1、热力发电厂水处理课程设计说明书院系：环境与市政工程学院专业：应用化学班级学号：201112314姓名：李国庆设计地点：5405指导老师：陈伟胜设计起止时间：2013年12月30日至2014年1月12日摘要：锅炉补给水是电厂平安运行的重要辅助系统，补给水的质量直接影响着机组平稳、可靠的运行。锅炉补给水的处理首先要对所得数据进行分析校核，在校核不存在问题后，然后进行一系列的计算。其中水质校核是根据一些公式，通过数据的整理和计算得出校核结果。锅炉补给水处理系统设计包括两个方面，一是合理的选择水处理工艺设备，二是进行设备的工艺设计计算。选择锅炉补给水处理系统时应当根据机组的参数、锅炉蒸汽参数、减温方式
2、原水水质等因素，并综合考虑技术和经济两方面因素对水处理系统进行综合比拟，选择既能满足热力设备对水质的要求，而且在经济上又很合理的水处理系统。本设计最后选定混凝一澄清一过滤一一级复床除盐一混床系统。其中计算包括：热力设备补给水量计算、水处理系统设备的选择、（主要包括离子交换系统的选择、床型选择和树脂选择、）预处理系统的选择、补给水处理系统工艺计算、混床的计算、阴床的计算、除碳器的计算、阳床的计算、滤池以及澄清池的计算。在计算的过程中应该严格按照行业标准选择适宜的数据。然后与所得到的结果进行比对、校核与计算。锅炉补给水系统是一个连续的系统，每一步的计算是在上一步的根底上进行的，每一局部的选择都必
3、须考虑后续系统（设备）对其出水水质的要求及自身进水水质的要求。最后根据所选的设备及参数画出相应的工艺流程图。AbstraCtIBoiIermake-upwaterisoneoftheimportantauxiliarypowerplantsafeoperationofthesystem,make-upwaterqualitydirectlyaffectsthesmoothandreliableoperation.Theboilermake-upwatertreatmentfirsttoanalyzethedatafromchecking,aftercheckingthereisnoproble
4、m,thenaseriesofcalculation.Waterqualitycheckingofthem,accordingtosomeformulacalculatedthroughdatasortingandcheckingtheresult.Boilermake-upwatertreatmentsystemdesignincludestwoaspects,oneisthechoiceofreasonablewatertreatmentequipment,itistoprocessdesignandcalculationoftheequipment.Boilermake-upwatert
5、reatmentsystemselectionshouldbebasedontheparametersoftheunit,boilersteamparameters,coolingmethod,factorssuchasrawwaterquality,andcomprehensiveconsidertwoaspectsoftechnologyandeconomicfactorsonthewatertreatmentsystemarecompared,andthecomprehensiveselectioncannotonlymeettherequirementsofthermalequipme
6、ntforwaterquality,andontheeconomicandreasonablewatertreatmentsystem.Thisdesignfinallyselectedcoagulation,clarification,filtration,beddesalination-mixedbedsystemlevel.Calculationinclude:heatequipmentsupplywaterquantitycalculation,theselectionofwatertreatmentsystemequipment,(mainlyincludingtheselectio
7、nofionexchangesystem,bedtypeselectionandchoiceofresin,)theselectionofpretreatmentsystem,themake-upwatertreatmentsystemprocesscalculation,calculationofthemixedbed,Yinbedofcalculation,thecalculationofcarbonremovaldevice,calculationofYangbed,filter,andthecalculationofsettlingpond.Intheprocessofcalculat
8、ionshouldbestrictlyinaccordancewithindustrystandardstochoosetheappropriatedata.Thenwiththeresultofthecomparison,checkingandcalculation.Boilermake-upwatersystemisacontinuoussystem,everystepofthecalculationwasconductedonthebasisofthepreviousstep,everypartoftheselectionmustconsiderthefollowingsystem(eq
9、uipment)totherequirementsoftheeffluentwaterqualityanditswaterqualityrequirements.Accordingtotheselectedequipmentandparametersofdrawthecorrespondingflowchart.目录LI热电厂水处理课设任务4-81.2热电厂水处理设计资料8-9102 .设计标准与技术要求10-11设计原那么设计制造标准10-1111-123 .2水质分析资料的校核12-134 .水处理设计和工艺的计算13-3814-16离子交换系统的选择14-15床型选择和树脂选择15-16
10、16-17算17-38补给水处理系统出力的计算18混床的计算18-22阴床的计算22-26除碳器的计算26-29阳床的计算29-33滤池及澄清池的计算33-383939华北水利水电学院课程设计任务书课程设计题目热电厂水处理课程设计学院：环境与市政工程学院学号，20H12314姓名：李国庆一、课程设计目的本课程设计设置的目的在于加强学生的工程概念，培养学生的工程技术能力。对于工程根本建设，第一步的工作就是设计。热电厂水处理系统设计是一门结合实际工程，根据工程设计条件，设计工业给水处理工艺系统的专业实践课。通过本课程的学习，使学生比拟牢固地掌握电厂水处理工艺设计的原那么和计算方法，了解工程设计的设
11、计思想和各种技术规程规定，增强分析问题和解决问题的能力。本课程设计属于工业水处理系统设计，具体为电厂锅炉给水系统工艺设计的范围，让学生学习和接受训练对设计的原始资料的收集和校核方法、水处理系统选择和工艺计算、附属系统选择、工程图纸绘制等内容。经过这些技术环节的训练，学生应较好地掌握水处理离子交换系统设计、预处理系统设计、预脱盐系统设计、凝结水系统设计和加药系统设计。经过了本课程设计的学习，应促进学生所学理论与实际的结合，并掌握一定数量的工程技术数据，锻炼如下能力：1、培养学生资料收集及加工整理能力；2、培养学生创新意识和独立工作能力；3、培养学生综合运用所学的根本理论、根本知识和根本技能、分析
12、解决实际问题的能力；4、培养学生的工作意识，增强学生的工程实践能力；5、培养学生设计运算能力及专业设计手册的使用能力；6、培养学生计算机操作及应用能力；7、培养学生方案分析论证能力；8、通过设计，学生应熟悉并掌握与火电厂水处理有关的方针政策、标准标准；9、培养学生工程制图及设计计算说明书的编写能力。二、课程设计应完成的主要内容内容：某电厂锅炉化学补给水处理工艺设计1、确定热力设备补给水量的规模2、水质分析资料的校核；3、水处理系统的工艺设备选择及工艺设计计算；4、平面布置，绘制水处理系统总平面布置图；5、进行系统布置计算及说明，绘制系统图。三、课程设计的根本要求及应完成的成果形式(1)知识要求
13、学生在设计工作中，应能综合运用火电厂水处理学科的根本理论、根本知识和根本技能，去分析和解决水处理实际问题；能运用计算机知识进行设计计算和绘图；能独立进行资料分析和运用。(2)能力培养要求:学生应学会依据课程设计任务，进行资料收集、加工和整理，能正确运用工具书；培养学生掌握火电厂水处理单元设计程序、方法和技术标准，提高火电厂水处理设计计算、图表绘制、设计计算说明书编写能力。(3)综合素质要求：通过课程设计，应使学生树立正确的设计思想，培养学生严肃认真的科学态度和严谨求实的科学作风，能遵守纪律，善于与他人合作和敬业精神，树立正确的工程观点、生产观点、经济观点和全局观点，为毕业设计和实际工程设计打
14、下坚实的根底。(4)成果形式及要求设计说明书1份；图纸2张。设计说明书不少于L5万字，300字左右的中英文摘要。内容包括：摘要；目录；概述(简单说明设计任务、设计依据、设计资料等)；处理工艺流程阐述；处理工艺设备的选择及工艺设计计算；平面布置说明；系统布置计算；设计中需要说明的问题。设计说明书应有封面、摘要、目录、正文及参考文献。应包括设计中的阐述说明及计算成果，应简明扼要、文理通顺、段落清楚、字迹清晰工整，内容应系统完整，计算正确，草图和表格不得徒手草绘，图中各符号应有文字说明，线条清晰，大小适宜，装订整齐。设计图纸内容包括：锅炉补给水处理平面布置图，图中应表示出各设备或构筑物平面坐标，图左
15、下角为零坐标；辅助建筑物位置；厂区道路、绿化等，还应有管线图例，构筑物一览表。锅炉补给水处理原那么性系统图。综合、全面表达锅炉补给水系统流程。上述图纸应注明图名及比例，图中文字一律用仿宋字体书写，图中线条应粗细主次清楚,图纸一律用2号图，图右下角留出标题栏。设计图纸应根本到达可研深度，准确地表达设计意图；图面力求布置合理、正确、清晰、比例适宜，符合工程制图要求及有关规定。四、课程设计的进度安排五、时间（月.设计内容要求课程收集设计资料，确定设计设计1.3-1.5选择工艺流程及设备或构进行方案比拟应IlV1.6-1.8工艺设计及计算所有设备及构筑物隹1.90系统总平面图、系统布置CAD绘制（2号
16、图）呆的1-1.12整理成果局部学生辩论资料及主要参考文献1邵刚.膜法水处理技术第2版）.北京：冶金工业出版社，2001.冯逸仙.反渗透水处理系统工程.北京：中国电力出版社，2005.3李增元.火力发电厂水处理及水质控制.北京：中国电力出版社，2000.图许立国.火力发电厂水处理技术.北京：中国电力出版社，2006.5丁恒如.锅炉水处理初步设计.北京：水利电力出版社，1995.26火力发电厂化学设计技术规程（DLf5068-2006）.三废处理工程技术手册.废水卷.北京水环境技术与设备中心.化学工业出版社.2000.8汪大翠00.9朱志平等.火力发电厂锅炉补给水处理设计.中国电力9.10崔玉川
17、给水厂处理设施设计计算.化学工业出版社.200311崔玉川.工业用水处理设施设计计算.化学工业出版社.200312电力建设施工及验收技术标准DL/T5190.4-2004（第4局部电厂化学）；13火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量GB/T12145-2008；14火电厂汽水化学导那么DL/T805.4-2004（第4局部锅炉给水处理）；15火电厂汽水化学导那么DL/T805.3-2004（第3局部锅炉炉水氢氧化钠处理）；16火力发电厂保温油漆设计规程DL/T5072-2007；17火力发电厂废水治理设计技术规程DL/T5046-2006；18火力发电厂汽水管道设计技术规定DL/T5054-1
18、996o六、其他要求严格按照设计任务时间安排要求，保质保量完成规定任务，严格请销假制度，遵守学校设计期间纪律要求，不得私自离校，严禁抄袭、剽窃他人成果。指导教师签名：幽龌2013年12月150设计资料：(1)机组形式和装机容量为1x330MW,锅炉为汽包炉，额定蒸发量：1110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(3)原水水质设计水源：地表水提供水源水温：最高25C最低4水质分析数据：见表1水质指标PH值悬浮固体含盐量总硬度全碱度Ca2+单位mg/Lmg/Lmmol/L
19、mmol/Lmg/L数据7.53216水质指标Mg2Na+K+HCO3so42-Cl单位mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/L数据水质指标NO3游离CO?全Si2活性SiO2(COD)Mn单位mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/L数据(4)工程主要气象特征与环境条件多年平均气温：15.3极端最高气温：C极端最低气温：-全年主导风向：西北风年最大冻土深度：20cm多年平均降水量：1抗震烈度：7度2.设计标准与技术要求2.1、 设计原那么1、根据需方给定的设计条件，寻求最正确解决方案；2、设备必须具有较好的防腐能力；3、设备技术应该是先进的、可靠的；4、保证稳定的出水水质。2.2、 设
20、计制造标准2设备制造应符合以下标准：1) GB150-1998钢制压力容器2) JB2932-86水处理设备制造技术条件3) HGJ32-90橡胶衬里化工设备4) JB2536-80水处理设备油漆包装技术条件5)劳锅字19908号压力容器平安监察规程6)ZBJ98003-87压力容器油漆、包装技术条件7)SDZ037-87电厂水处理设备制造质量分等标准8)ZBJ98004-87水处理设备原材料入厂检验9)HGJ33-90衬里钢壳设计技术规定10)HGJ34-90化工设备、管道外防腐设计条件ll)D1543-94电厂用水处理设备质量验收标准12)DLT5068-2006火力发电厂化学设计技术规程
21、13)2004电力建设施工及验收技术标准第4局部：电厂化学2进口设备的制造工艺和材料应符合(但不局限于)以下标准：DAISC-美国钢结构学会2) ANSl-美国国家标准学会3) ASME-美国机械工程师学会4) ASTM-美国材料和测试学会5) AWS-美国焊接学会6) OSHA-劳动平安条例7) NEMA-国家电气制造商协会8) IEEE-电气和电子工程师协会9) ISA-美国仪表协会10) SSPC-钢结构油漆协会Il)UBC-国际建筑官员协会2对外接口法兰应符合以下标准或要求：2000GD火力发电厂汽水管道零件及部件典型设计手册2衬胶及衬塑钢管应符合标准：HG21501衬胶钢管和管件HG
22、20538衬塑钢管和管件2管路的设计符合DL/T50547996火力发电厂汽水管道设计技术规定的规定要求。管道零件符合火力发电厂汽水管道零件及部件典型设计手册(GD87-1101)要求。2控制设备、测量仪表和电气设备的设计、制造应符合有关规定和标准。3.1 热力设备补给水量的计算电厂机组的设计水量，除了能满足机组正常的水量需求外，还要在非正常的情况下能满足机组的水量需求。非正常情况指的就是机组非正常运行的情况，例如，机组出现事故或机组进行检修。具体的说，就是参照火力发电厂的化学补给水设计标准DLT5068-2006,设计的补给水水量应该符合以下的具体要求：(1)厂内正常的汽水损失Dl这局部损失
23、不包括排污及生产和非生产用水，对于机组形式和装机容量为330MW的亚临界压力自然循环汽包炉，其汽水损失为锅炉最大连续蒸发量的1.5%(200MW机组，取值2.0%),由于本设计为330MW的亚临界机组，所以该设计的厂内正常的汽水损失量为：(2)考虑机组启动或事故而要增加的水处理设备出力D2对于本设计装机容量为330MW的机组，其D2为锅炉连续蒸发量的6%,故该机组的因为机组启动或事故而要增加的水处理设备出力为：(3)其他用水汽损失D4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(4)闭式热网损失Ds该数值包括启动等非正常情况的需要，但正常与非正常损
24、失之和为20m3h,故闭式热网损5D5=20n3=20o(5)锅炉排污损失DP不管正常与非正常情况，排污率P均按排污最大值来取值，所以该机组的锅炉排污损失为：3.2水质分析资料的校核水质资料是进行水处理工艺的计算和选择的重要根底和依据，其准确性直接影响着水处理工艺选择的正确性和合理性。正确的水质分析资料有利于工艺设备的合理选择和计算,所以进行水质资料的校核是十分必要的。水质校核是指通过对数据进行数据处理和分析从而对水质资料进行核算，水质校核主要包括阴阳离子的校核、含盐量和溶解固体的校核、PH的校核、硬度的校核、硬度的校核。以下为水质资料的校核结果：(1)阴阳离子含量的校核根据溶液中阴阳离子的平
25、衡，也就是溶液中阴阳离子的量相等，所以阳离子单位电荷总和为：3=0.14/?T336.5集中供给自用水水量：V2=匕=-3=0.062n3AT336.5再生时总自用水水量：V1=乜=-3=0.202m3/hT336.5阴床的计算:(I)阴床设计出力正常供水时的出力Qf=Q”+匕=111.96+0.202=112.162w3最大供水量供水的出力QIL=Qmax+匕=178.56+0.202=178.762w3(2)总工作面积取强碱阴交换器运行滤速U=25(强碱阴离子交换器的运行流速的适宜范BI:V=2030mh)正常供水时的总工作面积A”=凹生=4.49V25最大供水量供水时的总工作面积AmaX
26、缢=适当=7.15V25(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)5003860580600740809807504340125080046501500100054311835150044585031802000613046302500122690081683000176716012300注：滤速：25米/时；出水量单位：立方米/时材质：A3衬胶根据设计参数，选取规格为100Omm的阴离子交换器此时，最大供水时的阴离子交换器的台数黑之片+1，满足设计要求，故采用5台直径为m,高度为m的阴离子交换器。(4)校验实际运行流速此时，正常供水的
27、实际运行流速匕在2030力范围内，实际流速没有超过规定值.故所选设备符合要求。(5)进水中阴离子含量强酸阴离子的含量：由混凝剂带入的强酸阴离子量ON=035rrmolL弱酸阴离子的含量：总阴离子(6) .一台阴床内树脂体积：一阴床树脂装载高度2m.(7) .正常出力时周期制水时间：根据资料，选取阴树脂工作容量为Ea=290根加3(8) .正常出力时每台每昼夜再生次数：(9)每台再生用碱量每台再生时100%碱消耗量：取阴树脂再生耗碱量gA=(Ag/moli再生时消耗碱的量的取值范围为：gA6065gImol)每台再生时工业碱的消耗量：选取工业碱浓度=31%再生时碱液的消耗量：取再生碱液的浓度c=
28、4%:再生碱液稀释的用水量：再生时进碱需要的时间：选取进碱速度匕=SmIhi再生碱液密度夕=1.0gc(10).每台再生用碱量小反洗(反洗)的用水量：选取反洗的流速口=8(反洗流速的适宜范围u=510md,反洗时间t=15inin置换用水：小正洗的用水量：取小正洗用水流速v=8mh(小正洗的流速范围为：U=7IO/?/z),小正洗的时间z=7min(小正洗的时间范围为：1=510min)正洗用水：取阴树脂正洗水比耗幺=3加/加(水正洗的比耗范围为：*=13疗/疝)正洗集中供给自用水水量：正洗时总的自用水水量：(Il)每台再生用压缩空气量逆流再生顶用压缩空气量夕的取值范围为0.20.3n7(n2min),=0.25zn3(w2min),压缩空气压力的范围为(12)再生时每天消耗碱的用量：(13)再生时每年消耗碱的用量：m=m2则=1.27双四=370.42/(一年以7000小时计)2424(14)再生时每小时自用水量由前级供给的自用水水量：有集中供给的自用水水量：
