火力发电厂化学水处理规范

火力发电厂化学水处理设计技术规定 SDGJ285 主编部门：西北电力设院 批准部门：东北电力设院 施行日期：自发布之日起施行 水利电力部电力规划设计院 关于颁发火力发电厂化学水处理 设计技术规定SDGJ285的通知 (85)水电电规字第121号 近几年来，随着电力工业的发展和高参数大机组的建设，电厂化学水处理技术 迅速发展，积累了许多新的经验。为了总结近年来水处理设计经验和在设计中更好 地采用水处理技术革新和技术革命的新成果，提高设计水平，加速电力建设，我院 组织有关设计院对原火力发电厂化学水处理设计技术规定(SDGJ277)进行了 修改。修订工作经过调查研究、征求意见、组织讨论，并邀请了有关生产、科研、 设计、施工、制造等单位的有关同志对修订后的送审稿进行了审查定稿，现颁发执 行，原设计技术规定作废。 本规定由水利电力部西北电力设计院和水利电力部东北电力设计院负责管 理。希各单位在执行过程中，注意积累资料，及时总结经验，如发现不妥和需要补 充之处，请随时函告水利电力部西北电力设计院和水利电力部东北电力设计院，并 抄送我院。 1985年10月22日 第一章 总 则 第1.0.1条火力发电厂(以下简称发电厂)水处理设计应满足发电厂安全运行的 要求，做到经济合理、技术先进、符合环境保护的规定，并为施工、运行、维修 提供便利条件。 第1.0.2条水处理室在厂区总平面中的位置，宜靠近主厂房，交通运输方便， 并适当地留有扩建余地；不宜设在烟囱、水塔、煤场的下风向(按最大频率风向)。 第1.0.3条水处理系统和布置应按发电厂最终容量全面规划，其设施应根据机 组分期建设情况及技术经济比较来确定是分期建设还是一次建成。 第1.0.4条本规定适用于汽轮发电机组容量为12600MW的新建发电厂或 扩建发电厂的水处理设计。 第1.0.5条发电厂水处理设计，除应执行本规定外，还应执行现行的有关国家 标准、规范及水利电力部颁布的有关规程。 第二章 原 始 资 料 第2.0.1条在设计前应取得全部可利用的历年来水源水质全分析资料，所需份 数应不少于下列规定： 对于地面水，全年的资料每月一份，共十二份；对于地下水或海水，全年的资 料每季一份，共四份。 第2.0.2条对地面水，应取得历年洪水期的悬浮物含量和枯水年的水质资料， 以掌握其变化规律，并应了解上游各种排水对水质的污染程度；对受海水倒灌影响 的水源，还应掌握由此而引起的污染和水质变化情况；对石灰岩地区的泉水，应了 解其水质的稳定性。 第2.0.3条设计热电厂时，应掌握供热负荷、回水量、回水水质、外供化学处 理水量和水质要求等资料。 第2.0.4条应了解所选用的水处理设备、材料、药剂、离子交换剂及滤料等的 供应情况(质量、价格、包装和运输方式等)。 第2.0.5条应了解机炉设备的结构特点，包括锅内装置型式、减温方式、凝 汽器和各种热交换器的结构及管材，发电机冷却方式，辅助起动设施等情况。必 时，可对设备制造厂提出结构和材质的要求。 第2.0.6条扩建工程应了解原有系统、设备布置和运行经验等情况。 第三章 原水预处理 第一节 系 统 设 计 第3.1.1条预处理系统应根据原水水质、需处理水量、处理后水质要求，参考 类似厂的运行经验或试验资料，结合当地条件确定。 预处理设备出力应按最大供水量加自用水量设计。 第3.1.2条经处理后的悬浮物含量应满足下一级设备的进水要求。处理方式可 按下列原则确定： 一、地面水悬浮物含量小于50mg/L时，宜采用接触凝聚“接触凝聚”系指加 入凝聚剂后，经水泵或管道混合直接进入过滤器(池)，或经反应器后进入过滤器 (池)。、过滤。 二、地面水悬浮物含量大于50mg/L时，宜采用凝聚、澄清、过滤，并根据原 水悬浮物的含量选择合适的澄清器(池)。当悬浮物的含量超过所选用澄清器(池)的进 水标准时采用机械加速澄清池时，最大允许悬浮物含量为3000mg/L，其它型式为 2000mg/L；石灰处理时，还应适当降低。，应在供水系统中设置预沉淀设施或设 备用水源。 三、地下水含砂时，应考虑除砂措施。 第3.1.3条高压及以上机组，若原水中含有较多的胶体硅，经核算，锅炉蒸汽 品质不能满足要求时，应采用接触凝聚、过滤或凝聚、澄清、过滤等方法处理。原 水胶体硅允许含量和胶体硅去除率的参考数据参见附录C(一)。 第3.1.4条当原水有机物含量较高时，可采用加氯、凝聚、澄清、过滤处理。 当用以上处理仍不能满足下一级设备进水要求时，可同时采用活性炭过滤等有机物 清除措施。离子交换装置也可选用大孔型树脂等抗有机物污染的阴离子交换树脂。 化学除盐系统进水的游离氯超过标准时，宜采用活性炭过滤或加亚硫酸钠等方 法处理。 第3.1.5条化学除盐系统进水水质要求为： 浊度对流2度 顺流5度 化学耗氧量(高锰酸钾法)： 使用凝胶型强碱阴离子交换树脂时 2mg/L(以 O2表示) 游离氯0.1mg/L(以 Cl2表示) 含铁量0.3mg/L(以 Fe表示) 第3.1.6条电渗析器进水水质要求为： 浊度宜小于1度，不得大于3度(根据隔板厚薄、水质情况而定) 化学耗氧量(高锰酸钾法) 3mg/L(以 O2表示) 游离氯 0.3mg/L(以 Cl2表示) 锰含量 0.1mg/L(以 Mn表示) 铁含量 0.3mg/L(以 Fe表示) 第3.1.7条反渗透器进水水质要求为： 卷式(醋酸纤维膜)： 污染指数 FI 4 化学耗氧量(高锰酸钾法) 1.5mg/L(以O2表示) 游离氯 0.31mg/L(以Cl2表示) pH 5.56.5 水温 2035 含铁量 0.05mg/L(以Fe表示) 中空纤维式(芳香族聚酰胺)： 污染指数 FI 3 化学耗氧量(高锰酸钾法) 1.5mg/L(以O2表示) 游离氯 0.1mg/L(以Cl2表示) pH 5.56.5 水温 2035 含铁量 60(V冷 却水池容积，m3；qV循环水量，m3/h)，可按直流冷却系统考虑。 第6.0.4条敞开式循环冷却系统，在排污法不能满足防垢要求时，可采用下列 方法防垢： 一、加酸法。药剂宜使用硫酸。 二、加阻垢剂法。药剂可采用三聚磷酸盐、六偏磷酸钠、有机阻垢剂等。 三、加炉烟法。此法可利用炉烟中的二氧化碳；当燃料中可燃硫较高时，也可 利用炉烟中二氧化硫来防垢。采用加炉烟法时，应考虑烟气的除尘、加烟设备及管 道、沟道的防腐和水塔的防垢等问题。 第6.0.5条敞开式循环冷却系统在原水暂硬高和需要提高浓缩倍率以达节水 目的时，可采用补充水石灰处理或离子交换(弱酸氢离子交换等)处理。 第6.0.6条敞开式冷却系统必要时可采取去除补充水悬浮物的措施或采用冷 却水的旁流过滤。 第6.0.7条循环冷却水的菌藻处理可采用间断加氯法或投加其它杀微生物 剂，但宜采用低毒、低剂量易降解并与阻垢剂、缓蚀剂不相互干扰的药剂；受菌藻 污染严重的补充水，宜对补充水进行连续加氯处理。 第6.0.8条在有充分的技术经济论证时，可采用加阻垢剂、缓蚀剂及杀微生物 剂的综合处理、旁流处理等。 第6.0.9条应根据冷却水质选用合适的凝汽器管材，请参照附录C(九)SD116 84火力发电厂凝汽器管选材导则选用。 第6.0.10条当循环冷却水中硫酸根过高时，应考虑硫酸盐对水工构筑物的侵 蚀问题。水对混凝土侵蚀性的判定标准请参照TJ2177工业与民用建筑工程 地质勘察规范的有关部分进行。 第6.0.11条当循环冷却水采用较高浓缩倍率时，应考虑硫酸钙、硅酸镁和磷 酸钙等的结垢问题。 第6.0.12条为抑制凝汽器铜管腐蚀，宜设置运行中硫酸亚铁涂膜处理设施。 第七章 给 水 处 理 第7.0.1条中压机组的锅炉给水宜采用氨化处理。 高压及以上机组的锅炉给水和装有凝结水精处理设备的超高压及以上机组的 凝结水，宜采用氨、联氨处理。 未进行凝结水精处理的超高压机组，凝结水可只采用联氨处理。 第7.0.2条氨及联氨的加药设备，宜分别设置。 应设备用加药泵。布置在一起的一组加药泵(小于四台)，可合用一台备用泵。 几台机组合用一台加药泵时，加药泵出口管道上应装设稳压室，每根加药管上 应装设转子流量计。 氨及联氨的配制可用凝结水(除盐水)。 第7.0.3条氨及联氨加药设备宜布置在主厂房的单独房间内。室内应有通风， 加药设备周围应有围堰和冲洗设施，并应考虑有适当面积的药品贮存小间。 第八章 锅 内 处 理 第8.0.1条汽包锅炉应设置磷酸盐处理设施。 第8.0.2条锅内加药泵应设备用的。布置在一起的一组(小于四台)泵，可设置 一台备用泵。 第8.0.3条磷酸盐溶液宜就地配制。当药品耗量较大时，也可集中配制。 第8.0.4条磷酸盐可采用干法贮存，配制溶液应有搅拌设施。 配制溶液应用除盐(软化)水。 磷酸盐溶液输送管道应考虑防止低温过饱和结晶的措施(如蒸汽伴热等)。 第8.0.5条磷酸盐溶液应进行过滤，也可在搅拌器或溶液箱中或出口处设过滤 装置。 第8.0.6条锅内加药设备宜布置在主厂房内便于管理、环境清洁的地方。加药 设备周围应设有围堰和冲洗设施。地面应能防腐和防渗。 锅炉露天布置时，加药设备应布置于室内。 第九章 热网补给水及生产回水处理 第9.0.1条热网补给水，一般采用下列方式供给： 一、锅炉排污扩容器后的排污水。 二、当水量较小时，采用经过除氧的锅炉补给水。 三、当水量较大时，宜单独设置处理系统。此系统可采用钠离子交换处理，并 经除氧。 第9.0.2条以生产回水作为锅炉补给水时，应根据水质污染情况，考虑生产回 水的处理措施。如暂不能采取措施时，可在设计中预留将来增设水处理设备的条 件。 生产回水中含有油质时，应要求用户进行初步除油使水中含油量低于10mg/ L。 第9.0.3条需要处理的生产回水，其处理方式应根据污染情况确定：可采用单 独的处理系统或与锅炉补给水合并处理。 第9.0.4条不需处理的清洁生产回水，应接入在热力系统中设置的监督水箱。 第十章 药品贮存和计量设备 第一节 一 般 规 定 第10.1.1条药品仓库的大小，应根据药品消耗量、运输距离、包装、供应和 运输条件等因素确定，一般按贮存1530d 的消耗量设计。 当药品由本地供应时，可适当减少贮存天数；当用铁路运输时，还应满足贮存 一槽车(或一车辆)容积加10d 的药品消耗量。 第10.1.2条药品贮存间宜靠近铁路、公路，干贮存堆积高度宜为1.52m， 并有必要的装卸设施。 贮存间应有相应的防水、防腐、通风、除尘、采暖、冲洗措施，对于纸粉贮存 间还应有防火、防爆措施。 第10.1.3条各种溶液箱的有效容积，应能贮存不少于8h运行的需要量。 各种交替运行的计量箱、溶液箱的有效容积，应满足48h连续运行的要求。 第二节 石 灰 系 统 第10.2.1条根据水处理系统、容量、当地药品供应情况和计量设备的型式， 可采用高纯度的粉状石灰或块状石灰。 第10.2.2条采用高纯度粉状石灰及氧化镁粉时，干贮存及干法计量，可使用 气力输送或机械输送。乳液用泵输送。 第10.2.3条采用块状石灰时，宜按下列原则考虑： 一、块状石灰宜采用湿存。配制石灰乳的搅拌器不宜少于两台，采用机械 搅拌。 二、加药宜用泵计量，每台澄清器(池)设两台泵，其中一台备用。石灰乳含量 为2%3%。 三、输送石灰的吊车，应采用地面操作的直线单轨抓斗吊车或桥式起重机，吊 车运行速度不宜过快。 第三节 凝聚剂及助凝剂系统 第10.3.1条凝聚剂及助凝剂的品种、剂量大小应根据原水水质(pH值、碱度、 浊度、有机物含量)、药品来源、处理后水质及运行要求水温、混合及澄清器(池) 型式等，经烧杯试验确定。 凝聚剂剂量可采用下列数据： 硫酸亚铁 41.797.3mg/L 三氯化铁 27.0363.07mg/L 硫酸铝 3377mg/L 聚合铝 5.277.37mg/L 溶液中药剂含量 90% (二)地下水除铁设计参考意见 1.除铁系统的选择应根据原水中铁的形式和数量、处理后水质要求，并参照水 质相似厂的运行经验，经技术经济比较后确定。 地下水中的铁质常以二价铁的形式存在，通常采用曝气、过滤法除铁。 2.曝气、过滤法除铁可按下列条件选择： (1)曝气、天然锰砂过滤，适用于原水中重碳酸型铁的含量小于20mg/L、pH 值不小于5.5时。 (2)曝气、石英砂过滤，适用于原水中重碳酸型铁的含量小于4mg/L，曝气后 pH 值大于7。 3.曝气设备应根据原水水质及曝气程度的要求选定，可采用接触式曝气器或压 缩空气装置。 4.接触式曝气器的淋水密度，可采用510m3/(m2h)。 5.采用接触式曝气器时，填料层层数可为13层。填料采用塑料多面空心球 或粒径为3050mm的焦炭，每层填料厚度为300400mm，层间净距不宜小 于600mm。 6.曝气器下部的水箱容积，可按1520min处理水量计算。 7.采用压缩空气时，每立方米水的需气量(以升计)，宜为原水二价铁含量(以 mg/L计)的25倍。 8.天然锰砂滤池滤料的粒径、厚度及滤速可按表C1确定。 表C1 滤料的粒径、厚度及滤速 9.滤池垫层的粒径和厚度，可按表C2确定。 表C2 滤池垫层的粒径和厚度 10.重力式除铁滤池的冲洗强度和冲洗时间，可按表C3确定。 表C3 重力式滤池的冲洗强度和冲洗时间 11.压力式除铁滤池的冲洗强度和冲洗时间，可按表C4确定。 表C4 压力式滤池的冲洗强度和冲洗时间 (三)中压、高压、超高压和亚临界压力汽包锅炉 常用汽水分离系统的携带系数 表C5 中 压 汽 包 炉 表C6 高 压 汽 包 锅 炉 表C7 超高压和亚临界压力汽包锅炉 (四)固定床离子交换系统选择 表C8 固定床离子交换系统 注：表中所列均为顺流再生设备，当采用对流再生设备时，出水质量比表 中所列的数据要高。 离子交换树脂可根据进水有机物含量情况选用凝胶或大孔型树脂。 表中符号：H强酸阳离子交换器；Hw弱酸阳离子交换器； OH强碱阴离子交换器；OHw弱碱阴离子交换器；D除 二氧化碳器； H/OH阳、阴混合离子交换器。 续表C8 注：表中所列均为顺流再生设备，当采用对流再生设备时，出水质量比表 中所列数据为高。 表中符号：H氢离子交换器；Na1、Na2一级或两级钠离子 交换器；D除二氧化碳器。 (五)对流、顺流再生阳、阴离子 交换树脂工作交换容量图 1.阳离子交换树脂HCl对流再生工作交换容量，见图C1。 2.阳离子交换树脂 H2SO4对流再生工作交换容量，见图C2。 3.阳离子交换树脂 HCl顺流再生工作交换容量，见图C3。 4.阳离子交换树脂 H2SO4顺流再生工作交换容量，见图C4。 5.阴离子交换树脂 NaOH 对流再生工作交换容量，见图C5。 6.阴离子交换树脂 NaOH 顺流再生工作交换容量，见图C6。 图C1 对流式盐酸再生工作交换容量图 注：进水中钙(镁)离子浓度相等时，工作交换容量可提高1%3%；层高为 1.6m时，工作交换容量约降低1%2%。 p硬为进水硬度与含盐量之当量比(后同)。 再生剂比耗=再生剂用量/工作交换容量(后同)。 图C2 对流式硫酸二步再生工作交换容量图 注：进水中钙(镁)离子浓度相等时，工作交换容量可提高1%3%。 图C3 顺流式盐酸再生工作交换容量图 注：图中虚线表示水中强酸阴离子浓度(c强)的极限；如果所查得的工作交换容 量点落在与进水c强相对应的虚线上方，则表示在该条件下周期平均出水Na+浓度 将大于500800g/L，相应的一级除盐水电导率将大于510S/cm。如该 出水水质不合要求，应提高再生剂用量或改用对流式。 进水中钙(镁)离子浓度相等时，工作交换容量可提高1%3%；水温增(减)10 ，或碱度/含盐量值增(减)0.2，工作交换容量可提高(减少)约3%。含盐量为1 mgeg/L时，工作交换容量可提高约3%。 图C4 顺流式硫酸一步再生工作交换容量图 注：同图C3的全部注文。如果采用分步再生，工作交换容量可以明显提高。 图C5 对流式氢氧化钠再生工作交换容量图 注：20再生时，工作交换容量降低约10%；用40%工业碱时，工作交换容 量可提高约3%8%。进水SO2-4/强酸阴离子为0.8时，工作交换容量可提高1% 2%。本图适用于进水 HSiO-3/总酸度0.4的情况。 图C6 顺流式氢氧化钠再生工作交换容量图 注：20再生时，工作交换容量降低约10%，出水SiO2浓度提高；用40% 工业碱时，工作交换容量可提高约3%8%。本图适用于进水H2SiO3/总酸度0.4的 情况。 (六)顺流离子交换器设计参考数据 表C9 顺流离子交换器设计数据 注：(1)运行滤速上限为短时最大值。对于强酸阳、强碱阴离子交换器来说， 当进水水质较好或采用自动控制时，运行滤速可按30m/h左右计算(以后同)。 (2)硫酸分步再生时的含量、酸量的分配和再生流速，可视原水中钙离子 含量占总阳离子含量的比例不同经计算或试验确定，当采用两步再生时：第一步 含量0.8%1%，再生剂用量不要超过总量的40%，流速710m/h；第二步含 量2%3%，再生剂用量为总量的60%左右，流速57m/h，采用三步再生时： 第一步0.8%，流速810m/h；第二步含量2%4%，流速57m/h； 第三步含量4% 6%，流速46m/h。每一步用酸量为总用酸量的1/3。 (3)离子交换树脂的工作交换容量应根据厂家提供的工艺性能曲线确定， 当没有时可参考本表数据。 (4)置换流速与再生流速相同。 (七)对流离子交换器(逆流再生)设计参考数据 表C10 对流离子交换器设计数据 注：(1)大反洗的间隔时间与进水浊度、周期出水量等因素有关，一般约10 20d进行一次，大反洗后可视具体情况增加再生剂量50%100%。 (2)顶压空气量以上部空间面积计算，一般约0.20.3m3/(m3min)， 压缩空气应有稳压装置，“无顶压”方式数据暂不列入。 (3)为防止再生乱层，应避免再生液将空气带入离子交换器。 (4)硫酸分步再生时的浓度、酸量分配和再生流速可视原水中钙离子含量 占总阳离子的比例不同经计算或试验确定。采用分步再生的技术条件参见表C9。 (5)再生、置换(逆洗)应用水质较好的水，如阳离子交换器用除盐水、氢 型水或软化水。阴离子交换器用除盐水。 (6)离子交换树脂的工作交换容量应根据厂家提供工艺性能曲线数据确定， 当没有数据时可参考本表数据。 (八)对流离子交换器(浮动床)设计参考数据 表C11 对流离子交换器设计数据 注：(1)最低滤速(防止落床、乱层)阳离子交换器10m/h，阴离子交换器 7m/h。树脂输送管内流速为12m/s。 (2)硫酸分步再生技术条件参见表C9。