v=5m/h

/_3.14x800x50

100%酸：=125.6依

10001000

工业酸:

=叫o'=]25.6xW9=405.2£g,工业酸浓度私31%

£31

再生酸液：

,nfz=mu/=125.6x—=2512口，再生液浓度c取5%

c5

稀释用水：

2512-405.2

2.I1/W-

100()

进酸时间：

再生酸液浓度为5%时，其密度取p=1.025g/cm3

60x2512

=9.37min

I000A1吵-1(X)0x3.14x5x1.025

(10)每台再生用水量

小反洗用水：

反洗水流速v范围510m/h,取v=8m/h,反洗时间t=15min

却8x3.14x15

60-=6.28/?/

置换用水：

置换水流速v35m/h,取v=5m/h,置换时间t=30min

%=四居3吐3°=7.85〃/

'6060

小正洗用水:

小正洗水流速v范围10〜15m/h,取v=12m/h,反洗时间t范围5~10,取t=10min

uA.l12x3.14x10…j

—=------------=6.28/n

60

正洗用水:

阳树脂正洗水比耗a为13m3/m3,^a=2m3/m3

V=VRAac=3.14x2=6.28m3

集中供应自用水:

V2=Va+Va=2.11+7.85=9.96

m3总用水：

V,=Va+V,+Va+VF,+V=2.11+6.28+7.85+6.28+6.28=28.8m3

(11)每台再生用压缩空气量

32

逆流再生顶用压缩空气量q为0.2~0.3m/(mmin),

取q=0.2m3.(m2.min),压缩空气压力0.030.05Mpa

Vc=qAit=0.2x3.14x9.37=5.88m3

(12)每天耗酸量

*=405.2X2X2“62,

10001000

(13)年耗酸量

CC7000—7(X)0eu

"La=1%x-----=l.62x-----=472.5/

2424

(14)每小时自用水量

由前级提供自用水:

^28+6.28)x2x2=2.(⑼

匕

2424

...cV、R”9.96x2x2.,,

由集中供应自用水：匕=~~~=----------=I66i

2424

28.8x2x2

总H用水:匕C=4.8r

2424

5.6滤池及澄清池的计算

滤池及混凝澄清设备的设计也有两种方法，一是根据出力对设备规范、

结构尺寸作详细的设计计算，二是按现有的定型设计选用定型设备。一般

情况可按第二种方法进行。

5.6.1滤池的选择和计算

滤池常用的有无阀滤池、虹吸滤池、重力式空气擦洗滤池等。火电厂

最常用的是重力式无阀滤池。其设计如下：

(1)滤池设计出力

正常时：

Q,F=1,04[e,°+vM+b]=1.04x(149.854+4.8+10]=171.24m3/h

最大时：

Q'mx=1.04[Q°max+VC,+bJ=1.04x[209.854+4.8+10]=233.64m3/h

上述各式中1.04是考虑滤池反洗自用水而增加的系数，称自用水率。

自用水率与水的处理方式有关，当混凝澄清处理时，该值取4%,如果是压

力式过渡器的直流混凝过滤，则该值可高达20%。b值为滤池出水的其他白

用水量(如混凝剂配制用水、冲洗用水等)。

(2)滤池的选择

根据设计出力从滤池定型规格中进行选择，选择无阀滤池S775标准，

单台(格)出力为Q=200m3/h,每格尺寸为3.3X3.3(m),则再按下列关系

确定台数nm。

F0a233.64/、

%皿=-=.八=1.17%2n

2。200

nm取整数，但不得少于2台(格)，且

(nma-IQ=(2-1)x200=200m3/h>QFn=171.24m3/h