平煤股份十二矿矸石电厂锅炉水化学处理工程设计
目 录
一、 概述
二、 工程概况
三、 编制原则
四、 改造内容
五、 执行标准及规范
六、 工艺系统和设备的总体设计要求
七、 工艺流程及说明
八、 主要设备及型号
九、 供电要求：
十、 化学药品：
十一、 工程造价
十二、 工程实施与工期安排
十四、 劳动定员
十五、 服务及质量保证
十六、 工艺流程图
十七、 设备平面布置图
平煤集团十二矿矸石电厂
锅炉给水化学水处理系统改造技术方案
一、 概述
平顶山矸石电厂目前已有两期化学水处理系统，其中一套是近期新上的化学水处理系统，另一套是己运行十多年的老系统设备，由于本套系统长期运行，设备老化，运行负荷大大降低，已经多次整修，仍不能改变运行设备的漏、渗等现象，由于该化学水处理系统在整个运行过程中有很强的腐蚀性，大部分管路出现漏渗现象很严重，水泵叶轮及阳阴床罐体都有明显的腐蚀性，都不能正常使用，整套运行系统设备已失去再维修及使用价值， 并且经过该系统处理过水质远不能达到锅炉给补水水质的要求，长期的锅炉运行实践表明，锅炉的给水品质，是影响锅炉及热力系统安全、稳定、经济运行的重要因素之一。没有经净化处理或处理后不达标的水质含有许多杂质，特别是钙镁离子，这些杂质如果随给水进入锅炉系统便会形成水垢，将会造成极大危害：(1)导致锅炉受热不均匀，损坏金属;(2)降低热效率，增加能耗;(3)导致金属腐蚀;(4)易使蒸汽品质恶化。 其中水垢是形成所有危害的最主要的来源，水中钙镁离子的存在是当水温变化时形成水垢的主要原因，水垢的存在对锅炉、热交换器等设备运行时的效率和安全性都存在很大隐患，所以在国家强制性标准(工业锅炉水质标准等)中，对锅炉供水的硬度有非常严格的规定，加之目前平煤集团十二矿矸石电厂内冬季供热能源不足，远远不能满足职工的供热需求，所以必须对该套锅炉软化水设备系统进行改造成为当务之急。对此，平顶山煤业集团矸石电厂各级领导对此问题非常重视，决定对该电厂锅炉给水水化学处理老系统进行改造。该电厂委托我平煤集团天成环保工程有限公司提供锅炉水化学处理系统的改造方案，解决锅炉给水系统现有存在的各种问题，满足厂内供热需求，
受平煤股份十二矿矸石电厂委托，我公司组织技术人员深入矸石电厂现场进么实地戡察测量，详细了解现场情况，仔细咨询了锅炉运行管理人员，掌握了该系统存在的各种问题和不足，根据现场的实际情况，特编制该套水化学处理系统改造技术方案。
二、 工程概况
平顶山股份十二矿矸石电厂除盐系统设计水量为80m3/h,
采用原水水质：城市自来水，
用水方式：24h不间断用水，锅炉蒸发量为35m3/h,
设计技术指标：
(1)硬度 ~0μmοl/L 、 SS≤5 mg/L
(2)电导率(250)≤0.2μS/cm PH:10-12
(3)锅炉的水质严格符合GB1576—2001《工业锅炉水 质》的要求
三、 编制原则
根据项目原水特征，结合已有的工程实例，在确保进入锅炉给水达标的前提下，采用成熟、可靠、技术先进的处理工艺。
3.1、系统运行要求低能耗、低费用。
3.2、系统设备全面采用实现标准化、模块化和系统化的设计方式，以便快速安装和以后系统维护。
3.3、设备选型以技术先进、经济合理、安全可靠、高效节能，最大可能地减少维修费用为原则。
3.4、自动化控制设备以及主要检测仪器、仪表以先进产品为主。
3.5、设备、仪表、阀门及控制系统选型经过实际检验为运行可靠、稳定的产品;整个系统设计简捷合理、易于操作。方案设计合理、运行稳定、产水的品质满足设计要求，并已在多项类似工程中得到应用及检验。
四、改造内容
1、拆除原有6台阴阳离子床，更换2台新的阴阳离子床;
2、拆除原水泵房内2台原水泵，更换2台新的原水泵;
3、拆除原有2台中间水泵和2台玻璃流量计，更换2台新的水泵和2台玻璃流量计;
4、拆除原有3台再生泵，将现有2台除盐泵将之替换该处，并增加2台喷射器;
5、原拆原有两台计量箱，
6、拆除原有2台反洗泵，更换2台新的反洗泵，2台玻璃流量计;;
7、将现有2台除盐泵叶轮拆除，更换2台泵叶轮，并更换3台流量计。
8、拆除原有2台除碳器，更换1台新的除碳器;
9、拆除2台陈旧的原水泵;
10、拆除原有中间水箱和中间水池，更换1台新的中间水箱;
11、拆除原有储水箱，更换一台新的储水箱;
12、拆除原有设备基础，重新进行地基处理;现浇新的设备基础。
13、重新布置新的管路、电线路走向，新的设备安装位置。
五、执行标准规范
5.1国产设备的制造和材料应符合下列标准最新版本要求、
★《电厂水处理设备质量验收标准》 SDZ037-94
★《火力发电厂汽水管道设计技术规定》 GB/T19249-2003
★《水处理设备制造技术手册》 JB2932-1999
★《钢制焊接常压容器》 JB/T4735-97
★《橡胶衬里化工设备》 HGJ32-90
★《化工设备、管道外防腐设计条件》 HGJ34-90
★《水处理设备油漆、包装技术条件》 ZBJ98003-87
★《钢制压力容器》 GB150-1998
5.2、对外接口法兰符合下列要求，但不仅限于此。
★《接口标准与阀门和法兰标准配套》
★《管路法兰技术条件》 JB/T74-94
★《管路法兰类型》 JB/T74-94
★《凸面板式平焊钢制法兰》 JB/T81-94
★《管法兰用石棉橡胶垫片》 JB/T87-94
5.3、衬胶钢管和管件应符合下列标准的最新版本的规定要求，但不仅限于此。
★《衬胶钢管和管件》 HG21501-92
★《衬塑(PP、PE、PVC)钢管和管件》 HG20538-92
5.4、控制设备、测量仪器和电气设备的设计、制造应符合下列规定和标准要求，不仅限于此。
★《电站电气部分集中控制装置通用技术条件》 GB11920-89
★《低压电器电控设备》 GB4702-84
★《电力系统二次电路屏(台)通用技术条件》 JB616-84
5.5、如果上述规范或标准对某些专用材料不合适时，则采用材料生产厂的标准，卖方提供其反渗透所遵循的设计原则、设计和运行标准软件。
六、工艺系统和设备的总体设计要求
1) 工艺先进、技术成熟、设计合理、运行稳定可靠、维护简单。
2) 节省投资与运行费用。
3) 系统布置合理、美观，操作方便，易于维护。
七、工艺流程及说明
工艺流程图见附件1
由于该电厂锅炉给补水的原水使用的是城市自来水已经过预处理系统，本工程的改造系统主要由化学除盐系统和加药系统二部份组成。
化学除盐系统工艺流程：
调节水池来水→清水池→ 升压泵→ 机械过滤器→ 强酸阳离子交换器→除二氧化碳器→中间水箱→强碱阴离子交换器→(需须较深度处理可增加此套设备)混合离子交换器→除盐水箱→除盐水泵→主厂房。
加药系统是指化学除盐系统中各离子交换器再生用酸碱的贮存和计量设备。
加药系统流程为：低位酸槽→高位酸槽→酸计量箱→酸喷射器→强酸阳浮床(和混合离子交换器);低位碱槽→高位碱槽→碱计量箱→碱喷射器→强碱阴浮床(和混合离子交换器)。
工艺说明：
★压力式过滤器：压力式过滤器又称机械过滤器，机械过滤器纯水制备前期预处理、水净软化系统的重要组成部分。主要是利用填料来降低水中浊度，截留除区水中悬浮物、有机物、胶质颗粒、微生物、氯嗅味及部分重金属离子，是离子交换软化除盐系统的前级预处理设备，使给水浊度要求小于20度，出水浊度可达3度以下。机械过滤器是利用一种或几种过滤介质，在一定的压力下，使原液通过该介质，去除杂质，从而达到过滤的目的。其内装的填料一般为：石英砂、无烟煤、颗粒多孔陶瓷、锰砂。
本系统采用机械过滤器为焊接碳钢结构的立式圆筒形容器。直径为φ2600mm，内部采用环氧沥青漆防腐，进水结构采用穹形多孔板结构，过滤器上配有3窥视孔，1个位于滤料层上界面，1个位于两界面处，另1个位于反洗膨胀层最高处，窥视镜为150mm,高470mm，材质是透明，耐腐蚀，并具有足够的强度以承受来自交换器内部的压力，且机械过滤器侧壁将留有1个卸料孔。
通过过滤器处理之后的水质含有硬度较高的钙镁离子，进入锅炉之前必须进行软化，防止锅炉结垢和腐蚀。轻则造成垢下腐蚀、燃料浪费和缩短锅炉寿命，重则引发胀管、变形或爆管事故，工业锅炉水处理方法很多，总体可分为锅外水处理和锅内水处理。锅外水处理主要是水的软化，即在水进入锅炉之前，通过物理的、化学的及电化学的方法除去水中的钙、镁硬度盐和氧气，防止锅炉结垢和腐蚀。锅内水处理就是往锅炉(或给水箱、给水管道)内投加药剂达到防止或减轻锅炉结垢和腐蚀的目的。才能保证锅炉供热正常运行，
★本系统采用阴阳离子树脂交换方法来去除水中钙镁离子降低水中硬度达到使水软化的目的。
阴阳离子树脂交换原理：当含有各种离子的原水通过氢(H)型阳离子交换树脂时，水中的阳离子被树脂吸附，树脂上的可交换氢离子被交换到水中，与水中的阴离子组成相应的无机酸，将含有无机酸的水再通过氢氧(OH)型阴离子交换树脂时，水中的阴离子被树脂吸附，树脂上的可交换氢氧根离子被交换到水中，并与水中的氢离子结合成水。这样，原水在经过离子交换除盐工艺处理后，即可将水中的成盐离子“完全”除去，从而获得除盐水，这种离子交换除盐工艺被称为化学除盐工艺。当树脂吸附一定量的钙、镁离子之后，达到饱和交换容量就必须进行再生。再生过程就是用盐箱中的饱和盐水浸泡、冲洗树脂层，把树脂中的钙、镁离子再置换出来，并随再生液排出罐外，树脂恢复交换能力。
经阳床交换后，水中的钙、镁、钠离子被阳离子交换树脂所吸附，水中的碳酸盐在交换后则形成大量的碳酸。 由于在一定温度下，水中的碳酸化合物的比例与水的氢离子浓度有关。当PH<4.5时，水中的碳酸几乎全部以游离二氧化碳的形式存在。大量的游离二氧化碳存在于水中会影响水质。所以当原水中碳酸根的含量超过50mg/L时，应设置除碳器以除去水中的游离二氧化
▲ 除碳器：除碳器在离子交换水处理过程中的作用在于除去水中的二氧化碳，减轻阴离子交换的负荷，提高水处理系统的经济性及出水水质。该设备内部填料采用塑料多面空心球，水由除碳器的顶部喷淋而下，而风机将空气从除碳器的底部送入，喷淋而下的水流被塑料多面空心球变成薄薄的水层，水层接触从下而上的空气时，水中的二氧化碳从水中解离出来，实现脱除二氧化碳的效果，在软化水处理工艺中一般放在氢离子交换器的后面，经除碳器后，水中残留二氧化碳≤5mg/L。
中间水箱：除碳器之后的水进入中间水箱储存，中间水箱设置液位传感器，可随时检测、显示和控制中间水箱的液位。当中间水箱到达高液位时，自动停运前置系统过行;当中间水箱到达中间液位时自动启动前置系统和除碳器运行;当中间水箱到达低液位时自动停运中间水泵;当中间水箱液位又达到中间液位时自动启动中间水泵。保证整个系统实现全自动化正常稳定的操作运行。
◆中间水泵：中间泵主要是为后续设备提供正常运行所需的供水压力和供水流量。
☆树脂捕捉器：
在每台混合离子交换床的出水管安装树脂捕捉器一台，设反洗水管便于排空树脂捕捉器中的树脂。
☆再生装置：
配置一套与系统配套的混合离子交换床再生装置，由酸碱计量箱各一台、水射器二套、再生水泵二台组成。
☆再生、反冲洗系统
反洗：树脂失效后，在进行再生之前，先用水自下而上的进行反洗。反洗的目的有两个，一是通过反洗，使运行中压紧的树脂层松动，有利于树脂颗粒与再生液充分接触;一是使树脂表面积累的悬浮物及碎树脂随反洗水排出，从而使交换器的水流阻力不会越来越大。硬水进入控制阀，自中心升降管由上向下流动底部分流器分配给交换剂层，由下向上反洗交换后，再通过控制阀排水口排除废水。
再生：硬水进入控制阀后向上进入注水器，然后通过射流过程将盐罐中的再生还原剂利用虹吸原理吸入盐水，由上向下均匀分布于交换剂层进行再生还原，废液在经中心升降管底部分流器由下向上流动并通过控制阀排水口排除。
慢速清洗(即置换或小清洗)：再生用盐液在一定浓度、流量下，流经失效的树脂层，使其恢复原有的交换能力。在再生液进完后，交换器内尚有未参与再生交换的盐液，采用小于或等于再生液流速的清水进行清洗(慢速清洗)，以充分利用盐液的再生作用并减轻正洗的负荷，由上向下均匀流过树脂层，再经过中心升降管底部分流器沿管由下向上流动，再经过控制阀排出口排除废液。
快速清洗(大清洗)：目的是清除树脂层中残留的再生废液，通常以正常流速清洗至出水合格为止，硬水经控制阀进入树脂，由上向下快速衡洗交换剂层后，再由中心升降管底部分流进入，沿管向上流动后通过控制阀排出口排除。
向盐罐注水备盐液：向再生剂箱中注入溶液再生一次所需盐量的水，溶解氯化钠制取饱和盐水。
☆废水系统：
本系统再生所产生的酸碱液排至原中和池，经中和处理的送至洗煤厂。
☆系统管路部分：
系统管道设计应避免死角，并考滤冲洗系统，法兰采用相应压力等级准的平焊凸面结构形式，管内流速小于等于2.5m/s设计，自流管内流速小于等于1.5m/s,酸管道均为钢衬胶管，碱管道为碳钢管，衬胶管采用法兰连接。管道系统布置应做到简捷美观便于安装维护，流速合理，强度和刚度足够，做到四防:防振动、防磨损、防腐蚀和防堵塞
☆电气与自控系统：
采用PLC控制电动阀门技术，由PLC根据软化系统进出压差控制系统的正洗、反洗、再生等操作，并且由人机界面在监测其运行情况，操作直观方便、自动化程高。
☆土建设计
1) 所有设备、设施(包括土建构筑物)地基基础具有防腐、防陷、防渗等措施。
☆中间水箱及储水箱设计
箱体按全真空压力容器设计，储水箱设有直径600mm人孔，配有2个手孔(最小尺寸200mm)，液位计。设有排空设施。内壁防腐;外壁保温。为了便于维护和检修的设置平台和扶梯，平台扶梯的设计应满足GB4053.1～GB4053.4中的要求。
八、主要设备及型号
1、压力式过滤器：
直径：Φ2600mm 进水量：50-80m/h
材质：焊接碳钢衬胶结构
形状：立式圆筒形容器，
高度：4295mm,重量：50t
滤料要求：石英砂SIO2>99% 空隙率：47-53%，盐酸可溶性率<3.5% ，比重1.4-1.6，滤料高度2200mm,滤料垫层总厚度650mm
数量：1台
进水口DN125mm，净水出口DN125mm，反冲洗进水口DN125mm，反冲洗排水口DN125mm，排污口DN50mm，排气口DN32mm，卸料口DN150mm。
2、无顶压逆流再生阳离子交换器(本设备厂内已备有)
直径：φ1600mm 重量4052kg
流量：50-80m/h
数量：1台
进水口DN125mm，净水出口DN125mm，反冲洗进水口DN80mm，反冲洗排水口DN40mm，再生液进口DN80mm，排口DN65mm，。
3、无顶压逆流再生阴离子交换器(本设备厂内已备有)
直径：φ1600mm 重量：4158kg
流量：50-80m/h
数量：1台
进水口DN125mm，净水出口DN125mm，反冲洗进水口DN80mm，反冲洗排水口DN40mm，再生液进口DN80mm，排口DN65mm，。
4、除碳器
型号：GTF-120 配风机型号4-72-11NO4 配电机P=1.1kw G=60kg
直径：φ1200mm 高度：6000mm，重量4855kg
产水量80m3/h ,
填料层高3500mm
壳体材质：Q235-B，内衬胶两层，
填料：φ50多面空心球。
数量：1台
5、酸碱贮存槽
直径：φ2500mm V=25m3
数量：共2台
6、酸碱计量箱
直径：1000mm V=1m3 (配有螺栓连接及密封和各连接管)
数量：各1台
7、酸碱喷射器
材质：玻璃钢 出力：15t/h
进水压力〉0.28MP 出口压力≈0.15MP
数量：各1台
8、原水泵(配2台玻璃转子流量计)
型号：KQW100/160-11/2 Q=60-80m3/h, H=28m,
n=2960m/s P=7.5KW ，G=105kg
数量：2台
9、中间水泵(配2台玻璃转子流量计)
型号：KQW100-160-15/2 H=22m,
n=2960m/s P=7.5KW ，G=105kg
数量：2台
10、中间水箱
材质：碳钢内衬胶 容量V=20m3
11、储水箱
材质：碳钢内衬胶 V=200m3
12、再生泵
型号：KQW50-160-3/4 H=20m,
n=1480m/s P=3KW ，G=59kg
Q=10-15m3/h，
数量：2台
13、喷射器
输送碱液再生器：型号PSG-8.5 喷射量8.9t/h 重量14kg
输送酸液再生器：型号WGP-1511 喷射量7.5-11.1t/h 重量17kg
数量：各1台
14、除盐泵(配2台玻璃转子流量计,更换2个叶轮)
Q=200m3/h h=28m
数量：2台
15、电气与自控系统：数量：1套，(配PLC自控箱)
九、供电要求：
根据我方设计选型所需的容量要求，由用户提供动力电源送至我方的电气开关上。
十、化学药品：
调试过程中所有消耗品由用户提供。
十一、工程造价
本工程造价估算根椐现行村料市场价格及河南省工程造价定额进行工程造价估算。
工程安装投资估算表
工程总造价：表一+表二=120.42万人民币。 大写(壹贰拾万肆仟贰佰圆整)
十二、工程实施与工期安排
本工程开工时间一旦确定，将立即组织技术人员进行施工图纸的设计，并及时组织人员进行设备采购，确保供货期，我公司将根据甲方工程进度要求，随时派项目工作组进驻工地进行施工。
工程开工后，将根据进度计划所规定的施工周期，合理地安排施工工序，科学地组织施工，根据实际情况和变化，灵活调整施工工序与进度，通过施工网络，施工节点控制目标的实现，来保证工期目标的实现。
十三、安全措施
在施工期，服从甲方及监理人员的管理，做好文明施工，按规定采取施工安全措施，确保施工人员，材料，用电设施及设备的安全。
十四、劳动定员
经改造后锅炉软化水处理系统所有设备大部分为自动操作控制，管理操作简单，为保证该系统各设备正常运行，需配备相应的操作、维护，检修人员对设备进行操作，监控和维护。操作人员应严格执行操作规程，落实岗位责任制，确保水化学处理系统装置的正常运行。
十五、服务及质量保证。
1、售前服务
用户在选择产品之前，我司提供免费的选型和技术上的咨询，充分与用户及设计部门进行交流，以便使用户能选择出最适合于自身需要，满足使用要求的产品。
2、售后服务
1)设备从检验合格交付使用之日起，12个月之内质量保证，在保质期内正常使用中出现故障由我司提供免费维修及更换。
2)设备运行期间，发生故障或技术问题，我司在收到用户书面 (如传真、信函)和电话通知后1小时内进行非现场答复(通过电话或传真);如无法解决，我公司将派专业工程师在36小时到达现场，提供维修服务;
3)由于用户人为因素造成的设备损坏或故障，公司有权对损坏的设备做有偿更换服务;
4)随时提出减低运转成本方法，建议及改良方案;
5)免费提供调试等人员的操作培训;
6)保存客户维修记录，资料电脑存档，专人跟踪服务;
