水汽質(zhì)量管理

1、熱電事業(yè)部水、汽質(zhì)量熱電事業(yè)部水、汽質(zhì)量管理工作匯報管理工作匯報2010年11月3日內(nèi)容導視水質(zhì)的概念水處理運行相關(guān)原理水汽指標制定，取樣、分析、監(jiān)控管理水質(zhì)的概念水質(zhì)的概念二、水質(zhì)分析項目制定的指導依據(jù)三、水質(zhì)分析技術(shù)指標一、水中雜質(zhì)的類別及對生產(chǎn)的影響第一部分 天然水中含有雜質(zhì)的種類雖然較多，但主要雜質(zhì)的種類基本都是一致的，主要分三大類：懸浮物、膠體、溶解物質(zhì)（分子、離子）一、水中雜質(zhì)的類別及對生產(chǎn)的影響 1、“三水”概念（1）、循環(huán)水：通過江邊井筒取水泵，抽取長江通過江邊井筒取水泵，抽取長江水經(jīng)過簡單沉砂處理后送往汽機凝汽器作循環(huán)冷卻水送往汽機凝汽器作循環(huán)冷卻水或作為一次水生產(chǎn)原水；合成

2、氨系統(tǒng)循環(huán)換熱的水（阻垢緩蝕，提高濃縮倍率，對水中的碳酸鈣、磷酸鈣等鰲合分散，以實現(xiàn)閉路循環(huán)）。循環(huán)水、一次水、凈水概念及區(qū)別（2）、一次水：（工業(yè)水）原水經(jīng)加藥后混凝、沉淀、過濾處理降低濁度后，送至各用戶作為生產(chǎn)系統(tǒng)介質(zhì)換熱、冷卻、制取脫鹽水等處使用；（3）、凈水：通常又稱脫鹽水，是指一次水經(jīng)過離子交換法或膜法去除水中所含的陰、陽離子，減少水中各種離子含量，達到熱力設備用水標準。我公司按處理工藝，將脫鹽水分為一級脫鹽水、二級脫鹽水、三級脫鹽水，合成氨系統(tǒng)使用的為一級脫鹽水，硫酸鍋爐、熱電鍋爐使用其中的二級脫鹽水，氯堿使用的為三級脫鹽水。 2、“三水”區(qū)別（1）、循環(huán)水：懸浮物高（聚合氯化鋁、

3、聚丙烯酰胺-陰離子型）；（2）、一次水：江水去除懸浮物后，水質(zhì)較為清澈，但水中鹽分含量并未大的改變；深井水也屬于此范疇（3）、凈水：即脫鹽水，水中Ca2+、Mg2+等各種離子均被去除之后的水，水中鹽分均被去除，即相對純凈的H2O 。熱力設備必須使用經(jīng)過脫鹽處理的水，可降低設備的結(jié)垢、鹽分析出，確保設備安全長周期運行。水的水質(zhì)隨處理工序加強，含鹽量降低，水質(zhì)逐層提高：水處理的工藝順序：循環(huán)水（去懸浮物） 一次水（除鹽） 一級脫鹽水（精除鹽） 二級脫鹽水（深除鹽） 純水1、懸浮物：使水不透明，會在管道、生產(chǎn)設備水側(cè)產(chǎn)生沉積物而影響熱效率或工藝反應過程。（顆粒直徑約在10-4毫米以上的微粒，水發(fā)生渾

4、濁現(xiàn)象，例如： 長江水、造氣循環(huán)水）處理方法：添加藥劑絮凝、沉降、過濾2、膠體：含量高時對工藝反應過程影響，會使熱力設備、管道內(nèi)用沉積物。（例如：有機膠體主要為腐植質(zhì)；礦物膠體，主要是鐵、鋁和硅的化合物。）處理方法：沉淀、精濾雜質(zhì)的類別及對生產(chǎn)的影響 水是化工生產(chǎn)的血液，循環(huán)水水質(zhì)不達標則極易出現(xiàn)沉積、結(jié)垢、腐蝕、堵塞、冷卻效果差等很多問題；如果脫鹽水水質(zhì)不達標，易腐蝕、鍋爐等熱力設備結(jié)垢，將嚴重制約生產(chǎn)正常運行和安全。例如：一次水制取、循環(huán)水處理混凝、沉降過濾平流池混凝沉降循環(huán)水旁濾化水精濾去除懸浮物和膠體物質(zhì)3、溶解物質(zhì)（分子、離子）：使熱力設備腐蝕、結(jié)垢（ 如 Fe3+ 、Ca2+ 、

5、Mg2+ 、 Na+ 、HCO3- 、 SO42- 、 Cl- 等）。處理方法：除鹽（化學除鹽、膜法除鹽）除鹽（化學除鹽、膜法除鹽）混合交換器二級水箱中間水箱脫碳陽交換器陰交換器一級水箱反滲透除鹽中間水箱脫碳混合交換器三級水工藝流程示意圖工藝流程示意圖外供絮凝沉淀一次水過濾器炭濾器取水二、水質(zhì)分析項目制定的指導依據(jù)水質(zhì)標準制定以生產(chǎn)使用部門生產(chǎn)實際需求而定如污水需要測定氨氮、COD等項目，除鹽水則需要測定含鹽量等1、對于合成氨生產(chǎn)用除鹽水需分析的項目為:(1)、PH：氫離子濃度指數(shù),就是通常意義上溶液酸堿程度的衡量標準。(2)、電導率（T.D.S）：水的導電性即水的電阻的倒數(shù)，通常用它來表示水

6、的純凈度，近似表示水中離子含量的多少(3)、硬度：水的硬度是指水中鈣、鎂離子的濃度(4)、氯離子：Cl-(5)、濁度：懸浮物以國標GB/T1576-2007要求制定1、化水一級除鹽水控制指標為:(1)、PH：7.0-9.5(2)、電導率：5us/cm(3)、硬度=0 mmol/L(4)、氯根：5mg/L（原指標，現(xiàn)按新規(guī)定指標執(zhí)行）(5)、濁度=0 FTU(6)、 Na+ 200ug/L對比情況如下：標準要求水質(zhì)標準要求水質(zhì)一級水控制指標一級水控制指標PH7.0-9.57.0-9.5電導率-5us/cm硬度2mmol/L0濁度2FTU0Na+-200ug/L氯根-5mg/L2、對于熱電熱力設備

7、生產(chǎn)用除鹽水需分析的項目為：(1)、PH(2)、電導率(3)、Na+(4)、SIO2以國標GB/T12145-2008火力發(fā)電機組及蒸汽動力設備水汽質(zhì)量要求制定2、熱電除鹽水控制指標為：（二級除鹽水）(1)、PH： 8.8-9.3(2)、電導率：1us/cm(3)、 SIO2 20ug/L(4)、 Na+ 20ug/L(5）、硬度=0 mmol/L（6）、氯離子0.5 mg/L對比情況如下：標準要求水質(zhì)標準要求水質(zhì)二級水控制指標二級水控制指標PH8.8-9.38.8-9.3電導率-1us/cmSIO2蒸汽20ug/Kg20ug/LNa+蒸汽15ug/Kg20ug/L硬度0.002mg/L0氯根

8、-0.5 mg/L根據(jù)水質(zhì)要求，選擇水處理工藝和設備：工藝簡單流程：混凝、沉降、過濾混凝、沉降、過濾江水江水一次水一次水離子交換、離子交換、RO一級脫鹽水一級脫鹽水混床深除鹽混床深除鹽二級脫鹽水二級脫鹽水三級混床深除鹽三級混床深除鹽純水純水第二部分水處理運行原理一、混凝、沉降、過濾原理混凝處理就是在水中投加混凝劑的化學藥品PAC，促使微小的顆粒變成大顆粒而下沉(架橋、捕集、沉淀)。二、脫鹽原理 陽樹脂：陽樹脂： 當含有硬度的水通過陽離子交換樹脂（0017）時，該樹脂結(jié)合水中Ca2+、Mg2+、Na+ 等陽離子，釋放H+ 到水中。以Ca2+ 為例反應如下： 陰樹脂：陰樹脂：經(jīng)陽離子交換器帶有H+

9、的出水，先經(jīng)除碳器除去CO2，通過強堿性陰離子交換樹脂時，水中各種陰離子如CL-、SO42- 等均被樹脂吸著，樹脂上的OH- 被置換到水中，與水中的H+ 結(jié)合成水。H2CaRCaRH222OHOHHOHRClClROH2HR+Ca2+RCa+H+0HR+Cl-RCl+OH-（2）、反滲透除鹽 通過反滲透裝置膜法除去水中的各種陰、陽離子，中間水經(jīng)過二級混合離子交換器處理制取二級水。 H2CaRCaRH222OHOHHOHRClClROH21、除鹽水監(jiān)控 Na+作為控制指標:陽樹脂對水中離子的吸附選擇能力的大小順序Fe3+ Al3+ Ca2+ Mg2+ K+ NH4+ Na+ H+Fe3+Ca2+

10、Na+H+進水出水Fe3+Ca2+Na+H+進水出水樹脂從上至下依次逐層吸附脫鹽，對鈉離子的吸附能力最弱，當出水Na+超標時可以判斷樹脂層開始貫穿，判斷倒運，開始再生程序；因此除鹽水采用鈉離子作為控制指標。2、陰樹脂對水中離子的吸附選擇能力的大小順序1. PO33- SO42-NO3-Cl-OH-HSiO3- 。由此可知，對HSiO3-的吸附能力最弱。樹脂從上至下依次逐層吸附脫鹽SO42-Cl-OH-進水出水NO3-HSiO3-SO42-Cl-OH-進水出水NO3-HSiO3-限制CL-的含量：合成氨設備中不銹鋼的晶體結(jié)構(gòu)有氯離子存在的情況下，對其晶體結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生應力腐蝕。奧氏體不銹鋼大都是不耐

11、腐蝕的。 達到的指標為:PH：7.0-9.5、電導率：5us/cm、硬度=0 mmol/L、氯根：0.5mg/L、 Na+ 200ug/L隨著高壓、超高壓、大容量機組、生產(chǎn)系統(tǒng)長周期穩(wěn)定的要求，需要對水質(zhì)進一步提高，便采用在同一交換器中完成許多級離子交換過程的混合交換器，以制取更純凈的水。OHOHHOHHSiOHCOClSORMgCaNaRHSiOHCOClSOMgCaNaROHRH22332422332422混合離子交換，將陰、陽離子交換樹脂放在同一個交換器中，在運行前將其混合均勻。由于樹脂是相互均勻混合的，其陰、陽離子交換幾乎同時進行，即水的陽離子交換和陰離子交換是多次交錯進行。所以經(jīng)H型

12、樹脂交換產(chǎn)生的H+ 和經(jīng)OH型樹脂交換所產(chǎn)生的OH- 都不能累積起來，基本上消除了反離子的影響，交換反應進行得十分徹底，出水水質(zhì)很高。HaRaRHNN陽樹脂除鹽：OHRROH33SIOSIO陰樹脂除鹽：由上可逆反應可以看出，陽床出水為酸性，電離出H+,影響RH對Na的吸附，所以陽床在正常運行中有一定量Na+均勻漏過，漏過的鈉離子影響出水水質(zhì)；陰床電離出OH-，影響對陰離子特別是 對SIO3-的吸附，對于混床而言，陰陽離子吸附同時產(chǎn)生，生成的 陽床H+、 OH-立即反應生成水，無反離子的影響，交換反應十分徹底，所以出水水質(zhì)很高。 OHOHHOHHSiOHCOClSORMgCaNaRHSiOHCO

13、ClSOMgCaNaROHRH22332422332422二級除鹽水出水控制指標：PH： 6.7-9.3、電導率：1 10-6s/cmSIO2 2 10-5g/L、 Na+ 2 10-5g/L硬度=0 mmol/L 同時根據(jù)物質(zhì)反應平衡常數(shù)K值進行計算，也可以看出對水中離子吸附程度非常高，出水基本無離子，接近純水。RH+ROH+NaCl=RNa+RCl RNa RCl H2O 2255.5K = = RH ROH NaCl 1.00810-14=2.210161可見混床反應平衡常數(shù)非常大，因此混床交換反應除鹽非常徹底。 在混床吸收水中離子進行深度除鹽中，進水中主要為一價態(tài)陽離子和二價態(tài)陰離子，

14、陽樹脂的工作交換容量E陽比陰樹脂的工作交換容量E陰大， E陽是E陰的2倍，因此在混床中陽、陰樹脂比例為1：2，但隨著原水的變化，一級脫鹽水內(nèi)陰陽離子含量會波動，混床進水陰陽離子含量比例變化和樹脂比例的改變，水中二氧化碳存在等，會導致混床出水PH值會波動7，出水就需要加氨處理提高給水的提高給水的pH值，防止酸性腐蝕值，防止酸性腐蝕。 ( (全揮發(fā)處理全揮發(fā)處理 AVT) CO CO2 2+H+H2 2 OO HH2 2COCO3 3 H H+ +HCO+HCO3 3 NH3H2O=NH4+OHNH3H2O+H2CO3 = NH4HCO3+H2O；NH4HCO3+ NH3H2O = (NH4)2C

15、O3+H2O因為氨是揮發(fā)性很強的物質(zhì)，不論在水汽系統(tǒng)中的哪個部位加入，整個系統(tǒng)的各個部位都會有氨，保證H+的消除，避免合成氨汽水管網(wǎng)酸性腐蝕。AVT全揮發(fā)處理的優(yōu)點 不會增加生產(chǎn)系統(tǒng)水、汽中的有害物質(zhì)含鹽量。不會產(chǎn)生堿引起的腐蝕；因為是揮發(fā)性的，隨著溫度的升高，氨逐步揮發(fā)，隨蒸汽帶走，可以保證避免生產(chǎn)整個汽水系統(tǒng)的酸性腐蝕，不會在局部位置濃縮成濃堿引發(fā)金屬應力破壞。不會出現(xiàn)其它堿性鹽類“隱藏”現(xiàn)象。 因此，目前在絕大部分水汽系統(tǒng)均使用AVT處理，在國標和電標中對加氨后只要求PH值，對電導率不作要求。 NH3H2O=NH4+OH第三部分水汽取樣、分析、監(jiān)控管理一、明確組織機構(gòu)，設定專職分析人員1

16、、工段級管理 (1)、熱電的化水、汽機工段各設立一名分析專員，負責崗位所有分析儀器、分析藥品的管理。定期聯(lián)系公司生產(chǎn)部總分人員對分析儀器進行校驗，對分析藥品及時進行補充、更換。 (2)、工段技術(shù)員對各脫鹽水進行抽檢。2、班組級管理 每班設立專職分析人員，全面負責當班的水質(zhì)分析工作，并對每次的分析結(jié)果簽名確認。二、根據(jù)要求和標準確定分析要素：內(nèi)容、指標1、一級除鹽水控制指標為:(1)、PH：7.0-9.5(2)、電導率：5us/cm(3)、硬度=0 mmol/L(4)、氯離子：0.5mg/L(5)、濁度=0 FTU(6)、 Na+ 200ug/L2、二級除鹽水除鹽水控制指標為：(1)、PH： 8

17、.8-9.3(2)、電導率：1us/cm(3)、SIO2 20ug/L(4)、Na+ 20ug/L(5)、硬度=0 mmol/L(6)、氯離子0.5 mg/L3、蒸汽（冷凝液）電導率：5us/cm、SIO2 20ug/L、Na+ 20ug/L三、規(guī)范取樣、測量(1)、因為除鹽水的水質(zhì)分析大部分均為ug（10-6克/升）級別的，空氣等周圍環(huán)境中的雜質(zhì)（空氣、灰塵等）對水樣的測定都會產(chǎn)生很大的干擾。如漂浮的塵土、液滴、空氣中的NH3、CO2對水樣電導率測定較大的影響NH3+H2O= NH4+ + OHCOCO2 2+H+H2 2 OO = HH+ + + HCO+ HCO3 3在取樣時：1、用待取

18、液對取樣瓶充分置換2、對上部進行遮擋取樣、取樣后及時蓋緊隔絕3、分析時對分析儀器充分沖洗，確保分析的準確和真實性。四、尋求上級資源，主動接受監(jiān)管1、培訓 在部門統(tǒng)一安排下，多次聯(lián)系生產(chǎn)部總分人員到現(xiàn)場指導或集中授課，以全面提高技術(shù)員、班長及相應操作人員的分析技能，并由生產(chǎn)部統(tǒng)一組織考試，對水質(zhì)分析管理起到了一定的促進作用。 在生產(chǎn)部總分人員的指導下，改進分析方法，確保分析精度和準確性。2、監(jiān)管 主動要求生產(chǎn)部對水質(zhì)進行監(jiān)管，每周由生產(chǎn)部總分人員不定期隨機對化水脫鹽水抽檢，實現(xiàn)自我加壓。1摩爾法測定氯離子摩爾法測定氯離子對于水中氯離子含量的分析,采用摩爾法，該方法測定氯離子的范圍為(5100)

19、mg/L 。1. 1 方法原理方法原理水樣以鉻酸鉀為指試劑,在中性或弱堿性條件下,用硝酸銀標準溶液進行滴定,出現(xiàn)磚紅色鉻酸銀沉淀時到達指示終點。反應如下:Cl - + Ag + AgCl (白色) (1)CrO2 -4 + 2Ag + Ag2 CrO4 (磚紅) (2)氯離子測量：1摩爾法測定氯離子摩爾法測定氯離子1. 2 水樣滴定過程水樣滴定過程取一定量的水樣于250 mL 錐形瓶中,添加除鹽水至100 mL ,在錐形瓶中加入1 mL 10 % K2 CrO4 指示劑,用AgNO3 標準溶液滴定。此時,CrO2 -4 的濃度為:由于AgCl 的溶解度( 1. 3 10 - 5 mol/ L

20、) 小于Ag2 CrO4 的溶解度(6. 5 10 - 5 mol/ L) ,根據(jù)分步沉淀原理,在滴定過程中,AgCl 首先沉淀出來。隨著AgNO3 標準溶液的加入,AgCl 沉淀不斷生成,溶液中氯離子濃度越來越小,Ag + 濃度相應地越來越大,直至與CrO2 -4 濃度的乘積超過Ag2 CrO4 的溶度積時,便出現(xiàn)磚紅色Ag2 CrO4 沉淀,達到滴定的終點。影響因素1.酸性環(huán)境下，Ag2CrO4會溶解，Ag2CrO4 + H+ 2Ag+ + HCrO4-， 而堿性太強時，容易生成Ag2 O沉淀 2Ag+2OH2AgOH=Ag2O+H2O 2.以K2CrO4作指示劑時，指示劑濃度，高會使終點提前，而且CrO42-本身的顏色（黃色）會影響終點的觀察；若太小又會使終點滯后