水化学平衡分析

2024-06-29

水化学平衡分析（共12篇）

水化学平衡分析篇1

前言

在锅炉正常运行过程中, 如果其给水水质出现不良情况时, 则会导致锅炉的受热面出现结垢的现象, 结垢的产生, 则会影响锅炉的热效率, 同时锅炉管道的壁面还极易受到腐蚀, 严重时还会导致锅炉发生熔孔或是爆管的可能, 导致停炉事故的发生。水质对于锅炉正常、经济的运行具有较大的影响, 为了避免水垢的产生, 则需要加强电厂锅炉化学水处理技术的提高, 确保锅炉运行的安全性和经济性。

1 电厂锅炉化学水处理技术难点

电厂进行化学水处理时, 其工艺不仅复杂, 而且设备也较为分散, 首先需要将从江河湖泊中提取上来的水进行澄清、过滤、加氯进行杀菌和灭藻, 使原水变为工业水;其次通过对锅炉补给水处理后, 还需要对给水进行除氧工作, 还要对给水进行加氨防腐处理, 利用向炉内加入磷酸盐等药物进行排污、防腐和防垢处理;其次还要对热力系统中的水汽品质进行分析取样, 对于凝结水还要进行精处理, 进行加氨防腐蚀处理等。

2 热力发电厂锅炉补给水的处理

2.1 锅炉给水处理

目前在锅炉给水处理上, 通常对于新建的机组会采用氨和联氨的挥发性来进行处理, 这项处理工艺已较为成熟。对于中性处理和联合处理则可以在水质稳定后进行。传统处理时通常会采用除氧器和除氧剂来进行处理, 而现在利用加氧处理有效的改变了传统的处理方法, 创造了一个良好的氧化还原环境, 即使在低温状态下也能够生成保护膜, 从而起到对腐蚀的抑制作用。而且利用此法可以实现对给水系统的腐蚀产量的控制, 使药品的用量减少, 可以有效的延长化学清洗间隔, 确保运行成本的有效降低。这种氧化性水化学运行方式在我国还处于研究试验阶段, 国内的技术还不成熟, 而且这种运行方式只适用于高纯度给水, 应用中还要对其与系统材质的相容性进行充分的考虑。

2.2 除氧防腐

对于部分蒸汽锅炉和热水锅炉的给水都需要进行除氧处理, 以免对锅炉的给水系统和零部件带来腐蚀的影响。现在对于锅炉进行除氧防腐时通常都会通过物理方法、化学方法和利用电化学保护的原理来将水中的氧气进行排除, 从而达到除氧的目的。

2.3 加氧除铁防腐

电厂锅炉补给水系统中铁含量的升高对锅炉内体造成的腐蚀可以导致锅炉氧化铁污堵、结垢等腐蚀现象, 在实践工作中可以通过给水加氧技术有效解决这一问题。补给水加氧技术与补给水除氧技术截然相反, 是结合锅炉不同工况而采用的一种防腐技术。目前, 我国已在《直流锅炉给水加氧处理导则》行业标准中将电厂普遍采用的给水加氧、加氨处理称为给水加氧处理。给水处理采用加氧技术的目的就是通过改变补给水的处理方式, 降低锅炉给水的含铁量和抑制锅炉省煤器入口管和高压加热器管等部位的流动加速腐蚀, 达到降低锅炉水冷壁管氧化铁的沉积速率和延长锅炉化学清洗周期的目标。电厂锅炉补给水加氧技术主要利用了氧在水质纯度很高的条件下对金属有钝化作用这一性质, 其处理的原理是在给水加氧方式下, 不断向金属表面均匀地供氧, 使金属表面形成致密稳定的双层保护膜。

这是因为在流动的高纯水中添加适量氧, 可提高碳钢的自然腐蚀电位数百毫伏, 使金属表面发生极化或使金属的电位达到钝化电位, 在金属表面生成致密而稳定的保护性氧化膜。

直流炉应用给水加氧处理技术, 在金属表面形成了致密光滑的氧化膜, 不但很好地解决了炉前系统存在的水流加速腐蚀问题, 还消除了水冷壁管内表面波纹状氧化膜造成的锅炉压差上升的缺陷。但给水加氧处理必须在水质很纯的条件下才能进行。要控制好给水的电导率、含氧量、含铁量、电导率等参数。其前提是机组要配置有全流量凝结水精处理设备, 因为凝结水处理设备的运行条件和出水品质的好坏, 是锅炉给水加氧处理是否能正常进行的重要前提条件。同时, 在应用给水加氧处理前锅炉原则上应进行化学清洗, 除去热力系统中的腐蚀产物, 可在炉前系统获得最薄的保护性氧化膜。

但同时要明确的是, 加氧处理之所以可使炉前系统金属的表面产生氧化, 除水质高纯度这一先决条件外, 还必须有水流动的条件, 即在流动的高纯水中加入氧气才能在金属表面产生保护性氧化膜, 可以避免与除氧防腐技术相冲突, 以达到较好的防腐效果。

3 汽、水监督工作

3.1 对汽包锅炉进行炉水的加药处理和排污

锅炉最怕的是结垢, 因为结垢后, 往往因传热不良导致管壁温度大幅度上升, 当管壁温度超过了金属所能承受的最高温度时, 就会引起鼓包, 甚至造成爆管事故;而炉水若水渣太多, 不仅会影响锅炉的蒸汽品质, 还有可能堵塞炉管, 对锅炉安全运行造成威胁。所以, 一方面要加药 (如磷酸盐等) 处理, 除去水中的钙、镁离子, 防止结垢和避免酸性、碱性腐蚀;另一方面, 做好锅炉排污工作, 锅炉产生汽、水共腾的现象时, 则是没有及时进行排污所导致的, 所以要对锅炉进行及时排污, 确保更好的实现对汽轮机的保护作用。对于排污量的控制则需要由化学人员来进行操作, 过大过小都具有自身的不利之处, 所以需要确保水质的情况下还要顾全大局, 并严格按照相关的规程来进行操作。

3.2 对给水进行除氧、加药等处理

在汽轮机启动中, 需要对给水进行加氨和联胺的处理, 这可以有效的防止酸性物质对金属的腐蚀作用, 同时也可以避免残留的氨气可能会带来的氧腐蚀, 有效的减缓结垢的速度。在具体操作中除了依照相关的操作规范来进行外, 遇到特殊情况时还要灵活进行应对。

3.3 对汽包锅炉进行加药处理和排污

对于汽包锅炉在进行除垢处理时, 不仅需要保证水质的质量, 同时还需要通过药物来确保锅炉水中的钙离子不会形成水垢, 以水渣的形式随锅炉排污而排除。对汽包锅炉进行投区时, 通常会使用磷酸盐药品, 利用磷酸盐进行进行处理时, 不仅可以起到防钙垢的产生, 而且还有效的防止了碱性腐蚀的作用。汽包锅炉在运行过程中, 不可避免的会有部分杂质随着锅炉水而进入到锅炉当中, 导致锅炉水中含盐量和含硅量增加, 影响蒸汽的品质, 一旦锅炉水中的水渣较多时, 则极易导致锅炉炉管堵塞, 使锅炉的安全运行受到威胁。所以在锅炉运行时, 需要对水中的含盐量和含硅量进行有突然行动的控制, 同时利用及时更替锅炉内中部分水来对锅炉进行排污处理, 从而减少堵塞产生的可能。

4 结束语

目前我国电厂化学水处理技术与发达国家相比还存在着较大的差距, 所以仍然需要在实践中不断的总结经验, 加强探索, 强化技术水平, 确保锅炉水水质的优良, 保证锅炉安全、经济的运行。

参考文献

[1]李国强, 杨丽娟.电厂锅炉补给水处理问题探析[J].中国新技术新产品, 2013 (05) .

[2]汪艳华, 张炳雷, 邵春文.锅炉水质与安全经济运行[J].工业锅炉, 2012 (02) .

水化学平衡分析篇2

我国水处理化学品行业竞争格局分析

利用波特[1]的五力模型和零散型产业的概念,对我国的水处理化学品行业的竞争格局进行结构化分析,勾画出水处理化学品行业内企业的竞争战略群组.指出我国的.水处理化学品行业属于典型的零散型行业,而克服零散对该行业和某些业内企业来说可能孕育着重要的市场机会,并对行业内的关系营销等特点进行了简单概括.跟踪世界水处理化学品行业的发展趋势,找出我国水处理化学品行业存在的不足和面临的困境,结合行业结构分析提出该行业未来发展趋势.

作者：杨波杜云霞 Yang Bo Du Yunxia 作者单位：中化化工科学技术研究总院北京天龙水处理技术公司,北京,100011 刊名：化工科技市场英文刊名：CHEMICAL TECHNOLOGY MARKET 年，卷(期)： 29(1) 分类号：F426.7 关键词：水处理化学品行业竞争格局波特五力模型战略群组零散型行业

人体水平衡与人工肾篇3

人体内的水分同世间的一切事物一样有进有出，处于动态的平衡之中。人通过饮食获得水分，通过排尿、大便、经肺呼出和皮肤挥发失去水分。正常情况下，一个70公斤的健康成人，每天的尿量有1升多，经皮和肺的非显性失水大约为1升，全天总的失水在2升以上；另一方面，在标准的美国饮食的情况下，每人每天能得到2.2升的水分，加上机体在正常代谢情况下产生的一定数量的“内生水”，结果水分在入和出之间可以取得一个很好的平衡。

这种人体对水分的调整作用，主要是靠肾脏来实现的。在调整肾水运转方面，人体内有好几种物质起着十分重要的作用。这里特别要提到的是一种被称之为“抗利尿激素”的物质，它的增多能引起少尿，起到保留水分的作用；相反，其減少会引起利尿，增加水分的丢失。由于这些相关物质的作用，肾脏能在相当大的范围内实现对尿量的调整和控制。例如，在极端抗利尿情况下的尿量，与极端利尿情况下的尿量相比，减少100倍以上。另一方面，尽管尿量有如此大的变化，由于健康肾脏能通过对尿中溶质浓度的有效调节，使由尿中所排出的溶质总量不出现变化。这就是说不论尿量多少，健康肾脏都可以完成对人体内水和尿毒性物质的清除任务，有效地保证我们的健康。

连铸二冷水的气—水平衡分析篇4

二次冷却直接影响连铸坯表面和内部质量及铸坯表面温度。特别是对于表面裂纹敏感的钢种来说, 二冷水的控制质量至关重要。

二冷水的控制特点是要求流量控制范围大, 控制精度要求高, 因此常采用高精度的电磁流量计检测水流量。莱钢大方坯合金钢连铸铸坯过程中, 边角温度下降快, 二冷水采取气—水雾化冷却系统, 可以避免局部水楔和开浇、停浇时残留所造成的冷却不均匀。因此, 二冷水调试显得尤为重要。

1 系统概况

莱钢大方坯合金钢连铸二冷水系统采取气水雾化冷却, 共分4个冷却区, 1区 (即结晶器喷水区) 采取喷水强化冷却, 防止拉漏和鼓肚, 2～4区采取气水雾化冷却, 在每个区内冷却喷嘴均匀布置在铸坯的4个侧面, 其中2区单侧面分两组冷却区, 每组冷却区分别由4个和5个喷嘴组成, 3区单面布置10个喷嘴, 4区单侧面布置3个喷嘴, 共有喷嘴88个, 见图1。

上述各冷却区均匀设置流量调节阀, 过程计算机根据钢坯横截面、拉速、钢种修正参数等设定冷却水、空气流量设定值, 控制各区流量调节阀的开度, 实现对气水配比控制。二次冷却水流量与拉速满足以下关系:

Qi= (Aiv2+Biv+Ci) ×α

式中 Qi——某一控制回路的流量设定值;

v——拉坯速度;

α——过程补偿系数。

2 气—水平衡原理

图2是气—水平衡管路示意图。二冷水喷嘴由冷却水管和压缩空气管交互而成。冷却水与压缩空气相交, 相互干扰, 加上喷嘴的雾化作用, 水流成雾状喷射而出。

气水混合物的压力 (P) 取决于冷却水压力 (Pw) 、压缩空气压力 (Pa) 。P随着Pw增大而增大, 随Pa的增大而减小。关系如下:

P=ξ (Pw-Pa)

式中 P——气水混合物的压力;

Pw——冷却水压力;

Pa——压缩空气的压力;

ξ——压力修正参数。

根据伯努力方程等可推出冷却水流量与水压、压缩空气的关系是:

undefined

喷嘴在扇形段中垂直布置, 管损忽略不计, 要使被调喷嘴的流量与基准喷嘴的流量相等, 则需要在空气回路中加一个流量孔板, 产生合适的压损, 也可控制阀门的开度从而达到修正喷嘴流量的目的。

3 平衡度和平衡点

平衡度W即是被调校喷嘴的流量与基准喷嘴的冷却水流量及扇形段各段冷却水流量之比 (W=Q/Q平) , 它是衡量被调整喷嘴的流量与基准喷嘴的流量的相等程度的参数。平衡点是平衡度等于1的点, 即理想的最佳点。

设最大流量时节流件的压损为△Pαmax, 空气最大流量时喷嘴背压为Pα1, 冷却水最大流量时喷嘴背压为Pw1, 空气在孔板前的压力为Pα, 冷却水在孔板前的压力为Pw。则

Pαmax+Pα1≤Pα;

Pαmax+Pw1≤Pw。

只有满足以上两个条件, 才能使平衡点处于最大流量与最小流量之间。

4 流量孔板的确定

由以上看出, 在确定流量孔板时应先确定最少流量时的平衡度, 其次考虑最大流量时喷嘴空气背压的上限值。喷嘴空气背压不能太低, 以便使最低位置的基准喷嘴的压力大于其与补正区域内最高喷嘴的水位差。空气孔板的压损特性如下:

undefined

式中 Qa——空气流量Nm3/h;

m—— (d/D) 2;

d——节流件孔径;

D——管道内经;

a——流量参数, 由厂家提供;

ε——膨胀系数, 0.95～0.98K-1;

P1、P2——节流件前后的绝对压力;

γ1——孔板入口空气密度, γ1=γn ( P1/ PN) × (TN/T1) ;

γn——1.293kg/m3;

PN——标准大气压, 约等于1.01×105Pa,

TN = 273K;

T1——流量孔板入口温度, K;

R——修正系数1.0。

5 调试

铸坯主要是靠调节经空气雾化的喷淋冷却水流量进行冷却的, 每一个铸流的二冷水共设置20个流量控制回路, 对铸坯的上下弧面、左右侧面的水和压缩空气流量分别进行控制。每个回路的流量按其自身的设定值单独控制, 为了使控制的范围足够大, 每个控制回路均采用2个调节阀进行分程调节。为保证在正常操作条件下和在浇铸、拉拔、结晶器调宽、异钢种连铸、中间包交换等过度状态或非正常状态下都能有效地控制二冷水, 控制系统除设计计算、水量串级控制、汽水配比控制以外, 能及时对水量进行补偿和修正。过程控制机根据不同钢种、规格及拉速确定其相应的“函数模型”, 计算并设定相应的控制参数, 送至集散型仪表对冷却水流量进行计算和控制。

二冷水控制有三种方式:动态控制方式 (亦称计算机方式) 、自动控制方式、手动控制方式。在动态控制方式中, 过程计算机上设定水流量参数和配水比, 实施对二冷水和空气流量的控制。

5.1 仪表单体调试

仪表单体调试要求检测室或校验室满足温度、湿度、电源等条件。

(1) 按系统整理设备清单, 准备调试标准仪表及相关机具。

(2) 校对仪表型号、规格、量程范围、绝缘等级等, 检查被校仪表应外观是否完好, 附件是否齐全, 气密性是否良好。

电源、气源具备调试条件, 连接校验回路, 连接被校仪表管路、上电。

依次对压力、控制阀等仪表上电进行单体试验, 检查仪表的死区, 在仪表全刻度范围内均匀选取不少于五点, 对仪表上升、下降行程进行检查, 调整仪表的零点和满刻度, 调整形程限位, 迁移零点, 校准示值、阻尼特性, 并做好记录及数值修正。确定仪表误差、回差;对误差、死区等进行修正, 确定其线性。

5.2 空气流量调试

二冷水气——水平衡管路和设备位置见图3。在进行本调试前, 相关设备要全部单体调试完。空气系统、冷却水系统、连铸机的机械、电气、仪表各系统、冷却水、空气的运转调试完毕。准备好调试的机具, 标准压力计和孔板样板。

(1) 在扇形段冷却水管的汇集管和软管之间接头处 (见图3) 内加盲板, 以防止空气通过水与总管相通。

(2) 电动阀置手动位置, 并手动操作将阀开至50%的开度。

(3) 确认扇形段水管内无水。

(4) 根据事先的计算在空气管上更换相应的孔板, 调整扇形段空气支管和汇集管的气压差ΔPao1, 以设计给定的最小空气流量给气, 用多管压力计测量空气总管和支管孔板后的压力。分别测出ΔPaoi, 看其与计算值是否接近, 否则更换孔板, 直到接近为止。再逐列检查其它喷嘴的ΔPaoi。

(5) 用最大空气量逐列复核最小空气量调试得出的气压值ΔPaoi是否有变化, 确保压差数值不发生数值颠倒现象 (可不考虑数值的细小不变化, 数值调整将在平衡度调整中进行) 。

(6) 调整扇形段各区域不同控制回路供气管上的手动调节阀。先用最小空气流量调试, 检查压差ΔPao是否接近计算值, 然后用最大空气流量复核, 确认数值无颠倒现象。

5.3 气—水混合调试

拆除临时安装在水汇集管上的盲板, 恢复管路至正常状态。先以最小空气流量和最小冷却水流量喷雾, 同空气流量调试一样调整孔板, 测量ΔPaoi和ΔPao, 检查数值, 无颠倒现象则属正常。

5.4 平衡度的测试

测出实际各喷嘴的最大流量和最小流量, 并分别计算出平衡度。若平衡度超差, 则更换孔板至符合系统要求。

5.5 切断阀切断效果检验

模拟铸坯浇铸和停浇, 检查各段冷却水切断阀的开、闭及冷却水的通、断情况, 开浇时各段相应情况, 停浇时切断阀的切断效果, 调整参数。

5.6 二冷水开闭顺序调试

模拟铸坯浇铸、停浇生产条件, 检查各段调节阀的开、闭和二冷水和喷水冷却的顺序。开浇时, 应沿铸造方向依次打开二冷水调节阀;停浇时应顺次关闭各段调节阀。

5.7 小流量间歇控制调试

模拟缓冷和低速浇铸条件, 检查和调整二冷水小流量状态下的间隙控制性能。

5.8 应急系统调试

二冷水系统在控制系统出现故障、气—水冷却用的空压机出现高故障全部停机、供水系统出现故障、在系统启动水塔事故水的情况下, 系统要能自动切换到预先设定的规定流量。在喷水量为零时, 要有防止喷嘴堵塞的自动保护和用于检修的模拟喷水。模拟系统故障状态, 检查并调试应急切换系统。

5.9 联试

现场仪表安装、单试、硬件恢复、软件调试、系统接口等工作完成, 并对以上条件待确认好后方可进行联动试车, 确认和检验二冷水调试效果和系统控制的质量。

6 说明

伯努利方程是针对理想介质而言的, 因此, 在调试过程中应灵活考虑, 而不应拘泥于计算结果, 应从平衡度出发考虑孔板和孔径。

7 结论

长期对连铸机二冷水调试实践证明, 以上调试方案切实可行, 经调试后的气—水平衡控制精度满足设计要求, 运行稳定, 性能良好。

参考文献

[1]周建南.钢铁生产工艺装备新技术.北京:冶金工业出版社, 2004.

水化学平衡分析篇5

秦皇岛抚宁县大泥河地下热水水化学特征及成因分析

秦皇岛市抚宁县大泥河地下热水主要赋存于太古界单塔子群白庙子组变质岩中,水化学类型为Cl-Ca・Na型水,水化学成分与温度密切相关,水中可溶SiO2含量、F-含量较高,与水温呈正相关关系,由离子特征系教推测地下水的形成机制.

作者：回广荣作者单位：河北省地勘局秦皇岛矿产水文工程地质大队,河北,秦皇岛,066000 刊名：科技信息英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 年，卷(期)：2009 “”(9) 分类号：P64 关键词：地下热水水化学特征离子特征系数成因分析抚宁大泥河

浅析电厂化学水处理的发展现状篇6

关键词：电厂化学水处理技术发展应用环保

化学水处理系统是电厂中一个很重要的组成部分，自然水中含有对设备有害的物质成分，直接利用自然水则会对工厂设备产生腐蚀性的破坏，必须经过一套工序的处理才能被利用。

热力发电厂中，由于汽水品质不良，会引起热力设备结垢和腐蚀，引起过热器和汽轮机积盐，为了保证热力系统中有良好的水质，必须对水进行适当的净化处理和严格地监督汽水质量，热力发电厂的水处理工作主要包括以下四处：

1、锅炉补给水处理

工艺流程按照功能一般分为：预处理部分、一级除盐部分、精除盐部分。处理工艺上从传统的离子交换、混凝、澄清过滤向膜分离技术发展。因离子交换法操作复杂、运行费用高、有酸碱废液排放，同时自动化程度低，已逐渐被膜法所代替。上世纪70年代反渗透的开创应用和近几年EDI技术的发展。这些技术的发展使水处理工艺越来越符合环保要求，符合现代工业技术的发展潮流。

锅炉补给水水处理工艺预处理的主要目的是去除小的颗粒悬浮物、胶体、微生物、有机污染物和活性氯。预处理的一般工艺是对水进行混凝澄清、过滤，出水浊度降到1～ZNTU以下。根据需要，决定是否需要加氯杀菌；当余氯含量高时，决定是否需用还原剂或吸附脱氯。

一级除盐过程一般是用很多化学方法来完成，现在普遍采用的几种脱盐技术有：离子交换技术、反渗透技术、电渗析技术等。

目前，常用的精除盐系统有混合离子交换器、二级反渗透、电渗析和连续电再生除盐技术（EDI）。混合离子交换器是成熟的精除盐技术，出水水质比较高，可以达到出水二氧化硅小于20μg/l，出水电导率小于0.2μs/cm。但存在以下缺点：再生操作复杂，有酸碱废水排放，树脂交换容量的利用率低、树脂损耗大。反渗透脱盐率高，可以达到95%以上，但是，反渗透对对二氧化硅的脱除率较差。EDI装置是近十年发展起来的新工艺，是将电渗析和离子交换除盐技术组合在一起的精脱盐，

2、锅炉给水处理

目前用氨和联氨的挥发性处理在炉水处理运用上较为广泛，但它存在一定的局限性，用于给水除氧也存在缺点与不足：在除氧效率上不如亚硫酸钠，水温低时除氧速度慢，只能在较高的温度下才能有效地与氧反应达到除氧目的；分解温度很高；联氨是一种毒性较强的物质，并被怀疑有致癌作用，操作时容易溅到人的眼睛、皮肤或衣服上，极易被人体吸入，影响操作人员的健康；并且联氨的挥发性强、易燃、易爆，给运输、贮存和使用带来了麻烦。虽然如此，国内许多电厂还是采用联氨除氧，但欧、美、日等国家已相继摒弃联氨，开发和应用新型的有机除氧剂。

3、锅炉炉内水处理

对汽包锅炉进行炉水的加药处理和排污，即为炉内水处理。

对汽包锅炉进行加药处理和排污为了防止在汽包锅炉中产生钙垢，在锅炉水中投加某些药品，使随给水进入锅内的钙离子在锅内不形成水垢，而形成水渣，随锅炉排污排除。随着发电机组不断向大容量、高参数发展，对水汽品质提出了更高的要求。但是，机组大修时，发现许多汽轮机叶片上沉积了大量的磷酸盐垢和铁垢。分析认为，造成这种现象的主要原因是给水、炉水pH 值控制偏差较大。平衡磷酸盐处理既保持了磷酸盐处理的缓冲性，又可以彻底避免发生磷酸盐暂时消失现象。其技术关键是通过试验找出不发生磷酸盐暂时消失现象的炉水磷酸盐允许最大浓度（即平衡点），使炉水磷酸盐含量降低至平衡浓度以下，同时为了避免pH 偏低，向炉水中加入少量NaOH。此外，Na/PO4比应≥315，以避免磷酸盐和氧化铁反应生成复杂的难溶水垢。

4、凝结水处理

随着发展目前绝大多说高参数机组设有凝结水精处理装置，这些装置多以进口为主，其中再生系统是高塔分离装置、锥底分离装置。但真的实现长周期氨化运行的目的的精处理装置屈指可数，实现氨化运行从环保、经济角度出发将成为今后精处理系统发展方向。现在的运用考虑需注意设备投资、设备布置、工艺优化方面，应注重原有的公用系统的利用率，例如减少树脂再生用风机、混床再循环泵等。

水化学平衡分析篇7

徐庄煤矿位于江苏省沛县境内,矿井生产能力为150万t/a,主要开采二叠系山西组的7煤、8煤层。矿井充水水源来自以下5个含水层:

1) 第四系砂(砾)松散含水层。在矿区的煤系地层上覆盖有厚66.85~241.85 m的新生界松散层,主要由黏土、砂质黏土、混粒土和砂层组成。根据其含水性,将井田内第四系地层自上而下划分为6个含水层,5个隔水层。其中第6含水层组(简称底含) 直接覆盖在煤系之上,为浅层煤层开采的直接充水水源,在构造导通或钻孔封闭不良的情况下,可成为矿井的间接充水水源。

2) 煤系砂岩裂隙含水层。地下水主要赋存于下石盒子组底部分界砂岩裂隙及7煤、8煤层顶底板砂岩裂隙。对矿井开采有直接影响的是其顶底板砂岩裂隙水(简称砂岩水)。单位涌水量q=0.003 12 L/(s·m),渗透系数k=0.001 2 m/d。

3) 太原组灰岩含水层。平均厚度157.58 m,其中石灰岩有14层。直接威胁煤层开采的是L4灰岩含水层组(简称四灰),富水性较弱,q=0.015 L/(s·m),k=0.26 m/d。该层组平均厚度9.52 m,距7煤平均69.1 m,距8煤平均57.89 m,由于导水裂隙的导通、断层的错动使该含水层与煤层的距离缩小,在采动条件下地下水有可能涌入矿井。

4) 奥陶系灰岩含水层。该含水层组在井田内揭穿厚度558.37~737.47 m,自下而上分为6个组,即三山子组、贾汪组、肖县组、马家沟组、阁庄组、八陡组。各组之间岩溶发育程度及富水性有一定差异,其中马家沟组岩溶发育较好,富水性较弱,q=0.034 4 L/(s·m),k=1.32 m/d。目前矿区开采的7煤、8煤层未波及到该含水层组,但由于奥灰厚度大,奥灰含水层在断层附近可与煤系地层通过“对接”产生水力联系。

5) 采空区水。徐庄煤矿为单斜构造的地层,采区和工作面由浅至深进行设计和布置,工作面开采后,产生了垮落带和断裂带,其中断裂带波及到其他含水层,形成采空区水。近年来由于综采放顶煤技术的普及使用,工作面开采规模越来越大,导致工作面采后积聚大量顶板砂岩水,矿井7235、7222、7215工作面采后出水都与其有关。由于采空区水具有水量集中和瞬间突出量大的特性,对采掘工作面的安全构成了极大的威胁,采空区水已成为威胁矿井安全生产的最主要的水害之一。

2 突水水源的水化学特征

矿区可充水水源目前主要有底含水、砂岩水、四灰水和采空区水,充水因素较多,所以在防治水过程中首先要查明突水水源,然后有针对性地采取措施加以防治[1]。地下水的化学成分极其复杂,与周围的介质密切相关。上述各含水层所处的地化环境不同,形成了各自不同的水化学特征[2]。分析发现不同的充水水源在水化学特征上存在一些明显的差异,因此可利用水化学特征分析来判断矿井充水水源。

1) 底含水。Ca2+,Na++K+,Mg2+,HCO-3,SOundefined含量占较大比例。总硬度变化幅度较大,多在250~1 500 mg/L。运用piper三线图方法对底含水的水质成分进行分析可知,底含水的水质类型多为Ca-Na-Mg-HCO3-SO4型,见图1。

2) 砂岩水。由大量的水质检测结果数据制作而成的砂岩水的piper三线图来看,砂岩水中Na++K+的含量占阳离子含量的40%以上,SOundefined含量占阴离子的50%~80%。硬度值多分布在500~1 000 mg/L。与底含水相比,砂岩水具有较高的Na++K+和SOundefined含量,其水质类型多为Na-Ca-SO4-HCO3型,见图2。

3) 四灰水。四灰水水化学特征与砂岩水相似,Na++K+,SOundefined含量较高。其中,Na++K+的变化范围在142.93~450.00 mg/L,Ca2+的变化范围在102.55~241.45 mg/L,SOundefined的变化幅度较大,多在149.41~1 164.83 mg/L。硬度值多分布在500~1 000 mg/L。四灰水的水质类型多为Na-Ca-SO4型,见图3。

4) 采空区水。采空区水多处于封闭状态,径流条件差,具有较高的矿化度和SOundefined含量。采空区水中占较大比例的Na++K+,Ca2+,SOundefined,HCO-3,其含量分别在222.20~1 390.25,68.09~507.52,378.26~3 701.11,185.68~1 298.44 mg/L变化。采空区水的水质类型多为Na-Ca-SO4-HCO3型,见图4。

3 判别模型

3.1 判别原理

利用Spss统计分析软件,采用逐步判别分析法建立水源判别模型。判别的基本思想是从已掌握的历史上每一类别(母体)的若干组数据(个体)出发,总结分类的规律性,建立判别函数,由判别函数来判断新的个体应属的母体,从而达到分类的目的[3]。

记个体x由m个变量组成,x=(x1,x2,…,xm),设每个个体来自且仅来自G个母体A1,A2,…,AG中的一个,目的是对任意一个个体判别其应属于哪个Ag(g=1,2,…,G )。判别准则是把每个个体X看作m维欧氏空间R上的一个点,找出将R划分成G个互不相交的子空间R1,R2,…,RG的划分法,从而确定任一个体应属的母体。

若设母体的概率密度为fg(x),先验概率为qg ,且实属某一个母体而被错分到其他母体所造成的错误损失均相等,则判别函数可建立如下:

Yg(X)=qgfg(x), g=1,2,…,G

特别是若母体服从正态分布,判别函数为线性,则有:

Yg(X)=ln qg+C0g+C1gX1+C2gX2+…+CmgXm, g=1,2,…,G

有了判别函数,对于新的个体X,只要依次算出Yg(X)(g=1,2,…,G ),找出其中最大的一个体,设为Yk(X),即undefined,就可把X划入母体Ak类。

3.2 水源类别的划分和判别指标的选取

依据以上分析在研究区采集4类充水水源:底含水、砂岩水、四灰水和采空区水。选取Ca2+,Na++K+,Mg2+,HCO-3,SO2-46个指标。在4类水源中选取28个典型水样,其中24 个水样用作建立判别函数(4,15,18,28水样作为检验水样) , 以A,B,C,D作分类变量,分别代表底含水、采空区水、四灰水和砂岩水, 见表1。

3.3 判别变量的筛选和判别函数的建立

判别分析时,若把每个变量都进入判别函数,不仅计算量大,而且各个变量的判别能力有大有小,建立的判别函数不稳定,因此需要检验每一单个变量的判别能力[4]。Spss统计软件提供了5种方法确定判别函数中变量的引入和剔除[5],本次选用威氏准则的λ值来确定判别变量的筛选。

通过逐步判别分析最终选出Ca2+,Mg2+,SOundefined3个指标作为影响显著的预测变量进入判别函数,并得到逐步线性判别函数如下:

YA=0.109[Ca2+]+0.098[Mg2+]-

0.014[SOundefined]-6.888

YB=-0.145[Ca2+]+0.278[Mg2+]+

0.043[SOundefined]-9.36

YC=-0.157[Ca2+]+0.392[Mg2+]+

0.076[SOundefined]-37.538

YD=-0.013[Ca2+]-0.007[Mg2+]+

0.031[SOundefined]-8.008

式中[]表示各离子的实测浓度值;YA,YB,YC,YD分别是关于底含水、采空区水、四灰水、砂岩水的判别函数。利用这4个判别函数进行水样水化学判别归类的原则是,把待判水样的Ca2+,Mg2+,SOundefined的实际浓度值代入方程中,计算出函数值并进行比较,把水样划归为函数值最大的方程所代表的类别。

3.4 判别效果检验

1) F检验显著性分析。若检验1,2两类间的判别效果,可采用F检验值:F1,2=n1n2(n1+n2-1-p)Dundefined/(n1+n2)(n1+n2-2)p,式中:n1,n2为第1,2类样品个数;p为判别变量的个数;Dundefined为广义马氏距离,undefined,表示变量间的协方差矩阵;undefined分别表示第1,2类的子样均值向量。

在均值相等的假设下,F1,2服从自由度为p和(n1+n2-1-p)的F—分布,在给定显著性水平α下,若F1,2>Fα(Fα是在显著性水平为α的F临界值),则该两类判别效果显著。对于多类判别的情况,可把各个类别两两配对,逐对计算F值,用以辨明各对的判别效果。当计算所得F值大于相应临界值时,两类间有显著性差异,且F值越大,差异越显著,判别效果越好[6]。

矿区含水层逐步判别F检验结果见表2。由表2可知,在检验水平α=0.05,各类间F值大于F0.05,类间差异显著,说明选入Ca2+,Mg2+,SOundefined3个变量的判别能力显著,效果较好,能有效地判别矿区4个主要突水含水层。

2) 回判检验。将已知样本代入已建立的判别方程,按各母体的后验概率重新归类。如果重新归类结果与已知类别的符合率很高,则判别函数的效果就好。对参加建立判别函数的24个水样进行回判检验重新分类,有1个错判,正确率达95.8%。对应于砂岩水,选取的建立判别函数的3个水样中,有2个被正确判为该类,占66.7%,有1个(编号25)被错判为采空区水类,占33.3%。其余各类均判断正确,正确率达100%。

3) 样品检验。4个检验样品的判别结果见表3。将4个检验样品的Ca2+,Mg2+,SOundefined的实际浓度值分别代入所建立的判别函数,所得的函数值如表3中所示。根据归类原则,检验样品4,15,18,28分别归属于底含水、采空区水、四灰水、砂岩水,与原属类别一致,正确率达100%。由此可见,判别效果很好,可以利用判别函数对未知水样进行判别。

4 结论

依据来自于矿区4个主要可能的突水水源的28个水样的常规离子含量,建立了矿区突水水源判别模型,经检验效果较好,对矿区的防治水工作具有重要意义。然而,在实际生产中出水水源并不是某个单一的含水层,常常会出现混合水,并且其水化学特征随着煤矿的开采会发生一定的变化,使得矿井水文地质工作难度加大,因此应定期取水样分析,并根据水文地质条件、出水特点、出水量大小等因素综合考虑,掌握动态变化趋势,找出混合水源,及时提出正确的治理方案和预防措施,确保安全生产,以使矿井水害降到最低限度。

摘要：以徐庄煤矿为例,分析了矿井4个突水水源的水化学成分;应用逐步判别方法建立了徐庄煤矿突水水源判别模型,经检验,该模型具有较好的判别效果。对矿井突水水源判别及防治水工作具有一定的指导意义。

关键词：突水水源,水化学,逐步判别,水源判别

参考文献

[1]许福美.田螺形矿井地下水化学特征分析与应用[J].西部探矿工程,2005(5):69-71.

[2]汪世花.鹤壁矿区各含水层水化学特征与水源判别初探[J].中州煤炭,1998(5):30-31.

[3]段佐亮.模式识别—逐步判别分析法在农业环境质量分级中的应用[J].农业环境与发展,1995(3):13-19.

[4]高艳秋.多组逐步判别分析在矿井水源判别中的应用[J].北京工业职业技术学院学报,2007,6(2):11-14.

[5]苏金明.统计软件Spss系列应用实战篇[M].北京:电子工业出版社,2002.

水化学平衡分析篇8

关键词：火电厂,锅炉化学水处理,技术

1 水质和结垢对锅炉运行造成的影响

1.1 水质对锅炉运行热效率的影响

水垢导热系数仅相当于七分之一到千分之一的钢铁, 当锅炉出现结垢时, 势必恶化锅炉受热面的传热性能, 燃烧燃料释放的热量无法向锅炉介质有效传递, 烟气带走了大量热量, 增加了排烟热损, 降低了锅炉出力和蒸汽品质, 同时也影响了锅炉的热效率。通过检测, 锅炉受热面结垢达到1mm时, 将会增加8%-10%的燃料消耗。

1.2 结垢对锅炉安全运行的影响

水垢降低了锅炉运行热效率和出力, 为了对其有效维护, 锅炉工一般会加大燃料用量以及引凤风量, 进一步提升了炉膛温度强化了换热。相关资料说明, 1MPa运行压力的锅炉水冷壁结垢3mm时, 壁温从280℃提升至580℃, 造成钢材抗拉强度降低到100MPa, 而通常锅炉管应用温度是不超过350℃, 超过450℃就会出现蠕变, 充分表明锅炉反复出现爆管的原因是锅炉产生了超标的水垢。

2 火力发电厂锅炉补给水处理技术

当前针对新建的机组, 通常利用氨和联氨的挥发性处理效果很好, 但是一旦稳定水质以后, 则需要通过中性处理或者联合处理方式实施锅炉给水处理。加氨处理不仅节省了药品施用量, 还适当延长了化学清洗间隔时间, 对于节省运行成本发挥了重要意义。

2.1 防氧防腐

国家对部分使用蒸汽锅炉与热水锅炉的除氧做出了明确的规定, 进一步对锅炉给水系统与零部件进行了积极的保护, 避免了由于腐蚀造成的损坏。

当前针对锅炉给水实行除氧防腐的方法包括三种, 分别是物理、化学以及电化学保护。可以利用物理方法排出锅炉给水形成的氧气。也可以通过药剂或者是钢屑除氧法把进入锅炉前的补给水转化为较为稳定的金属物质或者是化合物, 进一步消除氧。此外还可以利用某种容易发生氧化的金属出现电化学腐蚀, 这样能够尽快消耗水中的氧, 实现除氧目标。

2.2 加氧除铁防腐

当火电厂锅炉补给水水质纯度较高时, 可以通过加氧技术实现防腐。因为当水质环境纯度较高时, 金属发挥了钝化功能, 如此可以向金属表面均匀实施供氧, 此时金属表面出现极化, 同时金属获得钝化电位, 进一步在金属表面产生了一层稳定的保护膜。其有效预防与解决了由于水流加速导致的腐蚀问题, 并且当水冷壁管内出现波纹状氧化膜时还会提升锅炉压差, 形成的保护膜, 对这一压差提升问题有效进行了解决。

2.3 全膜法水处理技术

近些年来, 以超滤、反渗透、电解除盐等作为代表的膜分离技术作为创新水处理应用技术获得了迅速的发展。膜分离技术工艺简单, 便于运行维护, 水质可靠稳定, 获得了普遍欢迎, 这一工艺具体是通过膜分离技术研制脱盐水。

3 处理汽、水监督技术

3.1 通过加药和排污技术保护锅炉

在火电厂生产过程中, 要保证锅炉不会出现结垢问题, 同时还必须科学控制锅炉水渣, 若这两点技术无法达标, 锅炉不但会由于结垢而不能很好的传热, 同时还会由于存在很多水渣杂志产生堵管问题, 这些问题都会形成爆管隐患。因此必须做到:第一, 利用磷酸盐等物质的添加中和锅炉内部杂质, 进一步有效解决结垢问题, 彻底解决腐蚀问题。第二, 贯彻落实锅炉排污工作, 当锅炉形成汽水共腾问题时, 充分表明锅炉缺乏有效的排污, 因此, 这就需要有关的技术人员拥有丰富的经验, 在迅速排污的过程中, 保证排污量达到要求。

3.2 对汽包锅炉实行加药与排污

气泡锅炉和直流锅炉的最大差异就是有无气泡, 这也决定了二者的最大不同, 就是有无循环水泵。在对汽包锅炉除垢处理过程中, 必须严格监测水质情况, 同时还要利用添加对应的药物进一步对结垢问题有效避免, 充分保证汽包锅炉不会产生安全问题, 并且最大程度体现自己的作用。通常选择磷酸盐作为主要添加的药物, 达到除垢目标的同时发挥防腐作用。另外, 为了避免锅炉堆积杂质而对蒸汽质量造成影响, 需要严格控制炉水含盐、硅等量, 并且迅速组织排污工作, 最终积极控制炉堵塞问题。

3.3 对给水实行除氧、加药处理

在开启汽轮机时, 需要对给水采取加氨与联胺处理, 这样能够有效避免酸性物质腐蚀金属, 同时也可以防止残留的氨气极有可能产生的氧腐蚀, 对于结垢速度有效延长。在相关操作中除了根据有关操作执行以外, 遭遇特殊状况时还必须灵活进行对应。

3.4 对循环水实施防垢

火电厂生产过程中拥有流量较大的循环水, 若水质质量无法达到要求, 则不但影响了汽轮机凝汽器的冷却效果, 还对循环水系统内部设备与管道的安全性造成了巨大的威胁, 同时还影响了运行供热机组的经济性。

运行循环补水过程中还会析出碳酸盐硬度, 会造成管道和社会受到一定程度的腐蚀与结垢问题, 因此必须借助稳定剂严格控制, 防止出现水垢, 也可以通过将氧化性杀菌剂联合非氧化性杀菌剂添加到循环补充水中的方法, 及时处理腐蚀与结垢问题。在正常控制水质的情况下, 在不结垢的前提下, 为了对冷却用水有效节约, 减少冷却塔的排污损失, 可以控制其浓缩倍率, 但是当容易恶化水质时, 需要适当调整阻垢剂的添加剂量, 保证降低循环水浓缩倍率。

4 结语

国内对火力发电厂锅炉化学水处理行为中还存在着较多的困难, 但是需要明白国内整治火力发电厂化学水处理开展的过程中, 也出现了较大的进步。在这一过程中必须结合实际情况深入探索。

参考文献

[1]赵林峰.电厂化学水处理系统综合化控制发展趋势[J].中国电力, 2011, (3) .

水化学平衡分析篇9

一、电化学处理技术现在的发展特点

1. 以环保和节能的方式为导向

随着近年来环境问题的不断加剧,人们越来越注重环保。随着人们环境保护意识的提高,减少水处理过程中产生的污染以及使用少量的化学药品或者是尽量不使用化学药品已经成为了一个行业发展的趋势。人们开始慢慢的接受绿色水处理的概念。当然,锅炉水未来的发展方向就是“少清洗、零清洗”“少排放、零排放”。

2. 集中化控制生产

传统的生产控制采用的是模拟盘,然而现在生产控制的发展方向是使用集中化控制,也就是将电厂中原来的所控制的化学水处理的子系统结合成一套控制系统,取消了原先的模拟盘,采用了上位机、PCL的二级控制结构,PLC主要负责各个系统设备的数据采集和数据控制,同时数据通信接口是PCL和上位机之间的通信“桥梁”。通过局域网的总线形式将各个子系统集中的联接在上位机上,实现对化学水处理系统的集中操作、监视和自动控制。

3. 检测方式方法日趋科学化

随着现代科学技术的不断发展,诊断技术以及化学检测也得到了进一步的应用和发展,化学检测的方式也越来越趋于科学化。化学诊断主要是实现了从事后分析到事前防范的转变、从微量分析到痕量分析的转变。这些转变,都是为了预防事故的发生同时保证机组的安全稳定运行。

4. 多元化工艺

电厂水处理的传统工艺是以磷酸铵盐处理、混凝过滤、离子交换等操作为主。但是,随着时代的发展、科技的进步,电厂的水处理技术呈现出多元化的特点。同时随着化工材料的技术不断发展和进步,水质处理中开始逐渐应用膜处理技术,与此同时,离子交换所用的树脂种类、范围、使用条件等也取得了较大的发展,并且,凝结水处理中粉末树脂也发挥着积极作用。

二、电厂污水处理技术

1. 锅炉补给水处理

按照功能划分可以将工艺流程划分为三个部分,分别是:预处理操作、一级除盐操作、精除盐操作。处理工艺由原先繁琐的工艺流程(离子交换、混凝、澄清过滤)向膜分离技术逐渐发展和变化。离子交换法因为其运行费用过高、操作较为复杂、排放酸碱废液,并且自动化程度较低,而逐渐被膜法所取代。在上个世纪七十年代反渗透技术和近年的EDI技术的逐渐发展,这两种技术的发展使水处理工艺越来越环保,符合现代工业的发展方向。

而锅炉补给水中进行水处理工艺的预处理操作的根本目的就是在于除去水中的小颗粒悬浮物、微生物、胶体、活性氯和有机污染物。预处理的基本操作就是对水进行混凝,然后静止澄清和过滤,将出水的浊度降到一定范围,保证水品的质量。在进行预处理时,操作人员还可以根据需要,判断是否进行加氯杀菌的操作;当所剩的氯含量过高时,还可以用还原剂或者是通过吸附脱氯一级盐过程来除去氯。

现如今,常用的精除盐系统有电渗析、混合离子交换器、连续电再生除盐技术和二级反渗透等系统。混合离子交换器就是其中最为成熟的精除盐技术,这种技术不仅出水的水品质量高,而且出水所含的二氧化硅小于20μg/l,但还是存在不少的缺点,例如:再生操作过于复杂、树脂的消耗过高、排放大量的酸碱废水、树脂交换容量的利用率低等。反渗透的脱盐率虽然很高,可高达95%以上,但是反渗透技术对二氧化硅的脱除率还是比较差的。而连续电再生除盐技术是最近几年才发展起来的工艺,它是将离子交换除盐和电渗析组合在一起的精脱盐技术,结合了两种技术的精华。

2. 锅炉给水处理

目前,炉水处理上应用较广泛的技术是联氨和氨的发挥性的建立,虽应用较为广泛,但还是存在一定的局限性,并且在给水除氧的过程中也存在不足:除氧速率上不如亚硫酸钠除氧,只有在高温度下才可以有效、快速的与氧反应达到目的,在低温的情况下除氧的速率非常慢;联氨是一种有毒物质可能会致癌,操作使用中非常容易溅到使用者的皮肤、眼睛、衣服上,对影响使用者健康乃至于威胁到使用者的生命安全;联氨具有易燃、易爆、挥发性强等特点,给贮存、运输和使用带来不便。虽然有很多不足,但是中国目前还有很多企业在使用这种方法除氧,而国外的发达国家早就已经使用了新型的使用剂。

三、电厂化学水处理系统的管理体制现状

目前,由于环境污染的日趋严重以及资源不断的减少,因此国家开始倡导节能减排,所以电厂在化学处理的过程当中也要时刻响应国家的号召,在化学处理的过程中以循环利用为目标,以实现水资源的节约为前提,有效、合理的提高水资源的利用率。由于每个控制室内的独立配置独自运行,这就导致了每个管理控制室就需要三名左右的技术操作人员来控制、管理控制室内运行的程序,这样不仅需要很多的员工,还把电厂的水处理系统工序变成较为繁琐,不便于员工操作和管理。在科学发展飞快的今天,人们在化学水处理的方法上引进了很多国内外先进的技术手段,因为这样可以实现化学水处理手段和理论的多样化。

目前,传统的化学水处理方法方式已经不能满足电厂飞速发展中对水处理的要求,在电厂飞速发展的过程中加大了对化学水的需求量,这就需要员工利用先进的技术手段,提高对高科技的利用率,从而达到当前设备对于化学水的需求量。

四、PLC总体操控体系

PLC中操控体系所运用的网络是矢量星型网络结构,1000MB速度的TCP光缆经过以太网从而完成数据传递和信息传导的过程。在控制室的内部需要设置三台操作人员的工作站点,这三台的工作站点需要具有相同的性能,只有这样才可以通过以太网来监控网络内部的任意一个系统的工作操作。一号机和二号机在进行组水凝精的过程中需要在处理的控制室内分别设置一套完整的操作人员站点,不仅如此,还需要在处理的站点将化学水和光纤结合,这样就可以融合控制系统网络。矢量以太网系统是网络连接所使用的必须装备,数据库中枢被中枢交换机联网操作员控制系统,同时可以利用cis和网关以及全程辅助流水线控制网络的连接。锅炉补给水操控点和其他机组的凝结水处的控制中枢与化学水操控系统网络设立交换网络的装备。与此同时,还要在锅炉补给的水车间内部设置关于化学水控制系统的集中控制室。

五、FCS技术在化学水系统的应用

现场总线作为纽带,它将每个分散的化学水系统中的测量控制设备组合成网络节点,让它们之间连接,方便彼此相互沟通信息,完成控制任务,实现汽水取样,水处理,自动加药等系统的每项功能和操作。然而目前的发电厂中与之对应的化学水系统设备存在自动加药、设备分布扩散、监控常规测点过多、汽水取样等各种问题,而FCS技术可以凭借自身的全开放性、全数字化、全分散性,同时以互相操作为主要特点,非常适合于发电厂中水系统设备分散的现状。现在是科技发达、不断创新的二十一世纪,高科技的发展和应用是必然的发现趋势,而FCS在化学水运行和相对应的辅助系统的应用中,对于提高电厂的整体控制水平起着不可估量的作用,我国的部分电厂紧跟时代发展的步伐,已经开始实施并将其投入到运行之中。整个系统理论是将分解后的操控系统重新构建而形成的。改良后的系统理论有着明显的效果,其中最大的突出点就是提高了每个控制终点的精准度,这样可以大大提升了系统整体的自动化水平,大幅度地减少了人为因素的干扰,降低了生产的成本,同时实现了机组凝结水系统的无人运行。

六、化学水处理中膜技术的运用

在传统的化学水处理当中,尤其是电厂锅炉补给水的处理,在整个处理工艺当中存在较多的操作,一般情况下是过滤-软化-分离这一系列的操作过程,但是在这整个的操作过程当中,每项工艺都会使用酸碱再生电子传递树脂这一操作流程,因为它可以恢复性能,所以在补给水的整个过程之中都会产生酸碱废液,然而排放酸碱废液的工艺复杂,不仅需要大量的劳动力,占地面积庞大,投入成本高,并且实际操作起来还有较高的难度,不具有操作的可执行性。膜分离技术是新产生的化学水处理技术,近年来,被广泛应用,与传统工艺相比具有较多优点。利用膜分离技术去处理水可以有效的克服传统水处理技术的弊端,这是因为在整个处理过程中是自动化控制操作的,不需要人力,占地面积相应减少,劳动强度小,其中最重要的一点就是在整个处理当中不会产生酸碱废液,减少了对环境的污染,并且在整体的处理过程中,操作人员在保证水品质量的前提下还实现了高效率低能耗。

七、总结

电厂的发展对于整个社会的发展有着极为重要的意义,但是我国的电厂水处理与先进国家相比还是存在差距和不足的,为使我国的电厂可以更好的发展,国家必须正视水处理的关键性和重要性,通过合理有效的作用电厂化学水处理系统,因为这样可以在保证电厂正常运作的情况下提高水品的质量,还可以提高电厂化学水处理的效率,保证电厂的整体经济效益。

参考文献

[1]曲忠勇.电厂化学水处理技术应用分析[J].科技创新与应用,2014,(2):96-96.

水化学平衡分析篇10

(一) 因为在电厂化学水处理系统当中各种处理设备比较多, 所以对其进行管理的难度也相当的大, 繁重的工作任务让很多工作人员都吃不消。化学水处理系统在电厂当中通常都有自己的控制间, 但是控制系统则是单独进行设计的, 在每个控制室当中都配备了三名至五名工作人员。由于化学水处理系统当中的控制系统是单独设计的, 当中的控制设施比较多, 这就让原本就比较复杂的化学水处理系统更加的复杂, 在加上每个控制室都比较分散, 所以在管理工作上就加大了工作量。

(二) 发电厂也在随着时代的脚步而前进, 很多的新兴技术也引进到了发电厂当中。但是这些新兴技术都是需要专业的工作人员才能够熟练让其运转, 恰恰就是因为人才的缺失很多的发电厂的新兴技术得不到有效的运用, 在人员配备方面电厂任然有所缺陷, 就算电厂当中有相关的技术人员, 但是技术人员没有实践工作经验还是不行的, 不能让知识停留在书本之上。

二、电厂化学水处理系统的工作特点

(一) 电厂当中化学水处理系统的设备摆放与工作形式渐渐的向着“集中化”发展。如果化学水处理系统的设备摆放过于的分散, 不仅会降低化学水处理系统的管理效率, 还会加大工作人员的工作负担。不仅如此, 化学水处理设备分散摆放也不是电厂未来发展的趋势, 因此, 应该在化学水处理系统当中积极使用集中化的管理模式, 从而减轻工作人员的管理负担。首先, 我们应该对电厂当中水处理设备的摆放位置进行调整, 水处理系统是一个极为复杂的工作系统, 当中有很多的工作设备, 这些设备传统的摆放模式都是分开摆放, 设备与设备之间相距的距离比较远, 不利于工作人员的管理工作, 因此, 我们应该把这些分散的设备集中化, 让这些设备集中在一个平面内, 显得水处理系统高效有序。这种集中化的摆放模式, 不仅可以节约发电厂房的空间, 让电厂的成本降低, 还可以让工作人员的管理工作更加的效率。其次, 不仅要让设备的位置集中在一起, 还应该对众多的设备进行统一化的管理, 转换分散管理的传统模式, 让单独运行的设备改变成为统一运行的设备, 这么做不仅可以及时的发现处理系统当中存在的问题, 还可以收集众多设备的数据信息, 从而判断设备运转是否正常。

(二) 要在电厂当中引入新型的水处理技术, 要在实际工作当中实现水处理技术的多样化与效益化。我国市场经济和科学技术在不断的发展, 电厂当中的水处理技术也正在发生着改变, 以往的水处理技术以及不能满足这个时代的需要, 因此, 电厂应该及时引入先进的水处理技术, 从而实现电厂水处理技术的现代化。例如, 使用薄膜处理技术来过滤水质, 使用相关的化学药剂来清洁水中的腐蚀元素。在新的时代当中, 多种多样的技术手段可以让繁琐的工序变的简单, 让水能够在电厂当中有效的运行。

(三) 电厂当中的化学水处理应该要从循环使用的基础上出发, 从而实现电厂的节能环保。电厂在进行水处理工作的时候, 一定要遵守国家的相关制度, 不能让水处理工作脱离制度的约束, 不然电厂的水处理系统就会陷入全面瘫痪的状态, 甚至是对电厂周边造成环境污染, 让电厂的社会形象轰然倒塌。因此, 电厂在进行水处理工作的时候, 应该坚持环保的理念, 一定要让水处理“绿色化”, 从而让电厂的排放指标达到国际标准, 电厂当中的任何工作都应该做到不污染环境。同时, 水的循环使用也是电厂未来发展应该看到的, 电厂当中水的循环使用可以降低电厂的用水量, 从而达到节约用水的目的。电厂只有真正做到水的环保处理与循环处理, 才能让电厂走上稳定发展的道路。

三、探索电厂化学水处理发展的趋势

(一) 电厂当中的化学水处理系统, 在未来的时间中必定会对生产设备进行有效的控制。在电厂传统水处理系统当中, 工作人员对设备采取的是单独管理的模式, 因此, 在管理效果上就不是那么完美, 并且加大了工作人员的工作量。在未来水处理技术应该首先工作设备的工艺, 尽量在设备当中增加一些控制按钮, 把各个系统连接起来, 让其成为一个完整的工作系, 这么做就可以实现对设备的统一控制。不仅如此, 新工艺的加入还可以科学计算加入水中化学药品的剂量, 科学合理的加入药剂可以让水处理变得更加的有效, 并且可以逐渐的实现管理的自动化、智能化、信息化, 让管理当中的数据、信息可以得到有效的保存, 为以后的工作作为参考。

(二) 更替电厂当中的监控装置与监测技术, 让其变得更加的先进和实用。目前, 电厂当中的监测技术只是在起步阶段, 不能对电厂当中水处理系统进行有效的监测, 而在未来的监测技术将实现全面的检测, 未来的监测技术主要是使用微机监测, 使用微机的特性与工作模式可以对水处理系统进行有效的监测, 对其中的各项数据进行采集, 同时微机会对水处理系统整个的工作状态进行监测, 当出现问题的时候, 首先快速的向工作人员发出警报, 然后在对系统当中的问题进行精确定位, 把问题的主要原因通过网络发送给工作人员的客户端, 让工作人员能够快速的解决问题。同时, 根据微机的工作特点, 可以在电厂当中建立一个加密的局域网, 让水处理系统以为的系统都能得到监控。

(三) 如果让水处理系统当中的综合控制系统得到升级, 可以提高水处理系统工作的安全性。综合控制系统的升级, 可以阻止水处理系统当中问题的扩散, 当水处理系统当中出现问题的时候, 综合管理系统会及时的进行诊断, 从而采取相对应的技术手段, 封锁系统当中有问题的部分。这么做能够对问题进行有效的诊断, 并且在第一时间对问题进行处理, 防止整个水处理设备都受到牵连。

结语

在我国两种发电方式当中, 化学水处理系统是最为关键的环节, 当中存在的问题虽然在理论方面可以得到很好的解决, 但是要在实际工作当中实施理论知识还是有一定的困难, 因此, 我们应该不断的去实践, 让理论知识成为实际效果。

参考文献

[1]杨水养.论电厂化学水处理系统的特点与发展趋势[J].科技资讯, 2013.

水化学平衡分析篇11

关键词：废水；有机污染；化学需氧量；测定方法

1研究背景

工业发展带动了国民经济的发展，作为工业经济重要构成的化工生产起到了很大的作用，但同时排放的工业废水也给环境带来极大的危害。在可持续发展理念的指导下，我国正严格控制工业生产中有机污染物的排放量，因此在工业生产中需落实好废水的处理与测定工作。化学需氧量（COD）是反映水体有机污染程度的指标，因此必须保证化学需氧量数据测定准确。近几年COD测定方法不断改善，但仍存不足，根据实际情况优化COD测定方法，有利于促进我国经济与环境可持续发展。

2化学需氧量测定方法

2.1重铬酸钾法

重铬酸钾法测化学需氧量是在酸性条件下，以硫酸银为催化剂，硫酸汞作为氯离子的掩蔽剂，用过量的重铬酸钾氧化水体中的有机还原性物质，再用硫酸亚铁铵溶液返滴定剩余的重铬酸钾，通过计算得出水中还原性物质的耗氧量。涉及的化学方程式为：

重铬酸钾法氧化率高，测定实验再现性好，准确性高，是应用广泛的COD测定标准方法。但此方法消解耗时长，受到回流设备的限制，不易进行批量测定，而且所需试剂量大，容易造成二次污染严重，因此在大批量测定工厂排放水体化学需氧量时具有局限性。

2.2高锰酸钾法

采用高锰酸钾法测化学需氧量常用于地表水的测定，此方法是以高锰酸钾为氧化剂，在一定条件下氧化废水中有机物，再以草酸钠溶液滴定剩余的高锰酸钾，处理数据的时候以氧的量表示废水有机物耗氧量。涉及的化学方程式为：

此方法测定水体化学需氧量测定速度快，二次污染低，分析费用较低，常用在地表水测定中，但是此方法重现性较差，在工业废水测定中局限性较大，因此一般不用于工业废水测定。

2.3库仑分析法

库仑分析法以重铬酸钾作为氧化剂，在酸性介质中，以硫酸亚铁滴定剩余的重铬酸钾，仪器显示滴定结果，根据亚铁离子消耗电量，通过法拉第定律计算化学需氧量。

该方法操作简单，氧化效果好，库仑计自动显示滴定结果，误差小，测定结果准确，而且不用标准溶液，减少了工作量，也减少计算量，仪器可以直接显示COD值，因此应用范围广。但是仍存在一定的缺陷，需要在加热回流消解过程中使用硫酸银作催化剂，分析费用较高，二次污染严重，并且对消解条件的控制也是一种限制，对仪器的要求较高。

3对标准方法的改进

目前我国应用最多的是重铬酸钾法测定化学需氧量，在地表水、生活污水、工业废水测定中都可以使用，为了提高测定速度，需优化所需试剂，以更好地应用于大批量废水检测。目前，我国正在不断进行化学需氧量测定方法的改进，另外，随着科学技术的发展，其他领域的新技术也被不断应用到化学需氧量测定中，如化学发光技术、流动注射分析技术等。近几年我国的研究主要是对标准方法进行改进，寻找其他的催化剂代替硫酸银，使用新的样品消解方法，优化检测方法等。

3.1消解方法的改进

传统消解方法耗时长，而电热恒温干燥箱、高压灭菌锅等密闭消解设备热效率高，可减少消解时间。研究表明，使用电热恒温干燥箱、高压灭菌锅等消解设备，可以将样品消解时间缩减到40 min以内，并且测定结果的精度与标准方法比对无显著性差异。但这类密闭消解设备加热温度的均匀性受设备自身因素（如功率、性能等）的影响，容易造成样品测定结果不稳定。

密封消解法是将样品密封，在165℃下加热，来进行样品消解，消解时间为

15-20min，消解時管内压力接近0.2MPa，1978年BestD.G采用半微量密封法完成了对COD的测定。密封消解法测定结果准确，测定时间短，节约能源资源，对传统消解方法有了进一步的改进，适用于大批量污水检测。

结束语：水体化学需氧量的测定是环境监测的一个重要组成部分，传统的COD检测方法使用Hgso。作为掩蔽剂，使用Ag：so4作催化剂，容易造成二次污染，且加热回流时间长，为了更准确地测定化学需氧量，需针对一系列问题进行改进优化。本文主要阐述了消解方法的优化，以更好地测定水体化学需氧量，促进水体有机污染物的排放，促进工业废水检测取得更大的突破。

水化学平衡分析篇12

水平衡测试是关于企业在生产过程中, 水的供入、使用、消耗、排放等环节在量上平衡关系的一项实用技术。

2 水平衡测试的目的及意义

(1) 摸清企业用水现状。不同行业、不同企业的设备、用水工艺、管理水平都有一定差异。经过对企业水源、管网分布、水表安装及各大小用水部门分类用水情况 (包括水量、水质、水温) 进行普查和测试, 为建立健全企业用水台帐、完善计量仪表、加强企业用水管理打好基础;

(2) 找出企业用水管网和设施的泄漏点, 并采取修复措施, 堵塞跑冒滴漏;

(3) 进行合理化用水分析, 找出节约用水潜力, 根据实际条件, 制定切实可行的合理用水规划;

(4) 通过水平衡测试, 为制定和下达车间、工段等其它用水部门用水计划和加强日常考核提供依据;

(5) 建立工业用水档案, 健全工业用水计量仪表, 培养一批熟悉本企业工业用水现状的管理人员;

(6) 为制定企业用水产值和产品供水、排水定额标准积累基础数据;

(7) 通过水平衡测试, 便于和同类企业、同类产品的用水水平相比较, 推动企业节水工作不断深入。

3 火电厂水平衡测试方法及步骤

3.1 准备阶段

(1) 举行水平衡测试首次会议。

邀请机、炉、电、燃、化各专业人员参与, 进行水平衡测试知识的普及工作。尽可能让值长以上的领导都了解DL/T606.5-2009《火力发电厂能量平衡导则第五部分:水平衡试验》的有关内容, 并成立节水管理机构, 以厂长为组长, 由分管副厂长或技术总监为副组长, 各部的主要负责人和节能主管为组员的节水管理小组。

(2) 全面了解电厂的各种水源, 掌握全厂水系统管网的分布。

如果厂区没有水系统管网图, 则要求绘制成图。一般来说, 工作人员对新投产机组的地下管网分布比较清楚。但对于运行时间较长的机组, 由于管网进行过改造等原因, 通常都不能确定管网的具体位置, 此时就必须依靠管线仪等设备进行管网定位, 详细掌握地下水系统管网的布置情况。

(3) 熟悉电厂水计量器具的配备情况和安装位置。

此阶段必须在电厂水电负责人员带领下对全厂供水管道进行了解与调查, 在清楚二、三级计量器具安装情况的同时, 也可以补充对地下管网具体位置的认知。同时绘制水表计量网络图, 清楚每个水源的具体流向 (如下图所示) 。并且对每天取水量超过10m3的用水设备都要求安装计量器具。

(4) 全面掌握电厂的装机容量、台数及主要技术规范。

了解全厂主要用水设备、台数及技术规范。收集用水设备的运行数据, 包括用水量、水质、水温、运行时间等。通过收集这些资料了解设备的用水规律, 确定测量的位置和方法。

(5) 火电厂水平衡测试根据用水对象和范围分系统进行。

使用水表计量或使用超声波流量计, 对包括取水及预处理系统、循环水系统、工业 (辅机) 冷却水系统、灰渣水系统、化学除盐水系统、消防水系统、生活水系统、外排水废水系统、脱硫用水系统、脱硝用水等系统进行取水量Q、重复利用水量C、耗水量H及排水量P等参数的测试。

(6) 编写水平衡测试方案。

成立水平衡测试小组, 确定测试负责人和测试人员。小组成员必须明确各自的工作任务, 需要测试的数据和具体测试地点。方案提及测试内容, 测试工具, 测试起始时间, 测试要求, 测试记录表格, 测试注意事项等。

3.2 分工测试阶段

在水平衡测试中, 正确选择时段是很有必要的, 必须在正常生产的时候进行, 而且是有代表性的时段。同时, 水平衡测试的周期也要和生产周期相一致。只有这样, 才能保证测试的质量和数据的准确。

在电厂正常生产的情况下, 应尽量使用动态估算法。保持管网内正常压力和正常用水工况, 对所有的一级表、二级表以及三级表进行抄表计量, 计算误差量。每天抄记计量水表的数值, 对厂区内部用水情况、人员情况、用水设备、工艺流程等每天统计、分析。如果用水系统某测量点没有条件安装水量计量器具, 则应采用超声波流量法或容积法进行测量。结合此两种方法可以测量到各系统的详细用水量。在珠江电厂测试时选用了美国GE的PT878超声波流量计和美国产迪纳声D903便携式多普勒超声波流量计。这两种测量仪器便于携带安装, 测量范围广, 基本能满足各个用水系统的测量。不管是自来水、纯净水或者是污水都可以稳定可靠地测量, 完全满足测量结果的准确性。

3.3 数据汇总和分析阶段

(1) 按照用水性质将各用水部门分为4类单元:主要生产用水;辅助生产用水;附属生产用水和其他用水, 然后逐一对各个单元进行用水量的分析, 填写在“单元用水平衡图表”内。

(2) 根据整理各系统的数据, 平衡各系统的水量, 然后绘制“电厂取水系统平衡方框图”;“电厂循环水系统平衡方框图”;“化学除盐水系统平衡方框图”等系统平衡方框图。

(3) 根据水平衡测试结果及电厂提供的各种数据资料, 对生产、生活用水的水量以及重复用水量、耗水量、排水量进行分析, 并计算出各类用水所占的比率、发电水耗经济指标值以及电厂合理用水的各项技术指标。

(4) 根据标准DL/T606.5-2009火力发电厂水量的不平衡率σ (总水量与分支水量总和之差与总水量的比值) , 全厂范围在±5%之内, 各系统范围在±4%之内, 各用水设备和设施在±3%之内。

(5) 根据现场的观察、数据统计分析以及标准GB/T18916.1-2002《取水定额第1部分:火力发电》, 提出电厂存在的问题、节水潜力分析、节水措施及效果预计。

3.4 系统整改和复查阶段

(1) 对于发现管网泄漏或计量器具准确度有问题时, 应及时维修和更换。

(2) 对于发现用水不合理或存在浪费现象时, 应及时与相关部门沟通, 加强管理杜绝浪费。

(3) 在所有问题整改完成后, 进入计量核对复查阶段。若一级表和二级表误差控制在5%以内, 认为此次测试工作全部完成。如误差较大, 需要进一步分析原因。

4 火电厂节水潜力分析

4.1 提高自来水二三级水表的配备率

水量计量是我们进行节水工作的根本依据。从目前火电厂自来水的计量情况来看, 除外供其它单位用水及化水车间用水有计量外, 其余部门如电力大厦、一二期集控、网控楼、脱硫、循泵房等均没安装水表计量, 特别是使用自来水作冷却塔补水的单元。因为冷却塔的日补水量较大, 没有计量就不便于对此重点用水设备进行水耗分析。因此珠江电厂按照DL/T783-2001《火力发电厂节水导则》要求, 对日用水量达到10 m3以上的用水设备进行装表计量。并且定期抄表记录, 做好月度、季度的水平衡分析, 及时发现并解决用水异常点。

4.2 推广节水型器具的使用

在对电力大厦各用水点的水量监测过程中, 测出各楼层洗手间龙头的出水流量较小, 平均流量为0.31 m3/h, 符合节水型器具范畴。而二三楼食堂洗手龙头的出水流量较大, 平均流量为1.24 m3/h。若采用节水型用水器具, 将水流量控制在0.54 m3/h以下, 按食堂用餐人数500人, 每人每天使用5分钟计算, 则每天可节约水量29.2 m3/d, 一年可节约用水10658 m3。珠江电厂推广节水型器具的使用, 将现有非节水型的器具都更换为节水型的器具, 节约的用水量将相当可观。

4.3 提高中水回用量

珠江电厂化水车间反渗透装置产生的浓水一路用于细沙过滤器反洗, 一路至中水回收池, 用于电力大厦中水。从现场测试情况来看, #1反渗透装置浓水出水流量值为46.0m3h, 其中去中和水池水量为38.0m3/h, 进回收水池水量为8.0m3/h。由于电力大厦使用中水水量有限, 回收水池会出现间歇性溢流现象, 有相当一部分清水排入地沟。因此, 电厂在使用中水进行卫生间冲厕的同时, 应当采取积极有效的措施扩大中水使用范围 (如返回工业水池使用或用作绿化灌溉等) , 进一步提高中水回用水量, 减少废水的排放。

4.4 加强对用水设备的管理与维护

在进行测试时, 发现冷却塔挡板有破损现象, 循环冷却水从冷却塔内泛出。地面常年保持湿润, 导致增加补水量同时浪费自来水。因此电厂应加强对用水设备的巡视检查, 并且及时维修。杜绝用水设施出现“跑、冒、滴、漏”的现象。

5 结论

火力发电厂用水量大, 节水工作极为迫切。为达到节约用水、减少外排水量及污染问题, 需要对火电厂进行水平衡测试。通过对各种用水、取水、排水和耗水量的测定, 查清用水状况及用水部门的平衡关系, 合理分析评价火电厂用水水平。同时找出节水潜力, 制定切实可行的节水措施和规划, 使火电厂的用水达到合理使用和科学管理。

珠江电厂在通过节水改造后, 日取水量已明显下降。根据文件规定, 月均用水量在10万立方米以上的用水户, 至少每两年开展1次水平衡测试。水平衡测试正是火电厂节约用水、科学管水的一项基础工作和最基本的方法, 是节水工作开展的必要基础依据。

摘要：结合在某火力发电厂进行水平衡测试的结果, 对测试的实际方法和步骤进行详细的说明, 通过对火电厂采取的节水改造, 充分说明了水平衡测试对火电厂节水的重要意义。

关键词：火电厂,水平衡测试,流量计,中水回用

参考文献

[1]DL/T606.5-2009火力发电厂能量平衡导则第五部分:水平衡试验.

[2]吴季松主编.水务知识读本[M].北京:中国水利水电出版社.

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