1×300MW机组火电厂水处理工艺的设计说明.pdf
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1、下载可编辑第一章第一章课程设计任务书课程设计任务书1.11.1 课程设计目的课程设计目的课程设计是工科教育实践性教学环节的一个重要组成部分,通过课程设计期望达到以下目的:1、培养学生资料收集及综合整理能力;2、 培养学生综合运用所学的基本理论、 基本知识和基本技能分析解决实际问题的能力;3、培养学生的工作意识、增强学生的工程实践能力;4、培养学生设计运算能力及专业设计手册的使用能力;5、培养学生工程制图及设计计算说明书的编写能力等。1.21.2 课程设计题目课程设计题目1300MW 机组火力发电厂锅炉补给水处理工艺课程设计(春季水质)1.31.3 课程设计原始资料课程设计原始资料1.3.11.
2、3.1 水源春季水质水源春季水质外状:微浊外状:微浊项目浑浊度pH游离二氧化碳耗氧量溶解固形物全硅铁铝铜钙离子镁离子氨.专业.整理.单位mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lg/Lg/Lg/Lmg/Lmg/Lmg/L结果3.107.623.792.642284.0254.5483.0916.7631.667.051.20项目全硬度全碱度酚酞碱度氢氧根碳酸根重碳酸根硫酸根氯根磷酸根钾离子钠离子单位mmol/Lmmol/Lmmol/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/L结果1.081.80000109.8075.0311.080.943.5714.7下载可编辑1.3.
3、21.3.2机组的额定蒸发量机组的额定蒸发量200MW、300MW、600MW 锅炉额定蒸发量分别为 670t/h、1025t/h、1900t/h;全部锅炉定位汽包锅炉。1.41.4 课程设计内容课程设计内容1.火力发电厂锅炉补给水水量的确定;2.水源水质资料及其他资料;3.离子交换系统选择;4.水处理系统的技术经济比较;5.锅炉补给水处理系统工艺计算及设备;6.管道、泵、阀门的选择;7.系统图、设备平面布置图以及主要单体设备图。1.51.5 课程设计要求课程设计要求1.遵守学校的规章制度与作息时间;2.按照布置的课程设计内容,认真计算、校核、绘图;3.按照课程设计内容要求,提供打印的设计说明
4、书、计算机绘制的工程图;4.独立完成课程设计,要求方案具有正确性与先进性,且论述清楚透彻,绘图整洁、符合规范。1.61.6 课程设计成果课程设计成果1. 1300MW 机组水处理流程图2. 1300MW 机组补给水设备平面图3. 600 纤维精密过滤器设备图4. 1250 阳离子交换器设备图5. 800TF 型除碳器设备图6. 1250 阴离子交换器设备图7. 800 混合离子交换器设备图8. 酸储罐设备图.专业.整理.下载可编辑1.71.7 课程设计安排课程设计安排 1.第一周:课堂讲解、课程设计任务布置,进行有关工艺流程计算; 2.第二周:完善有关工艺流程计算及设备的选型、比较编写课程设计
5、说明书等;3.第三周:工程图课程授课,绘制有关工程图。4. 第四周:绘制有关工程图,编写课程设计说明书,完成设计作品装订。.专业.整理.下载可编辑第二章第二章课程设计说明书课程设计说明书2.12.1 项目建设的目的和意义项目建设的目的和意义本项目设计的锅炉补给水处理系统,目的是改善锅炉补给水水质,使锅炉的水汽品质都能控制在标准值以内,从而减缓锅炉炉内结垢和腐蚀,化学清洗周期也相对延长。本项目选择了恰当的水处理方案和主要设备,优化分析 1300 MW 火力发电厂锅炉补给水处理系统工艺,对火电厂水处理系统安全运行作了探讨。通过本次课程设计,能够巩固所学的基本理论,专业知识,并综合运用所学的知识来解
6、决实际的工程问题。2.22.2 设计依据和范围设计依据和范围本设计根据1300 MW 火力发电厂锅炉补给水处理设计的要求,结合水处理工程和AutoCAD2000 应用教程等相关资料,根据水源、水质资料、电厂规模及水汽系统的水质指标等资料,通过计算选择恰当的水处理方案和主要设备,再运用 CAD 绘制设计出相应的工艺流程图、总体布局平面图以及主要单体设备图。2.32.3 工艺方案的选择与确定工艺方案的选择与确定补给水处理工艺流程的选择是根据建厂的原始资料,如原水的水质和机组对水质和水量的要求等进行的,选择的方案能使处理后的水源水达到机组对水质的要求。从系统运行的可靠性和设备投资的经济性角度出发,补
7、给水处理的整个过程包括预处理和后阶段处理两部分。(1)水质中强酸阴离子含量计算结果为 2.3 mmol/L,大于 2 mmol/L,所以该方案选弱碱-强碱复床工艺;水质中碱度小于 4 mmol/L,所以不必要选择弱酸-强酸复床工艺。(2)进水中 CO2含量为 1.87mmol/L,大于 0.5mmol/L,因此方案必须采用除碳器。同时,根据计算所得除碳器的喷淋密度为 53.7m3/(m2.h) ,小于 60,选择大气式除 CO2器。(3)春季水质中悬浮物含量较少,小于50mg/L,所以方案采用混凝过滤,不采用澄清池。又根据计算和经济比较,过滤系统采用单层石英砂无阀滤池,进行接触混凝过滤,在反冲
8、洗过程中,可以自动进行,无阀滤池的滤后水位位于滤池上部,便于操作人员观察,若水质不合格,能及时发现,确保出厂水质达标。.专业.整理.下载可编辑2.42.4 工艺说明工艺说明2.4.12.4.1 水处理系统工艺流程水处理系统工艺流程为了能使水质达到电厂锅炉补给水的要求,保证锅炉的安全运行,水处理系统工艺流程为:水源原水接收池单层滤料无阀滤池清水箱清水泵强型阳离子交换器除碳器中间水箱中间水泵弱型阴离子交换器强型阴离子交换器混合离子交换器除盐水箱除盐水泵主厂房补给水箱。2.4.22.4.2 平面布置图说明平面布置图说明平面布置图中,一楼室内从左至右布置了阴、阳离子交换器、除碳器、混床、清洗药液箱、清
9、洗过滤器、中间水泵、酸碱计量箱和除盐水泵;二楼从左至右布置了配电室、加药室、更衣室、水分析室、煤分析室、油分析室、计算机室。滤池、澄清池、贮水箱置于室外。2.4.32.4.3 计算内容说明计算内容说明计算书包括系统出力、体内再生混床、碱性阴床、除碳器、强酸阳床、无阀滤池的计算,由于本课题的水质为春季水质,其阴、阳离子含量相对较高,为了获得更高品质的水质,需要设置弱碱-强碱复床。2.52.5 构筑物与设备的工艺设计构筑物与设备的工艺设计预处理的机械搅拌澄清池,滤池,再生系统的酸罐,碱罐及除盐水箱设于室外,而阴、阳离子交换器,混床,除碳器等设备置于室内,整个流程控制为计算机自动监控,设有水处理值班
10、室。.专业.整理.下载可编辑第三章第三章课程设计计算书课程设计计算书3.13.1 补给水处理系统出力的计算补给水处理系统出力的计算序计算项目号厂内正常水汽损失量公式采用数据结果说明1m3/ hD1 aDD=11025=1025m3/ ha1.5%200MW 以上机组厂内正15.3815.38常水汽损失为锅炉最大连续蒸发量的 1.5%锅炉排污量2 2m3/ hDP PDp a1 a3 a4Sw00Sp 1SwP=0.3%3.0753.075Sp=200ppb,Sw=20ppb,=0.353 3启动或事故增加的损失量m/ h100MW 及以上机组启动a=6%3D2 aDD=1025m3/ h61.
11、561.5或事故增加的损失量取最大一台锅炉最大连续蒸发量的 6%4 4锅炉正常补给水量 D1=15.38QnD1D3D4D5D6Dpm3/ hDP3.07518.4518.451D3=D4=D5=D6=0;2 2锅炉最大补给水量m3/ h D1=15.38 D2=61.5QmaxD1D2D3D4D5D6Dp DP=3.07579.9579.95D3=D4=D5=D6=0.专业.整理.下载可编辑正常水处理3 3系统Qn Qn(1 a)(T t)/T26.5726.57取 a=0.2(自用水部分集中a 为除盐设备自用水率。工作周期T 按一级除盐设备计算,交换器m3/ h最大供应);T=20h,t=
12、4hQmax Qmax(T t) /T95.9495.94不舍再生设备时 t=4h3.23.2 体内再生混床的计算体内再生混床的计算序号计算项目公式An最大采用数据Qn=35.36m3/h取 =50. 00m/h(待计算后返校)结果说明总工作面积1 1正常Qn0.7070.707由附表 3-1可知 , 取m2AmaxQmaxQmax=104.55m /h32.0912.0914060m/h根 据 附 表21-1,选用直2 2交换器直径(m)d=1.13An0.950.95径 d=1.0m 的定 型 混 床 设备,其截面积A1=0.775m2正常3 3选择混床台数最大mnnAn4An2A1d1
13、1计算结果取整数,且需满足关系式:A1,d 为所选用 的 阴 床 截面 积 和 直 径A4AMnmaxmaxmaxA1d2QnnmA1nnQmaxmaxMA1nmaxnMmax n1mn3 3(m ,m)24 4校验实际运行流速(m/h)正常Qn=35.36m3/h2m=1A1=0.775mnn45.6345.631 不得超过4060 m/h。2所选用的最大Qmax=104.55m3/hA1=0.775m2nMmax=344.9744.97混床台数为 3.专业.整理.下载可编辑阳树脂5 5混床内树脂3体积(m /台)阴树脂VRC A1hRC取 hRC=0.5mhRA=0.8m0.390.39h
14、RC,hRA为混床 中 阳 树 脂VRA A1hRAA10.775m20.620.62和 阴 树 脂 的高度EC和 EA为阳、6 6混床周期制水时间hT VRCEc VRAEAQnnmnEC=1750 mEA=1100 m3阴 树 脂 工 作385385交 换 容 量Cj3Cj=0.1 mmol/LCj(mol/ m )为 混 床 进 水离子浓度,按酸耗计算,3100%酸VECRCma,pRC1000取 RC=150g/mol 树脂EC=1750 m3用盐酸再生,101.7101.7RC取0.388m /台3100-150g/mol工业酸ma,i ma,p1盐酸 =31%328.1328.1
15、工 业 盐酸浓度(%)7 7再生时用酸量kg /台次再生酸液ma,r ma,p1c取 c= 3%2034.42034.4 再 生 酸液浓度(%)稀释用水m3Vama,r ma,i10003.063.06va进酸流速进酸时间 (min)60ma, rta1000A1va取va=5m/h,(m/h)51.4751.47 再 生 酸液密3=1.02g/cm3A1=0.775m2度(g/cm ).专业.整理.下载可编辑按碱耗计算,100% 碱ms,pVEARARA1000用 NaOH 再生,取 RA=200g/mol 树脂136.4136.4RA取200-250g/mol工业碱再生时用碱量再生碱液稀释
16、用水ms,i ms,p1取工业碱液=30%454.7454.7 工 业 碱浓度(%)8 8ms,r ms,pkg/台次1c取 c= 4%34103410 再 生 碱液浓度(%)m3Vsms,r ms,i10002.962.96vs进碱流进碱时间 (min)60ms, rts1000A1vs取vs=5m/h,速(m/h)50.7650.76 =1.04g/cm3再生碱液密3度(g/cm )v反洗流速反洗用水VbA1t60取 v=10m/h,t=15min1.941.94(m/h)t反洗时间(min)9 9再生时自用水量kg /台次置换用水取 ad=2m /m33ad置换时水0.62.0152.0
17、15的3VdVRCVRAad0.39,2比3耗(m /m )ac阳树脂正洗 水 比 耗正洗用水VfVRCacVRAaa取 ac=6m /m ,aa=12m /m33339.7659.765(m /m )aa阴树脂正洗 水 比 耗(m /m )3333.专业.整理.下载可编辑部分集中供应自用水V2=Va+Vb+Vs+Vd9.9759.975总自用水Vt VfVsVaVdVb19.7419.74q树脂混合压 缩 空 气 比耗1010再生用压缩空气量m3/台次VMai qA1t取 q=3m /(m min)t=1min322.3252.325t混合时间(min)压 缩 空 气 压力0.10.15MP
18、a1111每天耗工业酸量(t)mMa 24Mma,inn1000TMms,inn0.0240.0241212每天耗工业碱量(t)mMs 241000T0.0280.028以 年 运 行7000h 计1313年耗酸量(t)MMma,a ma7000247000247.07.01414年耗碱量(t)MmsM,a ms8.278.27以 年 运 行7000h 计每小时自用1515水量m3/ h由前级提供自用水集中公用自用水VM1VfTMnn0.0250.025根据自用水集中供应范围确定V2MV2MnnT0.0260.026.专业.整理.下载可编辑总自用水VtMVtMnnT0.0510.0513.33
19、.3 弱碱强碱复床工艺计算弱碱强碱复床工艺计算序号计算项目公式采用数据Qn=35.36结果说明m正常3/ hQnA QnV1M1 1设计出力3(m /h)V1M0.025m /h335.435.4根据自用水集中供应范围确定最大AQmax QmaxV1MQmax=104.55m3/ h104.6104.6正常弱碱阴床最大An,wQnA=30m/h1.181.181 强碱阴床一般采3.493.49用顺流再生2 弱碱阴床一般都有顺流再生1.181.183 强碱阴床和弱碱Amax,wAQmax2 2总工作面2积(m )正常强碱阴床最大An,sQnAQ阴床串联运行和串3.493.49联再生Amax,sA
20、max弱碱阴床d 1.13 An,wd 1.13 An,s1.231.23弱碱和强碱阴床均选用 d=1.25m 的定3 3交换器直径(m)强碱阴床1.231.23型设备,A1=1.23m2.专业.整理.下载可编辑正常弱碱阴床最大选择交换器台数wsnnA,wAn,wA14An,wd21.HBS.200.III选1 11A1,d 为所选用的弱碱阴床和强碱3 3nAwsmax, wAmax, wA1An,sA14An,wd2用阴床公称直径为 1250mm,截面阴床直径和截面积(m, m )24 4正常nnA,sws4An,sd2积为 A1=1.23m。2计算结果取整21 12 复床系统采用串联再生,
21、要求弱阴强碱阴床最大Awsnmax,sAmax,wA14An,w数, 且需满足关系式:nAmaxd2 n 1An床台数和强碱阴床3 3台数相等正常弱碱阴床校验实际运行流速(m/h)强碱阴床最大最大n,wQnAwsA1nnA,wAQmaxAwsA1nmax,wQnA=35.428.7928.79m3/ hmax,wA=104.6Qmax5 5mAn3/ h28.7928.7928.3528.351流速不得超过2030 m/h;正常n,sQAnAnAws1n,sQ=35.4mm3/ h28.3528.35max,sAQmaxAwsA1nmax,sA=104.6Qmax3/ h取122A SOs4/
22、962进水中阴6 6离子含量(mmol/L)强酸阴离子Cl3Cl=11.08mg/L,NO0mg/L3DN由混凝剂带入的强酸阴离子量(mmol/L) ;2.32.3 /35.53-412=75.03mg2SO4NO/6231/3PO/95DNCl、NO、3/L1/3PO4=0.94mg/LDN=0.35mmol/L3-12为原水中2SO4相 应 离 子 浓 度(mmol/L).专业.整理.下载可编辑SiO2(mg/L)为可脱 CO2器出口 CO2弱酸阴离子CO2SiO2A s4460溶性 SiO2含量,当0.180.18系统中有石灰处理及预脱盐时应按阳床进水水质取值DN由混凝剂带入的强酸阴离子
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