调试工程
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1.5 化学分系统调试

第一部分 说明释义

一、工作内容

1.5.1 补给水处理系统调试

补给水处理系统调试包括净水处理系统、补给水处理系统的调试和水处理系统加药试验。

(1)净水处理系统包括机械搅拌澄清池、压力式混合器、重力式滤池和空气擦洗滤池。

机械搅拌澄清池调试的工作内容。①澄清池集水装置校验。②凝聚剂加药系统调整及药液配制。③取样管冲洗、刮泥机试验、叶轮转速与开度试验。④凝聚剂加入量调整、造渣,沉降比、排泥周期测定调整。⑤出力试验,水质测试调整。

【释义】 澄清池机械搅拌刮泥机:在平流式沉淀池的静化过程中,采用比较广泛的是澄清池机械搅拌刮泥机,在池底部,链带缓缓地沿与水流相反的方向滑动,刮板嵌于链带上。为了避免上述缺点,使用时仅刮泥机件伸入水中的桥式行车刮泥机,在池壁上设轨道。不用时,将刮泥设备提出水外,以免受腐蚀。

机械搅拌澄清池:机械搅拌澄清池也是循环泥渣式澄清器类型中的一种,其完成泥渣循环所用驱动力是由机械设备产生的。图1-41为其结构示意图。

图1-41 机械搅拌澄清池结构示意图

1—进水管;2—进水槽;3—第一反应室;4—第二反应室;5—导流室;6—分离室;7—集水槽;8—泥渣浓缩室;9—加药管;10—机械搅拌器;11—导流板;12—伞形板

图1-42中,原水由进水管流入环形水槽,再经过槽下缝隙均匀地流入第一反应室。在机械搅拌器上叶轮的作用下,原水在第一反应室中(也称混合室)与由加药管加入的混凝剂及被吸入的以前形成的回流泥渣均匀混合,并在搅拌器叶轮的作用下一起被提升到第二反应室进行凝絮反应。此后,水流经位于第二反应室上部四周的导流室流入分离室。在分离室中由于水速缓慢,水和泥渣分离,前者流入集水槽再输出,后者大部分回流到第一反应室,其余进入泥渣浓缩室再定期从排污管排除。澄清器底部还设有排污管供澄清器排空之用。

图1-42 重力式无阀滤池过滤过程

1—进水分配槽;2—进水管;3—虹吸上升管;4—顶盖;5—挡板;6—滤料层;7—承托层;8—配水系统;9—底部空间;10—连通渠;11—冲洗水箱;12—出水管;13—虹吸辅助管;14—抽气管;15—虹吸下降管;16—排水水封井;17—虹吸破坏斗;18—虹吸破坏管

与水力循环式澄清器相比,机械搅拌式澄清器的优点是运行较稳定,不足之处增加了机械设备的投资、运行和维护费用。

上述各种沉淀器和澄清器均可使出水中的悬浮物含量≤10~20mg/L。其中平流式沉淀器的出水悬浮物含量为20mg/L左右,其余的均可达到≤10mg/L。

压力式混合器调试的工作内容。①凝聚剂加药系统调整及药液配制。②凝聚剂加入量调整。③排泥周期、取样管冲洗。④出力试验、水质测试调整。

【释义】 加药系统:其机理是药剂能够有效地控制锅中水离子的平衡关系,生成水渣的结晶核心,阻止水垢晶体的形成,从而破坏了锅炉金属与锅水中沉析的固态物质之间的静电吸引作用,促使锅内壁上的老垢脱落。

重力式滤池、空气擦洗滤池调试的工作内容。①填层质量鉴定。滤料反冲洗、冲洗强度调整。②运行周期试验。③出力试验。④水质测试调整。

【释义】 重力式无阀滤池:无阀滤池的构造如图1-42所示。过滤时,浑水经进水分配槽1,由进水管2进入虹吸上升管3,再经顶盖4下面的挡板5后,均匀地分布在滤料层6上,通过承托层7,小阻力配水系统8进入底部空间9。滤后水从底部空间经连通管(渠)10上升到冲洗水箱11。当水箱水位达到出水管12的溢流堰顶后,溢入渠内,最后流入清水池。水池方向如图中箭头所示。

开始过滤时,虹吸上升管与冲洗水箱中的水位差H0为过滤起始水头损失。随着过滤时间的延续,滤料层水头损失逐渐增加,虹吸上升管中水位相应逐渐升高。管内原存空气受到压缩,一部分空气将从虹吸下降管出口端穿过水封进入大气。当水位上升到虹吸辅助管13的管口时,水从辅助管流下,依靠下降水流在管中形成的真空和水流的夹气作用,抽气管14不断将虹吸管中的空气抽出,使虹吸管中真空度逐渐增大。其结果是,一方面虹吸上升管中水位升高,同时,虹吸下降管15将排水水封井16中的水吸上至一定高度。当上升管中的水越过虹吸管顶端而下落时,管中真空度急剧增加,达到一定程度时,下落水流与下降管中上升水流汇成一股冲出管口,把管中残留空气全部带走,形成连续虹吸水流。这时,由于滤层上部压力骤降,促使冲洗水箱内的水循着过滤时的相反方向进入虹吸管,滤料层因而受到反冲洗。冲洗废水由排水水封井16排出。冲洗时水流方向如图1-43中箭头所示。

图1-43 重力式无阀滤池冲洗过程

在冲洗过程中,水箱内水位逐渐下降。当水位降到虹吸破坏斗17以下时,虹吸破坏管18把小斗中的水吸完,管口与大气相通,虹吸破坏,冲洗结束,过滤重新开始。

从过滤开始至虹吸上升管中水位升至辅助管口这段时间,为无阀滤池过滤周期。因为当水从辅助管口下流时,仅需数分钟便进入冲洗阶段。故辅助管口至冲洗水箱最高水位差即为期终允许水头损失值H。一般采用H=1.5~2.0m。

如果在滤层水头损失还未达到最大允许值而因某种原因(如出水水质不符合要求)需要冲洗时,可进行人工强制冲洗。

重力式无阀滤池构造上几种必要的设置如下。

(1)人工强制冲洗装置

人工强制冲洗装置如图1-44所示。强制冲洗装置是在虹吸辅助管与抽气管相连的三通上部接一根压力水管。如果滤池水头损失还没有达到最大允许值而因某种原因(如周期过长、出水水质变坏等)需要反冲洗时,可以用压力水在辅助抽气管的三通处形成高速水流和真空,从而大量夹气,迅速形成排水虹吸,对滤层强行冲洗。

图1-44 人工强制冲洗器

(2)反冲洗强度调节器

如图1-45所示。无阀滤池在运行时由于季节变化、滤料的比重和滤层厚度的不同而需要相应地改变反冲洗强度,因此,在虹吸下降管管口处常设置反冲洗强度调节器。当需要增大反冲洗强度时,可降低锥形挡板高度,增大出口面积,减少出口阻力。当需要减小冲洗强度时,可升高锥形挡板高度,从而减小出口面积,增大出口阻力。

图1-45 反冲洗强度调节器

(3)反冲洗时自动停水装置

无阀滤池反冲洗时如果继续进水,不仅浪费水量,而且使虹吸排水管管径增大,为此,设冲洗自动停水装置。自动停止进水装置有多种形式,如图1-46所示,是一种比较简单可靠的虹吸式自动停水装置。它是在进水渠1内安装进水虹吸管2。虹吸管顶部连接虹吸抽气管4和虹吸破坏管5,抽气管与连通管6的抽气三通相接。过滤开始前向冲洗水箱充水,直至5的管口被淹没,此时,进水渠的水由连通管6流出,借抽气管4抽吸进水虹吸管2中的空气,使进水虹吸产生,向滤池进水,进行过滤。反冲洗时,由于排水虹吸管的抽吸作用,进水存水弯水面将迅速下降到冲洗水箱水面以下,进水虹吸破坏管5的管口很快露出水面,空气由此进入使虹吸破坏,进水便很快停止。反冲洗完毕后,其余滤池的过滤水流入冲洗水箱,进入存水弯中的水面复又上升。当破坏管口被水封住后,因抽气管的抽气作用,进水虹吸管重新形成虹吸,滤池恢复进水,重新开始过滤。

图1-46 虹吸式自动停水装置

1—进水渠;2—进水虹吸管;3—进水虹吸水封;4—虹吸抽气管;5—虹吸破坏管;6—连通管;7—进水U形弯

(4)U形存水弯

反冲洗时,排水虹吸管处于真空状态,如果进水管不设置U形存水弯进行水封,则空气必然通过进水管入排水虹吸管而破坏虹吸反冲洗。U形存水弯的标高由反冲洗时进水管与虹吸上升管连接处的真空度而定,为水封安全起见,设计中常常把存水弯底部中心标高置于排水井井底标高处。

水质测试:为了确保锅炉的用水质量,防止因锅炉用水质量不合格而危及锅炉的安全经济运行,各锅炉生产国家都制定了锅炉水质标准。

我国现行的工业锅炉水质标准是2008年批准的《低压锅炉水质标准》(GB 1576—2008)。此标准规定自2009年3月1日实施,适用于额定出口蒸汽压力≤2.5MPa的除直流锅炉以外的固定式蒸汽锅炉和热水锅炉。

对于燃煤火管锅炉,出口蒸汽压力≤1.0MPa、蒸发量≤2t/h的水管锅炉应力求采用锅外化学水处理,也可只采用锅内加药处理,但此时需加强锅炉用水的水质监测以确保水质达到标准的规定值。其他类型蒸汽锅炉应采用锅外化学水处理方法进行水处理。

表1-18所示为立式水管锅炉、立式火管锅炉、卧式内燃等燃煤锅炉的水质标准。

表1-18 立式水管锅炉、立式火管锅炉、卧式内燃等燃煤锅炉的水质标准

在表1-18中,相对碱度为水中游离NaOH与溶解固形物相除的商,即相对碱度=游离NaOH/溶解固形物。

表1-19所示为水管锅炉、水火管组合锅炉、低压燃油锅炉和低压燃气锅炉的水质标准。

表1-19 水管锅炉、水火管组合锅炉、低压燃油锅炉和低压燃气锅炉的水质标准

在表1-18和表1-19中,如测定溶解固形物有困难,可采用测氯离子(Cl-)的方法间接控制。当相对碱度≥0.2时,应采用防止苛性脆化的措施。

在表1-19中,对蒸发量≤2t/h、工作压力≤1.0MPa的锅炉,当采用锅内加药水处理时,其给水和锅水品质应符合表1-20的规定,但锅水的溶解固形物应<4000mg/L。对蒸发量>2t/h的锅炉,其给水均要除氧。

表1-20 热水锅炉的水质标准

在表1-19中,工作压力在1.0~1.6MPa时,含量=10~30mg/L的标准仅用于供汽轮机用汽的锅炉并采用磷酸盐作校正处理的情况。

表1-20所示为热水锅炉的水质标准。

在表1-20中,如供水温度≤95℃,但采用锅外化学水处理时,其水质标准应符合供水温度>95℃的水质标准。

电站锅筒锅炉的给水质量标准见表1-21。

表1-21 电站锅筒锅炉的给水质量标准

给水中的二氧化硅含量应保证蒸汽中二氧化硅含量符合蒸汽质量标准的要求。

电站锅筒锅炉的锅水质量标准可参见表1-22。

表1-22 电站锅筒锅炉的锅水质量标准

对于电站直流锅炉,其给水标准可参见表1-23。

表1-23 电站直流锅炉的给水质量标准

冲洗:过滤过程进行到一定时期后,滤层中截留的悬浮物增多,使滤层阻力增大,且出水水质降低。当阻力增大到超过允许值或出水水质恶化到超过规定值时就需要停止过滤器的过滤工作,并进行反向冲洗,简称反洗。

反洗时,反洗水在过滤器中由下向上流动,依靠水的动力使滤层松动并发生滤层膨胀现象。一般将滤层膨胀后的高度与膨胀前的高度之比称为滤层膨胀率,并用以度量反洗程度。

反洗时还应控制好反洗强度。反洗强度反映了反洗水的用量,即表明每秒流过每平方米过滤面积的反洗水的升数,单位为L/(m2·s)。反洗时将吸附截留在滤料层中的悬浮物离析出来并由反洗水带出过滤器。

滤层反洗时必须保持合适的滤层膨胀率和反洗强度以确保反洗效果良好,并节省反洗水耗量。膨胀率的理想值应能使下层大颗粒开始浮起和截留悬浮物的滤料完全膨胀松开。反洗强度过大,将会使滤料间碰撞机会减小,因此降低清洗效果且反洗水耗量增加,细的滤料也较易流失;反洗强度过小则下部滤层大颗粒不能浮起。一般对单层滤料,冲洗时间为5~7min,石英砂滤层的反洗强度为15L/(m2·s),膨胀率为45%;无烟煤滤层的反洗强度为12L/(m2·s),膨胀率为45%。对双层滤料,冲洗时间通常为6~8min,反洗强度为13~16L/(m2·s),膨胀率为50%。

为了节省反洗水耗量,也可在反洗时加入压缩空气辅助反洗,这样有助于滤层膨松,提高反洗效果。

(2)补给水处理系统包括过滤器、软化水系统、固定床一级除盐系统、真空式脱气器、生水加热器和固定床二级除盐系统的调试。

过滤器调试的工作内容。①填层或活性炭质量鉴定。②冲洗强度、反洗周期试验。③水质测试调整、出力试验。

【释义】 过滤器:过滤器型式众多,在此论述几种常用的过滤器。

(1)压力过滤器

又称机械式过滤器。这种过滤器根据单向过滤和双向过滤可分为单流式和双向式两种。单流式压力过滤器是锅炉水处理中的常用过滤器,其结构示意图如图1-47所示。

图1-47 单流式压力过滤器的结构示意图

1—排空气管;2—进水分配斗;3—水帽;4—配水支管;5—配水总管;6—混凝土

图1-47中所示的单流式压力过滤器采用钢外壳,作立式布置,直径一般小于3m,进水装置为分配斗,其作用是使由泵压入的进水沿过滤器截面均匀分配。过滤器内装有滤料、配水设备等。水经斗形进水装置流下后以一定滤速通过滤层并由配水设备汇集排出。

滤料层可采用单层的,双层和三层的。一般单流式压力过滤器出水悬浮物的含量低于5%。

图1-48所示为一台大型双流式压力过滤器的结构示意图,该过滤器装有压缩空气辅助反洗设备。

图1-48 双流式压力过滤器

1—压缩空气管;2—排水管

压力式过滤器优点为占地少、价格不贵,缺点是阀门多、操作不便。有时这种过滤器也可作卧式布置,以增大过滤截面并增大出力。

(2)重力式无阀过滤器

由于压力式机械过滤器阀门多,操作复杂,因而在中、小型水处理设备的预处理设备中就开发研制出一种无阀门的过滤器。无阀过滤器有重力式和压力式两类。图1-49所示为重力式无阀过滤器的结构示意图。

图1-49 重力式无阀过滤器的结构示意图

1—进水槽;2—进水管;3—集水室;4—锥形挡板;5—水封槽;6—排水管;7—排水井;8—虹吸下降管;9—虹吸辅助管;10—抽气管;11—虹吸上升管;12—冲洗水箱;13—虹吸破坏管;14—挡板;15—过滤室

重力式无阀过滤器的过滤效果与压力式机械过滤器的相近,但结构简单,造价便宜,不需人工操作。其不足之处是虹吸管高度较高,装卸滤料不便。其运行周期为10~100h,冲洗时间4~5min。

(3)覆盖式过滤器

在热电厂的供热凝结回水中,由于热用户的蒸汽动力设备漏油等原因会污染回水。在凝汽式电站的凝结水中常含有水汽系统中铜、铁等腐蚀产物的微小颗粒。油和铜铁微粒均不易过滤除去,特别是这些微粒大多能穿过普通滤料。此时可应用覆盖过滤器过滤除去。覆盖过滤器结构示意图如图1-50所示。

图1-50 覆盖式过滤器结构示意图

1—水分配罩;2—滤元;3—本体;4—上封头;5—集水漏斗;6—观察孔;7—取样管及压力表;8—放气管;9—取样槽

覆盖过滤器属精密过滤设备,其出水含油量约为0.15mg/L,硅酸根含量为0.25mg/L左右。

(4)电磁过滤器

水中铁含量也可用电磁过滤器除去。其结构示意图如图1-51所示。

图1-51 电磁过滤器的结构示意图

1—过滤器本体;2—铁球层;3—激磁线圈;4—屏蔽铁罩

电磁过滤器利用电流通过线圈时产生的磁场除去水中铁的腐蚀产物。其本体为非磁性圆筒,筒内装有磁性材料制成的小球,筒体外装有激磁线圈。线圈通直流电产生强磁场使小球磁化。当水自下而上流过小球层时,水中金属腐蚀物即被吸于小球上。小球应定期消磁。用水冲去吸附于其上的金属腐蚀物后再投入运行。过滤速度为1000m/h,其设备紧凑,操作简单,不耗用滤料,除铁效率为65%~85%。

由于凝结水中的铁主要为磁性氧化铁Fe3O4,这是一种双氧化物,即Fe3O4FeO·Fe2O3。其中FeO中的铁有时被铜、锌或镍取代,因而水中所含的微量铜等大多具有铁磁性,也可用电磁过滤器除去。

电磁过滤器产生的磁场也可由永久磁铁产生。采用永久磁铁的过滤器称为永久磁铁过滤器。这种过滤器磁铁所吸附的铁在清洗时不易除去,且除铁效率不高,为30%~40%,因而应用不多。

软化水系统、固定床一级除盐系统调试的工作内容。①塔体布水试验、填层处理。②离子交换树脂装载、预处理。③再生系统调整、流量调整、双倍再生及调整、水质测试调整,出力试验。

【释义】 离子交换法:用离子交换剂上的离子和水中离子进行交换而除去水中有害离子的方法。在工业用水处理中,通过离子交换可以制取软化水、脱盐水和纯水。在工业废水处理中,主要用以回收贵重金属离子,也用于放射性废水和有机废水的处理。

离子交换法去除效率高,可浓缩回收有用物质,设备简单,操作控制容易。但目前应用范围还受到离子交换剂品种、性能、成本的限制,对预处理要求较高;离子交换剂的再生和再生液的处理有时也是一个难题。

(1)离子交换树脂

离子交换树脂是由空间网状结构骨架(即母体)与附属在骨架上的许多活性基团所构成的不溶性高分子化合物。活性基团遇水电离,分成两部分:固定部分,仍与骨架牢固结合,不能自由移动,构成所谓固定离子;活动部分,能在一定范围内自由移动,并与其周围溶液中的其他同性离子进行交换反应,称为可交换离子。以强酸性阳离子交换树脂为例,可写成R—SO3H,其中R代表树脂母体即网状结构部分,为活性基因的固定离子,H+为活性基团的活动离子。有时更简化地写成RH,这里R表示树脂母体及牢固结合在其上面的固定离子。

水处理用的离子交换树脂的种类很多,按其结构特征,可分为凝胶型、大孔型、等孔型;根据其单体种类,可分为苯乙烯系、酚醛系和丙烯酸系;根据它的活性基团(也称交换基或富能团)性质,又可分为强酸性、弱酸性、强碱性、弱碱性四种,前两种带有酸性活性基团,称为阳离子交换树脂,后两种带有碱性活性基团,称为阴离子交换树脂。

国家颁发了《离子交换树脂命名系统和基本规范》(GB 1631—2008),对命名原则规定如下:离子交换树脂的全名称由分类名称、骨架(或基团)名称、基本名称组成。孔隙结构分凝胶型和大孔型两种,凡具有物理孔结构的称大孔型树脂,在全名称前加“大孔”。分类属酸性的应在名称前加“阳”,分类属碱性的,在名称前加“阴”。如大孔强酸苯乙烯系阳离子交换树脂。

离子交换产品的型号以三位阿拉伯数字组成,第一位数字代表产品的分类,第二位数字代表骨架的差异,第三位数字为顺序号用以区别基团、交联剂等的差异。第一、第二位数字的意义,见表1-24,大孔树脂在型号前加“0”,凝胶型树脂的交联度值可在型号后用“×”号连接阿拉伯数字表示,如011×7,表示强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂,其交联度为7。

表1-24 树脂型号中第一、第二位数字的意义

(2)离子交换树脂的基本性能

离子交换树脂外观呈透明或半透明球形,颜色有乳白色、淡黄色、黄色、褐色、棕褐色等数种。在水处理中,随着反应的进行,颜色将发生变化,用以指示树脂的污染程度。树脂粒径一般介于0.3~1.2mm(相当于50~16目)。

①树脂密度。一般指湿真密度(或真密度)和湿视密度(或视密度)两种表示方法。湿真密度指树脂溶胀后的质量与其本身所占体积(不包括树脂颗粒之间的空隙)之比,苯乙烯型强酸树脂湿真密度约为1.3g/mL,弱酸树脂约为1.1g/mL。湿视密度指树脂溶胀后的质量与其堆积体积(包括树脂颗粒之间的空隙)之比,亦称堆密度,该值一般为0.6~0.86。这两种表示方法在生产上均有实际意义,树脂的湿真密度与树脂层的反洗强度,膨胀率以及混合床和双层床的树脂分层有关;而树脂的湿视密度则用来计算离子交换器所需装填湿树脂的数量。

②空隙度和比表面积。目前使用的D001×14~20系列树脂,其平均孔径为10~15.4nm,孔隙度(指单位树脂颗粒内所具有的孔隙体积)为0.09~0.21mL/g,比表面积为16~36.4m2/g(干)。凝胶型树脂的比表面积不到1m2/g。

③交联度。在商品树脂中,交联度通常为8%~12%,交联度对树脂的许多性能具有决定性的影响。交联度越大,树脂机械强度越大,在水中越不易溶胀。交联度的改变将引起树脂交换容量、含水率、溶胀度、机械强度等性能的改变。

④机械强度。反映树脂保持颗粒完整性的能力。树脂在使用中受到冲击、碰撞、摩擦以及溶胀作用会发生破碎。因此,树脂应有足够强度,要求树脂的年损耗量小于3%~7%。

⑤耐热性。各种树脂均有一定的工作温度范围,超过上限,树脂会发生热分解,低至0℃,树脂内水分冻结,使颗粒破碎。通常控制树脂的贮藏和使用温度为5~40℃。

⑥导电性。干树脂不导电,湿树脂因有解离的离子可以导电。

⑦交换容量。是树脂最重要的性能,是设计离子交换过程和装置时所必须的数据,它定量地表示树脂交换能力的大小。交换容量又可分为全交换容量与工作交换容量。前者指一定量树脂所具有的活性基团或可交换离子的总数量,此值决定离子交换树脂内部结构,与外界溶液及工作条件无关,树脂全交换容量可由滴定法测定,后者是指树脂在给定工作条件下实际的交换能力。树脂工作交换容量与实际运行条件有关,诸如再生方式、原水含盐量及其组成、树脂层高度、水流速度、再生剂用量等。

⑧有效值范围。由于强酸、强碱树脂的活性基团电离能力强,其交换反应与pH值无关。弱酸弱碱树脂活性基团在水中电离能力弱,其交换反应与pH值有关。各类型树脂的使用有效值范围见表1-25。

表1-25 各种类型树脂的使用有效值范围

⑨选择性。离子交换树脂对水中某种离子优先交换的性能称为离子交换选择性。离子交换树脂的选择性除与树脂类型有关外,还与水中离子浓度和温度有关。在常温、低浓度水溶液中,各种离子交换树脂对水中常见的离子选择顺序如下。

强酸性阳离子交换树脂 Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>K+>>Na+>H+>Li+

弱酸性阳离子交换树脂 H+>Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>K+>>Na+>Li+

强碱性阴离子交换树脂 >>Cl->OH->F->>

弱碱性阴离子交换树脂 OH->>>Cl->F->>

(3)离子交换平衡

离子交换反应是可逆反应,服从质量作用定律。离子交换平衡是在一定温度下,经过一定时间,离子交换体系中固态的相和溶相之间的离子交换反应达到平衡,其平衡常数亦称离子交换选择系数。降低反应生物的浓度有利于交换反应的进行。因此,在实际生产中,离子交换一般采用动态交换方式,让要处理的水不断地流过树脂,将反应生成物带走来提高处理程度。相反,过量地增加反应生成物的浓度有利于逆反应的进行,树脂的再生过程就是依此原理。

(4)离子交换树脂的特性

①H型强酸性阳离子交换树脂。H型强酸性阳离子交换树脂几乎能够与水中所有阳离子进行交换反应,经此树脂处理的水为酸性,用于水的除盐及与Na型强酸性阳离子交换树脂联合脱碱软化处理。

②Na型强酸性阳离子交换树脂。Na型强酸性阳离子交换树脂几乎能够与水中除氢离子外所有阳离子进行交换反应,经此树脂处理的水为中性,用于水的软化及Na型强酸性阳离子交换树脂联合软化处理。

③弱酸性阳离子交换树脂。弱酸性阳离子交换树脂与水中碳酸盐硬度进行交换反应,因为在反应过程中产生H2CO3,只有极少量离解为H+,且易分解逸出CO2。如与中性盐发生交换反应,其产物H+将抑制反应进行,因此不能与中性盐进行交换反应。该树脂还具有再生容易、再生比耗低、抗污染能力强、交换容量大的特点。弱酸树脂与Na型强酸树脂联合使用,用于水的脱碱软化;与H型强酸树脂联合使用,用于水的除盐。弱酸性阳离子交换树脂常用的丙烯酸型如001×7。

④强碱性阴离子交换树脂。强碱性阴离子交换树脂主要用于水的除盐处理,某处理设备阴床设置在阳床之后,可与水中所有阴离子进行交换反应。

⑤弱碱性阴离子交换树脂。弱碱性阴离子交换树脂不具有分解中性盐的能力,在酸性条件下只能与强酸阴离子起交换反应,弱碱树脂抗有机物污染能力较强。

因此,在除盐系统中,弱碱阴床往往设置在强酸阳床之后,强碱阴床之前既能发挥弱碱树脂交换能力,又可减轻强碱树脂的负荷,保护其不受有机物的污染。

一级固定床除盐系统:常用的化学除盐系统为一级固定床除盐系统,即原水只一次相继通过H+型和OH-型离子交换器。因其交换过程由阳床和阴床完成,故又称为一级复床系统。图1-52所示即为一级复床系统,它由阴、阳两床和除CO2器组成,故又称二床三塔系统。在此系统中,进水先通过装有H+型阳离子交换剂的氢离子交换器,出水呈酸性。然后通过除CO2器,将水中含有的CO2气体除去,避免CO2对下一级强碱性阴离子交换剂的除硅酸盐产生较大影响。最后,使水通过装有强碱性阴离子交换剂的阴离子交换器,将水中各种阴离子吸附在交换剂上,而交换剂上的OH-被置换到水中和水中的H+结合成水。这样处理后的水质含盐量5~10mg/L,硅酸含量20~30mg/L,硬度接近于零,满足了低压锅炉及配3.82MPa以下锅炉的小型电站对给水品质的要求。

图1-52 一级复床除盐系统

1—阳床;2—除CO2器;3—中间水泵;4—阴床

在处理水量较大时,往往需设置若干个阳床和阴床。此时其连接方式可分为两种:单元制系统,即一台阳床对应一台阴床串联运行;母管制系统,即各阳床的出水都送入一根母管内,通过母管分别送至各个阴床。

在布置除盐系统时,一般应遵循如下原则。强酸性离子交换器设在除盐系统的前面,而阴床设置在阳床之后,除CO2器设置在阴床之前。这样布置的原因如下。

①强酸性阳树脂的交换容量几乎是强碱性阴树脂的3倍左右,随着交换过程的进行,水中H+的浓度不断增大,反离子对离子交换平衡的干扰也逐渐加强,由于强酸阳树脂的交换容量大,所以抗反离子干扰的能力强;

②若把阴床放在除盐系统之前,在离子交换过程中,有可能生成CaCO3、Mg(OH)2和Fe(OH)3等沉淀附着在树脂表面而造成污染;

③除CO2器设置在阴床之前,及时除去,可以减轻阴床的负担;

④阴床设在阳床之后,进入阴床的水是阳床的酸性出水,可使阴树脂交换出来的OH-立即中和成H2O,减少反离子的干扰作用,使阴离子交换反应能较彻底地进行。

当经一级复床除盐还不能满足水质要求时,可采用两级复床除盐系统。如水质要求更高,可采用混床除盐。

真空式脱气器调试的工作内容。①系统严密性试验。②三级蒸汽压力、汽量调整、真空抽吸试验。③脱气率试验,水位平衡试验。④冷却水量调整。

【释义】 真空式脱气器调试分为出力50t/h以下和出力50t/h以上两种。

生水加热器调试的工作内容。①进水量调整。②蒸汽量调整。

【释义】 加热器:由金属管制成的,分为光管式和肋管式两大类。所谓光管式加热器是由若干排钢管和联箱(也可以用较粗的管子)焊接而成的。这种加热器传热表面小,传热效果较差,金属耗量较多,体积也大,一般很少采用。但光管式加热器表面容易清扫,空气阻力小,特别是使用单位可以自行进行加工制作,因此在空气含尘量大,纤维较多而无过滤器的情况下(例如纺织厂)仍可采用。根据传热原理,为了增强管内热媒(蒸汽或热水)与空气的热交换,应在与空气相接触这一侧(管外壁)加设肋片。

固定床二级除盐系统调试的工作内容:①塔体布水试验、填层处理。②离子交换树脂装载、预处理。③系统流量调整、树脂分层调整及试验、双倍再生及再生系统调整。④再生剂浓度再生流量平衡调整试验、出力试验。⑤除盐系统、水箱冲洗。

【释义】 除盐:锅炉给水的品质是影响锅炉安全、经济运行的重要因素之一。天然水中含有许多杂质,经混凝和过滤处理后,仅可除去水中的悬浮物和胶态物质,而软化处理只能除去水中硬度(即钙、镁离子)。在高压以上的锅炉中,蒸汽溶盐能力增大,同时金属腐蚀增强,因而需对给水进行除盐处理。而对于供生产用汽或采暖及生活用热或用汽的工业锅炉而言,由于其对蒸汽或热水品质要求不高,而除盐不仅初投资和运行费用高,操作水平要求高,且锅水的pH值很低,还要采取措施提高锅水的pH值,因而,一般都采用软化或除碱,很少采用除盐。只有用以带动汽轮发电机组的小电站或自备电站与热电站,其锅炉给水才常采用除盐水。此外,工业锅炉在原水含盐量很高时,也需进行除盐处理,使给水质量达到要求。

常用的除盐方法有:热力除盐(蒸馏法);化学除盐(离子交换法);隔膜分离技术除盐。

蒸馏法是采用蒸馏水或重蒸馏水作为给水,即使给水受热汽化,将盐分留在水中,再将蒸汽冷凝成蒸馏水使用。此法需消耗大量热能,成本较高,因而很少采用。

(3)水处理系统加药试验的工作内容。①水处理离子交换树脂、垫料、凝聚剂等材料、药品的性能检测。②各类小型方案制定。③处理工艺效果和小型试验的实施。

【释义】 水处理:锅内水处理是一种最简单的水处理方法。只要定期向锅炉内投入适宜的水处理药剂并保持排污便能使锅水达到水质标准的要求。在低压、小容量锅炉中,如果原水硬度不高且有一定碱度时,甚至可以不加任何药剂,仅利用原水的碱度就可防止锅炉结垢。

1.5.2 废水处理系统调试

废水处理系统调试包括经常性废水处理系统和非经常性废水处理系统调试。

(1)经常性废水处理系统调试的工作内容。①酸碱液浓度配置,曝气装置的调整、曝气率试验。②系统设备联动、循环处理、pH值调整、分析监督。

【释义】 曝气:也常写作暴气。通常采用的曝气方法有鼓风曝气、机械曝气和两者联合使用的鼓风机械曝气。

鼓风曝气的过程是将压缩空气通过管道系统送入池底的空气扩散装置,并以气泡的形式扩散到混合液,使气泡中的氧迅速转移到液相供微生物利用。机械曝气则是利用安装在曝气池水面的叶轮的转动,剧烈地搅动水面,使液体循环流动,不断更新液面并产生强烈水跃,从而使空气中的氧气与水滴或水跃的界面充分接触而转移到液体中去。

在锅炉用水中常按pH值来区分水的酸碱性:pH值=7时,水为中性;pH值>7时,水呈碱性;pH值<7时,水呈酸性。pH值越大则水的碱性越强;pH值越小则水的酸性越强。

(2)非经常性废水处理系统调试的工作内容。①曝气装置的调整、曝气率试验。②加药剂量系统的调整。③系统设备联动、pH中和、氧化、凝聚系统的调整。④澄清器系统调整,污泥系统调整,脱水机调整。⑤废水处理工艺的调整。

【释义】 曝气池:由于活性污泥法的不断改进和发展,曝气池的形式与构造也越来越多样化,概括起来可以从以下几个方面分类。

①按混合液流动形态可分为推式、完全混合式和循环混合式三种。

②按平面形状可分为长方道形、圆形、方形和环状跑道形四种。

③按采用的曝气方法可分为鼓风曝气式、机械曝气式以及两者联合使用的联合方式。

④按曝气池与二次沉淀池的关系可分为分建式和合建式两种。

完全混合式曝气池常采用叶轮供氧,多以圆形、方形或多边形池子作单元,这是和叶轮所能作用的范围相适应的。改变叶轮的直径,可以适应不同直径(边长)、不同深度池子的需要。长方形曝气池可以分成一系列相互衔接的方形单元,每个单元设置一个叶轮。采用叶轮供氧的圆形或方形完全混合曝气池,除合建式外,还有分建式,即曝气池和沉淀池分开修建。完全混合式曝气池,除上述叶轮供氧的圆形或方形池子外,还有长方形曝气沉淀池,完全混合式长方形曝气池也有分建式的,为了达到完全混合的目的,污水和回流污泥沿曝气池长均匀引入,并均匀地排出混合液。

循环混合式曝气池又名氧化沟,多采用转刷供氧,其平面形状如环形跑道,采用转刷供氧的还有长方形曝气池。转刷曝气池是一种简易的活性污泥系统,属于延时曝气法。其基本形式是将转刷设置在氧化渠的直段上,转刷旋转时混合液在池内循环流动,使活性污泥呈悬浮状态,氧化沟的流型为环状循环混合式,污水从环的一端进入,从另一端流出,一般混合液的环流量为进水量的数百倍以上,接近于完全混合,具有完全混合曝气池的若干特点,氧化沟的断面可根据当地地质情况、允许占用的土地面积和工程造价等几方面确定,一般可作成梯形或矩形断面。

推流式曝气池为长方形池子,常采用鼓风曝气,扩散装置排放在池子的一侧,这样布置可使水流在池中呈螺旋状前进,增加气泡和水的接触时间。为了帮助水流旋转,池侧面两墙的墙顶和墙脚一般都外凸呈斜面。为了节约空气管道,相邻廊道的扩散装置常沿公共隔墙布置。

1.5.3 加药、取样系统调试

加药、取样系统调试包括循环水及汽水加药系统、给水加氧系统、制氯及加氯系统、凝汽器铜管镀膜系统、取样装置和制氢系统的调试。

(1)循环水及汽水加药系统调试的工作内容。①系统检查。②水压,药液计量箱校验。③计量泵试转、计量泵压力、安全阀调整。④计量泵流量校验。

【释义】 计量泵:在输送液体的同时能读出输出量的水泵。其工作原理为固定斜盘与传动轴有一倾角γ,如果设法变动斜盘倾角γ,就可改变柱塞的行程S,从而改变油泵每转的排量q,也就改变了泵的流量,以满足执行元件对速度的要求。

为了减少柱塞头部与斜盘之间的接触磨损,柱塞头部装有绕柱塞转动的滑履,滑履沿斜盘表面滑动,增大接触面积。同时,泵的压力油通过柱塞和滑履的中心孔流入滑履与斜盘接触面而形成油膜,以减少磨损。

用一支定心弹簧和压盘代替数个弹簧,既简化了结构,又缩小了尺寸。定心弹簧通过内套时,定心球和压盘将滑履压向斜盘,使之紧密接触,从而使泵具有自吸能力,同时通过外套将缸体压向配油盘,自动补偿配油盘磨损后出现的间隙,保证起动时缸体与配油盘有可靠的端面密封。

(1)型号含义(见图1-53)

图1-53 计量泵的型号含义

(2)液缸体材料(见表1-26)

表1-26 液缸体材料

注:1.J系列计量泵参数按单联泵登载,多台单联泵串联共用一台电机即可组成多联泵,故双联至七联泵参数均未列出。
2.表中各泵排出压力均系最高值。各泵可以降压使用其规格表中不再列出。

(2)给水加氧系统调试的工作内容。①系统检查,系统压力试验。②加氧计压力试验,加氧量计量试验调整。

【释义】 给水加氧处理的目的:改变给水处理方式,降低锅炉给水的含铁量,从而降低锅炉水冷壁管氧化铁的沉积速率。抑制炉前系统特别是锅炉省煤器入口管和高压加热器管的水流加速腐蚀(FAC),延长锅炉的清洗周期,减少锅炉的清洗次数。

(3)制氯系统调试的工作内容。①输出电流与电解电极电压试验。②输出电流与产氯量试验。③输出电流与加氯量试验。

(4)加氯系统调试的工作内容。①系统严密性测试。②加氯机调整。③蒸发器调整。④加氯量试验。⑤加氯点试验。⑥中和系统调整。⑦漏氯报警试验。

【释义】 加氯机:一种污水消毒的专用设备,加氯机将氯气与水发生化学反应,从而使水达到消毒的目的。氯易溶解于水,当氯溶解在清水中时,其消毒作用(近代观点)主要通过次氯酸HClO起作用。HClO为很小的中性分子,只有它才能扩散到带负电的细菌表面,并通过细菌细胞壁穿透到细菌内部。当HClO分子到达细菌内部时,能起氧化作用,破坏细菌的酶系统而使细菌死亡。ClO-虽亦为具有杀菌能力的有效氯,但是带有负电,难于接近带负电的细菌表面,杀菌能力比HClO差得多,生产实践表明,pH值越低则消毒作用越强。

加氯机是一种专用的加氯设备,来自氯瓶的氯气首先进入旋风分离器,再通过弹簧薄膜阀和控制阀进入转子流量计和中转玻璃罩,经水射器与压力水混合,溶解于水内并被输送到加氯点。其各部分作用如下。

①旋风分离器。用于分离氯气中可能有的锈垢、油污等悬浮杂质,可定时打开分离器下部旋塞予以排除。

②弹簧薄膜阀。当氯瓶中压力小于1kg/cm2时,此阀即自动关闭,以满足氯气制造厂要求氯瓶内氯气应有的剩余压力,氯瓶内不允许被抽吸成真空。

③氯气控制阀及转子流量计。用于控制和测定加氯量。

④中转玻璃罩。起观察加氯机工作情况的作用,此外尚有以下几种作用。a.稳定加氯量。当玻璃罩内进氯量小于水射器抽吸量时,罩内呈负压状态,从平衡水箱过来的水便进入此罩,以补充水射器的抽吸量。b.防止压力水倒流。玻璃罩中的单向阀用以防止水射器的压力水(当水射器停止工作时)倒流进来。c.水流中断时,由于罩内的负压继续吸去平衡水箱的水,当平衡水箱中的水位低于单向阀口时,便自动吸入空气破坏罩内的真空。

⑤平衡水箱:可补充和稳定中转玻璃罩中的水量。当水流中断时使中转玻璃罩破坏真空。

(5)凝汽器铜管镀膜系统调试工作内容。①系统检查,设备试转,镀膜工艺确定。②镀膜设备投运。

【释义】 镀:用电解或其他化学方法使一种金属附着到别的金属或物体表面上,形成薄层。

凝汽器:如图1-54所示,表面式凝汽器的外壳1通常是圆柱形或椭圆柱形,大功率汽轮机的凝汽器则为矩形。外壳两端连接着端盖2、3和管板4,端盖和管板之间形成水室。18为凝汽器的喉部,是接受汽轮机排汽的进口部分。数目甚多的冷却水管5装在管板上,形成主凝结区。冷却水从进水口11进入凝汽器,沿箭头所示方向流经冷却水管5后从出水口12流出。汽轮机排汽从进汽口6进入凝汽器,蒸汽和冷的管壁接触凝结成水,所有凝结水最后聚集在热水井7中,然后由凝结水泵抽走。在凝汽器壳体右下侧有空气抽出口8。为了减轻抽汽器的负荷,空气与少量蒸汽的混合物在从凝汽器抽出之前,要再进一步冷却以减少蒸汽含量,并降低蒸汽空气混合物的体积。为此一部分冷却管束(约为全部管数的8%~10%)被挡板10与其他管束隔开,形成了空气冷却区9。由于不断地通过抽气口抽出空气,所以凝汽器中正在凝结的蒸汽就和空气一起向抽气口流动。蒸汽刚进入凝汽器时,所含的空气量不到排汽量的万分之一,凝汽器总压力可以用蒸汽分压力代替,直至蒸汽空气混合物进入空气冷却区,蒸汽的分压力才明显减少,蒸汽和空气的质量流量在同一数量级上。

图1-54 表面式凝汽器结构简图

1—外壳;2—水室端盖;3—回流水室端盖;4—管板;5—冷却水管;6—蒸汽入口;7—热井;8—空气抽出口;9—空气冷却区;10—空气冷却区挡板;11—冷却水进口管;12—冷却水出口管;13—水室隔板;14—凝汽器汽侧空间;15、16、17—水室;18—喉部

(6)取样装置调试的工作内容。①装置检查,取样点核对,冷却水调整。②取样系统减压阀、安全阀、高压阀调整。③冷却装置调整。

【释义】 取样:在水处理过程中通过取样装置取样槽提取样品的工作过程。

取样槽:是水处理的取样装置,即在水处理过程中用于取出、观察或化验样品的输出槽口。水处理过程中,可以通过取样槽提取样品。

减压阀:其作用是自动将设备或管道内介质的压力减低到所需要的压力。结构形式有薄膜式、弹簧薄膜式、活塞式、波纹管式等。

安全阀:有弹簧式安全阀和杠杆式安全阀两种。

弹簧式安全阀主要由阀座、阀芯、阀盖、阀杆、弹簧、弹簧压盖、调整螺母、锁紧螺母、阀帽、提升手把及阀体等零件组成。弹簧式安全阀利用介质压力和弹簧压力之间的压力差变化达到自动开启或关闭的要求。弹簧的压力向下,将阀芯压紧在阀座上。当介质压力超过弹簧的压力时,弹簧被压缩,阀杆带动阀芯上升,使安全阀呈开启状态,介质就从阀芯与阀座之间排出。当介质压力小于弹簧压力时,弹簧伸长,使阀芯紧压在阀座上,安全阀呈关闭状态,便停止排出介质。拧动调整螺母并控制弹簧的松紧程度即可调节排放介质压力的大小。将调整螺母往下转动,弹簧的弹力增强,作用于阀芯上的压力也就加大,故排放介质的压力被提高;反之,调整螺母往上转动,弹簧的弹力减小,作用于阀芯上的压力也随之减小,排放介质压力也就降低。排放介质时如果排量过小,可以提升安全阀的提升手把,使介质加速排泄。阀座上有杂质时,安全阀会出现泄露现象,则可提升手把,利用排放介质把杂质冲去,使阀芯与阀座密合。提升手把还可以检查安全阀是否灵敏。所以弹簧式安全阀必须有提升手把和防止随便拧动调整螺母的装置。弹簧式安全阀具有结构紧凑,灵敏轻便,并能承受振动而不致泄露等优点。但弹簧的弹性系数会随时间和温度等因素而发生变化,导致其可靠性较差,因此,必须定期校验安全阀是否符合要求。如果安全阀不能在规定压力下及时排放介质,则应重新调整弹簧的压力才可以继续使用。如果弹簧被腐蚀而不能继续使用,则应及时更换新的弹簧。弹簧的工作压力有一定范围,不能把工作压力小的弹簧用到压力高的安全阀上;反之,也不能把工作压力大的弹簧用到压力低的安全阀上,因此,弹簧必须选择得适当。锅炉上选用的弹簧式安全阀应根据锅炉在额定蒸发量或额定供热量下实际的工作压力与蒸汽温度来决定。当蒸汽(饱和或过热的)温度超过235℃时,为了避免安全阀的弹簧受高温蒸汽的影响或被腐蚀,应选用弹簧置于阀壳外而不直接与排汽相接触的弹簧式安全阀。

杠杆式安全阀由阀体、阀芯、阀杆、杠杆、导架和重锤等零件组成。杠杆式安全阀是利用重锤的重量通过杠杆的作用将阀芯紧压在阀座上,使锅内的压力保持在允许工作压力下。当锅内蒸汽或热水压力超过了重锤通过杆作用在阀芯上部的压力时,则锅内蒸汽或热水压力就会把阀芯顶起,蒸汽或热水便从开启处向外排出,使锅内压力降低,保证锅炉的安全;当锅内蒸汽或热水压力降低到允许工作压力时,阀芯便自动地压紧在阀座上,停止向外排出蒸汽或热水。杠杆式安全阀的开启压力是通过调节重锤和杠杆支点间的距离来进行改变的。重锤离支点的距离越远,安全阀开启压力就越大;反之,重锤离支点的距离越近,安全阀的开启压力就越小。安全阀的开启压力确定之后,便可以利用杠杆原理计算重锤与支点间的确切距离,定出重锤应放置的位置。重锤与支点间的距离确定之后,为了防止重锤自行移动,必须用固定螺钉将其固定牢靠。为了防止杠杆偏斜越位,还须装有限制杠杆越出的导架。杠杆式安全阀应铅直安装,杠杆在两点之间应保持水平。这种安全阀的优点是结构简单,调整方便,动作灵敏,准确可靠,但与弹簧式安全阀相比,仍存在笨重且灵敏度较差的缺点。

(7)制氢系统调试的工作内容。①电解槽解体检查、系统设备的水、气压试验。②针形阀严密性试验。③安全门整定。④设备启动。⑤制氢系统置换。⑥出力试验。⑦氢气质量监督。⑧配合充氢。

【释义】 水压试验:是指施工单位管道安装后,按工程安装有关技术标准进行强度检验和严密性检验的试验。水压试验方法有落压试验和水压严密性试验两种。开始水压试验时,应逐步升压,每次升压以0.2MPa为宜,每次升压后,检查没有问题时,再继续升压;升压接近试验压力时,稳压一段时间检查,彻底排除气体,然后升至试验压力。

①落压试验。即水压强度试验,又称压力表试验,常用于管径DN≤400管道。试验压力下,10min降压不大于0.05MPa为合格。

②水压严密性试验(渗漏水量试验)。水压试验应用清洁的水作介质,其试验程序由充水、升压、强度试验、降压及严密性检查几个步骤组成。对位差较大的管道系统,应考虑试压介质的静压影响,最低点的压力不得超过管道附件及阀门的承受能力。

系统充水、水压试验的充水点和加压装置,一般应设在系统或管段的较低处,以利于低处进水,高点排气。充水前将系统阀门全部打开,同时打开各高点的放气阀,关闭最低点排水阀,连接好进水管、压力表和打压泵等。当放气阀不间断出水时,说明系统中空气全部排净,关闭放气阀和进水阀。全面检查管道系统中有无漏水现象,如有漏水应及时进行修理。升压及强度试验,管道充满水并无漏水现象后,即可通过加压泵加压。压力泵可用手摇泵、电动试压泵、离心泵等,有条件时也可以用自来水直接加压。压力应逐渐升高,加压到一定数量时,应停下来对管道进行检查,无问题时再继续加压。在规定的时间内管道系统无变形破坏,且压力降不超过规定值时,则强度试验合格。严密性检查、强度试验合格后,将压力降至工作压力,稳压下进行严密性检查。重点检查管道的各类接口、管道与设备的连接处、各类阀门和附件的严密程度,以不渗不漏为合格。受试压管段只有程度试验和严密性检查均合格后,才算水压试验合格。

气压试验:水压试验前,要进行一次气压试验来检验锅炉系统的严密性。试验气压为0.2~0.3MPa,稳压3h,然后开始观测,如经1h后压力降不超过初压的1.5%,则认为合格。

氢气的置换是指发电机内从空气状态换成氢气状态(充氢)或从氢气状态转换成空气状态(排氢),它通常采用两种方法,即中间介质置换法和抽真空置换法。

①中间介质置换法。先将中间气体CO2(或N2)从发电机壳下部管路引入,以排除机壳及气体管道内的空气,当机壳内含量达到规定要求时,即可充入氢气排出中间气体,最后置换成氢气。排氢过程与上述充氢过程相似,在使用中间介质法时,应注意气体采样点要正确,化验分析结果要准确。气体的充入和排放顺序及使用管路要正确。

②抽真空置换法。抽真空置换法应在发电机静止停运的条件下进行。首先将机内空气抽出,当机内真空度达到90%~95%时,可以开始充入氢气。然后取样分析,当氢气纯度不合格时,可以再次抽真空,再次充入氢气,直到氢气纯度合格为止。采用抽真空法时,应特别注意密封油压的调整,防止发电机进油。

1.5.4 化学碱洗

化学碱洗工作由化学专业、锅炉专业和汽机专业共同完成。

(1)化学专业的工作内容。①水冲洗及系统严密性试验,蒸汽加热升温试验。②碱液配置、循环碱洗、碱液浓度测量。③监视管系统调整监测。

【释义】 水冲洗:化学药品清洗前进行大水量冲洗,其目的是除去管子内部的锈蚀物和其他杂质及运行生成的部分沉积物;同时可借此检查系统的严密性和回路的畅通情况,特别是并联立式布置的管排,若有气塞现象,会影响清洗质量。再者,不参加酸洗的部分不能充满保护液时,会出现较严重腐蚀。水冲洗时,流速保持5m/s以上。

给水品质:提高锅炉的给水品质有以下几种方法。

①提供合格的补给水。一般用除盐水作为补给水。

②减少冷却水渗漏。因为蒸汽凝结水中杂质的含量主要取决于由汽轮机凝汽器漏入的冷却水量及冷却水中杂质含量。

③除去供热返回水中含有的杂质。

④减少被水携带来的金属腐蚀产物。

排污:锅炉排污的目的是排出杂质和磷酸盐处理后形成的软质沉淀物及含盐浓度大的锅水,以降低锅水中的含盐量和硬度,从而防止锅水含盐浓度过高而影响蒸汽品质。锅炉排污分为定期排污和连续排污两种。

(2)锅炉专业的工作内容。①临时系统设计及配合管道安装。②配合施工进行系统严密性检查。③过热器冲通试验。④管道冲洗。⑤系统加热。⑥碱洗、漂洗、钝化等阶段值班及回路切换。⑦进行清洗质量检查。

【释义】 过热器:是锅炉中将蒸汽从饱和温度进一步加热至过热温度的部件,又称蒸汽过热器。

管道冲洗的目的:为了清除新安装的管线中的杂物,油垢及焊渣,保证水源品质及设备的正常运行。

(3)汽机专业的工作内容。①启动相关热力系统。②系统进水及水冲洗。③碱液排放。④系统循环加热。⑤碱洗、漂洗、钝化等阶段值班及系统切换。⑥凝汽器碱洗时水位控制。

【释义】 化学清洗:根据锅炉结构、材质,决定清洗方式、循环回路的划分、系统的连接方式及无关系统的隔绝;根据清洗范围的水容积和表面积、金属质量及系统沿程阻力等,决定清洗设备的流量和储量、临时系统的通流面积和布置、安装及废液的处理和排放。根据割管取样测定锈蚀量、附着物和垢积量后,决定药液的浓度、温度、清洗流速及清洗时间等工艺条件。必要时,还可做小型试验来测定不同温度和流速下的除垢时间及药液对金属材质的腐蚀程度。根据与清洗溶液接触的材质,按要求选择加工试片,并进行编号和记录其表面尺寸与质量,以备清洗之后检查对比、评估清洗效果。

化学清洗一般有水冲洗、碱洗、水顶碱冲洗、酸洗、漂洗及钝化处理六个步骤。

碱洗:作用是除去设备内部的油垢和湿润金属表面,同时对三氧化硅、水垢等物有一定的松动和去除作用。新安装的锅炉因其设备涂有防锈剂或油脂,应在酸洗前进行碱洗预处理。运行以后锅炉如垢内无油,一般不进行碱洗。

碱洗的方法是在系统循环时投入加热蒸汽,达到60~70℃时加入碱液。水循环温度高于80℃且碱液浓度符合要求时,调整系统流量,继续循环8~10h后,停止加热,停止循环泵,放出系统中的碱洗液。

1.5.5 炉本体化学酸洗

本项工作包括化学酸洗和化学清洗小型试验、动态试验。化学酸洗工作由化学专业、锅炉专业和汽机专业共同完成。

(1)化学专业的工作内容。①绘制化学清洗系统图及计算化学清洗水容积,清洗药品质量检查,配置酸洗液,水冲洗,系统加温试验,溢流调整试验,流量调整试验。②循环酸洗,化学分析监督,配置漂洗液与钝化液,循环漂洗与钝化。③监视管系统调整监测。④腐蚀指示片检查、计算。⑤清洗效果鉴定。

【释义】 酸洗:酸洗系统保持循环,投入加热蒸汽,待水温达到90℃时,加入缓蚀剂,循环至铁离子不再增加时结束。采用柠檬酸时,加入并调整pH值在3.5~4.0范围内,酸洗液温度保持在90℃左右,循环至铁离子饱和时结束酸洗。酸洗的作用是将金属表面的沉积物从不溶性物质转为可溶性的盐类或混合物,溶解在清洗液中,而后在废液排放时排掉。

钝化液:能使金属表面呈钝态的溶液。一般用于镀锌、镀镉和其他镀层的镀后处理,目的是在镀层表面形成能阻止金属正常反应的表面状态,提高其抗蚀性。

(2)锅炉专业的工作内容。①临时系统设计及配合管道安装。②配合施工进行系统严密性检查。③过热器冲通试验。④管道冲洗。⑤系统加热。⑥酸洗、漂洗、钝化等阶段值班及回路切换。⑦进行清洗质量检查。

【释义】 锅炉过热器:是用来回收锅炉烟气能量的装置,使锅炉出来的蒸汽可以获得加热,变为干蒸汽,有利于提高锅炉热效率,也有利于蒸汽轮机避免水击回热器是从蒸汽轮机的乏蒸汽中回收能量,加热进入锅炉的循环水。

(3)汽机专业的工作内容。①启动相关热力系统。②系统进水及水冲洗。③系统循环加热。④酸洗、漂洗、钝化等阶段值班及系统切换。

(4)化学清洗小型、动态试验的工作内容。①化学清洗用药品等材料性能资料收集,化学清洗工艺相关热力系统设备腐蚀、结垢状况检查测试和确认。②各类小型试验和动态试验方案制定,制作腐蚀指示片和监视样管。③清洗剂及缓蚀剂选择、缓蚀试验、洗垢效率试验、化学清洗工艺模拟试验、废液处理工艺试验。

【释义】 化学清洗:总体上讲,锅炉化学清洗的原理是以化学或电化学的机理,利用酸性物质将金属管壁上的沉积物(水垢)从不溶性的沉积物转变成可溶性的盐类溶解在清洗介质中,然后随清洗液的排放而除去。为了防止或减弱酸性物质对金属的腐蚀作用,对于沉积物已被清除的金属表面,一般还用钝化溶液进行钝化处理,使其生成一层具有保护性能的钝化膜。

盐酸(HCl):按化学名称又可称为氢氯酸,是氯化氢的水溶液,商品浓盐酸含37%~38%的氯化氢,工业盐酸的氯化氢浓度为30%左右。纯盐酸是无色透明液体,市售盐酸因含有铁等杂质而呈黄色。浓盐酸在常温下容易挥发出氯化氢气体。

盐酸是一种优良的酸洗液,易与水垢中的钙、镁的碳酸盐和氢氧化物反应,生成易溶与水的氯化物,有较强的溶解水垢的能力。

用盐酸作为酸洗液时,所发生的反应不完全是对水垢的溶解过程,还能溶解金属表面的氧化物,使水垢能较容易地从金属表面上脱落下来。

值得指出的是,用盐酸作锅炉水垢的清洗介质时,也会发生金属的腐蚀过程,因此在清洗中要加入缓蚀剂。

氢氟酸(HF):一种弱酸,它溶解铁的氧化物的速率很快,特别是对α-Fe2O3和Fe3O4有相当好的溶解能力。

氢氟酸溶解以硅化合物为主要成分的水垢的能力也很强,即使在较低含量(如1%)和较低温度(如30℃)下,也有较好的溶解能力。氢氟酸与SiO2反应生成气态的SiF4和H2O,其反应式为:

氢氟酸的反应速率大致是浓度加倍或温度每升高10℃时,其反应速率增加一倍。但当[H+]太高,即pH值过低时,由于K=[H+][F-],反而对F-起阻碍作用,因此氢氟酸洗液浓度一般最好控制在1%~1.5%。

硫酸(H2SO4):一种活泼的二元强酸,能与许多金属或金属氧化物作用生成硫酸盐。浓硫酸是无色油状液体,浓度为98.3%,工业硫酸常因含有杂质而呈黄棕色。浓硫酸具有强烈的氧化性,但稀硫酸不具氧化性。稀硫酸的化学性质与盐酸基本相同,但是不挥发酸,可用于较宽的温度范围。

硫酸可用于清除锅炉中铁的氧化物和氧化皮。但是由于它对钙盐的溶解度很小,对金属的腐蚀性又很强,加上使用中的安全问题,在锅炉水垢的清洗中的应用很少。

柠檬酸(C6H8O7):柠檬酸又称枸橼酸,化学名称为2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸。它是无色晶体或粉末,有较强酸味,易溶于水,无毒,腐蚀性小。在水溶液中是一种三价酸。

柠檬酸本身与Fe3O4的反应较缓慢,与Fe2O3反应生成的柠檬酸铁的溶解度较小,易产生沉淀,即

因此,在柠檬酸作清洗介质时,要在清洗液中加氨,将溶液的pH值调至3.5~4,使溶液中的柠檬酸以柠檬酸单铵的形式存在,使之易于与铁离子生成易溶的络合物,产生很好的清洗效果。

采用柠檬酸作清洗介质时,应保证一定的清洗条件。一般来说,柠檬酸的浓度不能小于1%(最好不小于2%),温度不能低于80℃,pH不能大于4.5,Fe3+含量不能大于0.5%。否则,容易产生柠檬酸铁的沉淀。

乙二胺四乙酸(EDTA):EDTA又称“特里龙B”,是一种含有羧基和氨基的螯合物,简写为H4Y,其结构式为:

此酸为白色晶体,水中溶解度小,22℃时每100mL水中只能溶解0.02g,但易溶于氨水和相应的盐。其二钠盐的水中溶解度较大,22℃时100mL水中可溶解11.1g,故一般应用均用EDTA二钠盐。习惯也简称为EDTA,结构可简写为Na2H2Y或H2Y2-

在实际化学清洗体系中,EDTA与金属离子的络合反应比较复杂,体系中同时存在着EDTA的电离平衡、金属离子的水解平衡和EDTA与金属离子的络合平衡等。而这些平衡所产生的效应(酸效应、水解效应、络合效应)均与pH值有关。在一定条件下,某种金属离子能否与EDTA生成稳定的络合物不完全取决于金属络合物的稳定常数,而要取决于考虑了以上三个效应的酸度状态常数。常见的几种离子的绝对平衡常数和酸度状态常数见表1-27。

表1-27 几种常见离子的绝对平衡常数及在不同pH值下的稳定定数的对数(lgK)酸度状态常数

化学清洗应达到以下标准。

被清洗的金属表面应清洁,无残留的氧化铁皮和焊渣,无二次浮锈,无点蚀和镀铜现象。被清洗的金属表面形成完整的保护膜,经亚硝酸钠钝化生成的保护膜呈钢灰色或银灰色,经联氨钝化生成的保护膜呈棕红色或棕褐色。

腐蚀指示片平均腐蚀速率应小于10g/(m2·h)。固定设备上的阀门不应受到腐蚀和损伤。

酸洗:其作用是将金属表面的沉积物从不溶性物质转为可溶性的盐类或络合物,溶解在清洗液中,而后在废液排放时排掉。

酸洗的方法是酸洗系统保持循环,投入加热蒸汽,待水温达到40℃时,加入缓蚀剂,循环至铁离子不再增加时结束。采用柠檬酸时,加入氨并调整pH值在3.5~4.0范围内,酸洗液温度保持在90℃左右,循环至铁离子饱和时结束酸洗。

1.5.6 凝结水精处理系统调试

工作内容:①再生设备系统检查、水冲洗。②树脂装载、树脂检查、处理和再生。③精处理设备的投运。

【释义】 凝结水处理:热力系统中由于凝汽器接口不严密,使循环水漏入凝汽器汽室中,从而导致凝结水水质变坏,导电度和Na+值升高。因此,必须通过离子交换器进行水处理,使导电度和Na+值达到规定要求,满足机组的运行需要。

凝结水处理系统一般可采用可编程序控制器控制,一台300MW机组的I/O点数估计在300点左右,电动阀约30个,气动阀约60个。

树脂:目前国内广泛使用的为凝胶型离子交换树脂,其主要原料是苯乙烯(92%~93%),其中含有少量的二乙烯苯(7%~8%)作为交联剂(也叫架桥物质)。由苯乙烯和二乙烯苯共聚物合成的母体呈多孔网状结构,通过适当的化学处理可在此母体上引入各种类型的活性基团,后者与水接触时即离解,并分出交换离子。根据活性基团的类型和交换离子的种类不同,可将树脂分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两类;而根据活性基团离解的难易程度,又可将树脂分为强性的、弱性的等。目前国内常用的阴、阳离子交换树脂有以下四种。

①强酸性阳离子交换树脂。这种树脂活性基团为磺酸基(—SO3H),离解度高,酸性也强。它的有效pH值作用范围宽(pH>2),吸附能力强,可除去水中各种阳离子,其吸附能力随离子电荷的增多而增加,顺序是:Fe3+>Al+3>Ca2+>Mg2+>k+>Na+>H+。国产001×T树脂(旧牌号732#树脂)属此种。

②弱酸性阳离子交换树脂。这种树脂的活性基团为羧酸基(—COOH)或羟基(—OH),离解度和酸性较低(相当于有机酸),有效pH值范围较窄(羧酸基的pH>6,羟基pH>10)。它对水中阳离子的交换吸附顺序是:H+>Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+。可见,氢离子在最前,所以弱酸型树脂最容易被酸再生,不论使用何种酸以及酸浓度大小,都可使再生剂几乎全部被利用。但它在强酸性溶液中不能吸附阳离子,故适用于高碱度水。对高碱度水使用弱酸型树脂比强酸型要经济得多。国产112×1树脂(旧牌号724#树脂)属此种。

③强碱性阴离子树脂。这种树脂含有季胺基[—N(CH33]碱性交换基团,它的离解度高,所以碱性很强。它对水中阴离子阳离子的交换吸附顺序是:>Cl->OH->>SiO,这是因为溶液的碱性对它的离解能力几乎没有影响。国产201×4(旧牌号71#树脂)、201×7(旧牌号717#树脂)树脂均属于强碱性阴离子交换树脂。

④弱碱性阴离子交换树脂。这种树脂含有伯胺基(—NH2)、仲胺基(—NH)与叔胺基(—N)等交换基团。它的离解度很低,只能吸附强酸阴离子,对于的吸附能力很弱,对SiO则不能交换,故交换吸附顺序是:OH->>Cl->。可见,弱碱性阴离子交换树脂是非常容易被碱再生的。所以它们的再生效率比强碱性阴离子交换树脂高得多,再生剂的总利用率在70%以上,甚至可达90%;而强碱性阴离子交换树脂很少有大于40%的。另外,即使用比NaOH弱得多的碱再生,也获得同样效果。因此,使用弱碱性阴离子交换树脂可节省再生剂。此外,它比强碱性阴离子交换树脂更具有抵抗有机污染的能力。

1.5.7 EDI设备系统调试

工作内容:①系统水冲洗。②EDI系统启动调整。③整流装置调整。④加药系统调整。⑤水质测试调整。⑥出力试验。

【释义】 EDI:电去离子(Electrodeionization),又称连续电解除盐技术,将电渗析技术和离子交换技术融为一体,通过阴、阳离子的选择透过作用以及离子交换树脂对水中离子的交换作用,在电场的作用下实现水中离子的定向迁移,从而达到水的深度净化除盐,并通过水电解产生的氢离子和氢氧根离子对装填树脂进行连续再生。

1.5.8 其他化学系统调试

其他化学系统调试包括发电机冷却水处理系统、酸碱系统和配合热力汽水系统的调试。

(1)发电机冷却水处理系统调试的工作内容。①系统检查。②树脂处理、装载。③运行方式调整。④系统装置运行调整和检测。

【释义】 冷却水处理:指冷却水在系统内的各种处理。一般包括控制结垢、污垢、腐蚀和微生物繁殖的处理,包括除垢剂、防堵塞剂、除黏灭藻剂,预膜剂、除垢剂等。

(2)酸碱系统调试的工作内容。①系统检查,水压试验,酸碱计量箱体校验。②酸雾吸收器调整,酸碱输送泵投运,酸碱计量泵流量测试调整,压力调整。③喷射器工况调整。

【释义】 水压试验:试验时,水压应缓慢上升。当水压上升到工作压力时,应暂时停止升压,检查锅炉各部位有无漏水或异常现象,如果没有任何缺陷,可以继续升压到试验压力。焊接锅炉应在试验压力下保持5min;铆接锅炉则应保持20min。在上述时间内,试验压力不能下降,如果压力下降,要查明原因。若试验压力可维持到所规定的时间,然后,将试验压力降至工作压力,进行全面检查。检查时锅内压力应保持不变。锅炉在试验压力情况下,不准用手锤敲击锅炉。当压力降至工作压力时,应当详细地检查锅炉各部位有无渗漏或变形,同时允许用手锤轻轻敲击一些焊缝等部位,但严防猛击。

计量泵:根据计量泵液力端的结构型式,常将计量泵分成柱塞式、液压隔膜式、机械隔膜式和波纹管式计量泵四种。

①柱塞式计量泵。与普通往复泵的结构基本一样,其液力端由液缸、柱塞、吸入和排出阀、密封填料等组成,除应满足普通往复泵液力端设计要求外,还应对泵的计量精度有影响的吸入阀、排出阀、密封等部件进行精心地设计与选择。如图1-55所示。

图1-55 柱塞式计量泵

②液压隔膜式计量泵。通常称隔膜计量泵,如图1-56所示为单隔膜计量泵,在柱塞前端装有一层隔膜(柱塞与隔膜不接触),将液力端分隔成输液腔和液压腔。输液腔连接泵吸入、排出阀,液压腔内充满液压油(轻质油),并与泵体上端的液压油箱(补油箱)相通,当柱塞前后移动时,通过液压油将压力传给隔膜并使之前后挠曲变形,引起容积的变化,起到输送液体的作用,满足精确计量的要求。双隔膜计量泵结构如图1-57所示。

图1-56 单隔膜计量泵

图1-57 双隔膜计量泵

③机械隔膜式计量泵。隔膜与柱塞机构连接,无液压油系统,柱塞的前后移动直接带动隔膜前后挠曲变形。

④波纹管式计量泵。结构与机械隔膜计量泵相似,只是以波纹管取代隔膜,柱塞端部与波纹管固定在一起,当柱塞往复运动时,波纹管被拉伸和压缩,从而改变液缸的容积,达到输液与计量的目的。不同类型计量泵的特点比较见表1-28。

表1-28 不同类型计量泵的特点

(3)配合热力汽水系统调试的工作内容:配合机炉热力系统进水、水冲洗,水泵试转等工作。

【释义】 热力网汽水系统:热力网站内系统包括蒸汽系统、疏水系统、补水系统及厂内循环水系统。厂内循环水系统一般随外网同时冲洗。蒸汽、疏水、补水系统的清洗是热力网系统投运前冲洗的另一部分。由于疏水系统与机组汽水系统相连接,疏水水质直接影响机组的安全、经济运行,所以对蒸汽及疏水系统的冲洗有更高的要求。

由于热力网蒸汽管道管径较大,难以采用吹管的方法清扫,而又不具备冲洗的条件,故应在冷态情况下进行人工清理,在热态情况下随热力网加热器供汽升温的同时进行清洗,排放至水质合格。

补水系统由软化水管道、热力网除氧器、热力网补水泵、补水管等组成。由于在热力网外网补充软水的同时已开始投入,故此部分的冲洗已经随补水同时清洗了,不需再设临时管道。

疏水系统是指由热力网加热器疏水箱与疏水到主凝结水管或凝汽器、除氧器之间的管路。这部分系统包括热力网疏水泵、疏水冷却器等设备。这部分管路的清洗是热力网厂内水系统清洗的重点。清洗效果的好坏直接影响热力网投运后的疏水水质,而疏水水质对主机的影响最大。此部分系统的冲洗应严格按照冷态冲洗和热态冲洗两个步骤进行。

冷态冲洗是在热力网投产前的冲洗。将软水通过临时系统补至热力网加热器汽侧,利用热力网疏水泵的压力对系统进行冲洗。在进入主凝结水管或凝汽器、除氧器前,通过临时排放管将水排至地沟。

热态冲洗是在热力网加热器进汽升温过程中的清洗。在热力网加热器升温时,利用临时排放管对疏水管路进行冲洗,使疏水水质满足机组对回收水质的要求后,回收疏水,以降低汽水损失(此部分随热力网整体调试进行)。

二、未包括的工作内容

1.化学系统或设备的性能试验、特殊试验。

2.分析试剂的配制。

3.化学分析。

【释义】 试剂:做化学实验用的化学物质,也叫试药。

配制:把两种以上的原料按一定的比例和方法合在一起制造。

化学分析:确定物质化学成分或组成的方法。根据分析要求不同,可分为定性分析和定量分析。定性分析是指分析化学上测定某种物质含有哪些成分的方法。定量分析是指分析化学上测定界某种物质所含各种成分数量多少的方法。

三、工程量计算规则

1.EDI设备系统调试以设备“台”为单位计量。

2.本节其余说明均根据图示数量以机组“台”为单位计量。

【释义】 EDI系统:电去离子(EDI)系统主要是在直流电场的作用下,通过隔板的水中电介质离子发生定向移动,利用交换膜对离子的选择透过作用来对水质进行提纯的一种科学的水处理技术。详见1.5.7 EDI设备系统调试。

四、其他说明

1.补给水处理系统调试。

(1)本项定额的净水处理系统调试按一工程(两台机组)配机械搅拌澄清池两套、重力式滤池两套计算。采用水力加速澄清池、压力式混合器、虹吸式滤池、空气擦洗滤池或其他形式滤池也成套用本项定额。

【释义】 机械搅拌澄清池:利用机械使水提升和搅拌,促使泥渣循环,并使水中固体杂质与已形成的泥渣接触絮凝而分离沉淀的水池。

混合器种类:大体可以分为电视信号混合器、PS通道混合器、工业混合器。其中电视信号混合器又被称为射频信号混合器、RF混频器、信号混合器。工业混合器又分为管道混合器、汽水混合器、漩涡混合器、气液混合器、静态混合器等。

(2)本项定额中补给水系统按配一阳一阴型为一套,一个工程(两台机组)三套计算。其中过滤器调试不包括失效复苏,机械过滤器、活性炭过滤器调试也套用本项定额。定额按强酸强碱除盐系统计算,增加弱酸弱碱系统时,定额乘以系数1.10。若采用沸腾床除盐系统,定额乘以系数1.05。若采用双室双层床除盐系统,定额乘以系数1.20。

(3)净水处理系统费用在本项定额中占32%,补给水处理系统占56%,水处理系统加药试验占12%。

【释义】 活性炭过滤器:一种罐体的过滤器械,外壳一般为不锈钢或者玻璃钢,内部填充活性炭,用来过滤水中的游离物、微生物、部分重金属离子,并能有效降低水的色度。

沸腾床:又称流化床,状如沸腾液体的流态化固体颗粒层(见固体流态化)由于工作的固体物的颗粒比较小,且在流体作用下处于剧烈运动的状态,对于许多化学反应(如焙烧、催化、催化裂化等)和许多化工过程(如干燥、吸附等)的进行有利。

2.废水处理系统调试不包括程控调试。

【释义】 废水处理:废水处理方法按其对污染物实施的作用不同,大体上可分为两类:一类是通过化学或生物化学的作用,使其转化为无害的物质或可从废水中分离的物质,称为转化法;另一类是通过各种外力作用,把污染物从废水中分离出来,称为分离法。

(1)转化处理

转化处理可分为化学转化处理和生物转化处理,见表1-29。

表1-29 转化法分类一览表

对于火力发电厂的废水,常用的化学转化处理方法有:中和法、氧化还原法和化学沉淀法。

①中和法。向废水中投加酸性或碱性物质,使pH值调节至排放要求(pH值为6.5~8.5),称为中和处理。如向废水中投加碱(或碱性物质)提高pH值或投加酸(或酸性物质)降低pH值,分别称为碱化处理或酸化处理。

②氧化还原法。向废水中投加氧化剂或还原剂,与污染物发生氧化或还原反应,使污染物变为无害的新物质。

如向废水中投加氧化剂氯去除有机物引起的色度,即为氧化法。如向废水中投加还原剂硫酸亚铁,使废水中六价铬还原为毒性极微的三价铬,这称为还原法。

③化学沉淀法。向废水中投加沉淀剂,使之与废水中某些溶解态的污染物生成难溶的沉淀物,进而从水中分离出来。

生物转化处理又分好氧生物转化处理和厌氧生物转化处理两种。

①好氧生物转化处理。它是在有溶解氧的条件下,利用好氧微生物和兼性微生物的生物化学反应,将废水中的有机污染物转化或降解为简单无机物的一种处理方法。

②厌氧生物转化处理。它是在无溶解氧的条件下,利用厌氧微生物和兼性微生物的生物化学反应,转化或降解有机污染物的一种处理方法。

(2)分离处理

废水中的污染物按其颗粒大小不同,可分为四种存在形态,即悬浮物、胶体、分子和离子。颗粒大小不同,造成周围各种外力对其产生的效果也不同,所以分离方法各异,见表1-30。

表1-30 分离法分类一览表

①悬浮物分离法。这类污染物由于颗粒较大,重力和离心力对其作用十分明显,因此可依靠阻力截留、重力分离、离心分离、粒状介质截留等方法进行分离。阻力截留法是依靠筛网与悬浮物之间的几何尺寸差异截留悬浮物的一种方法;重力分离法是依靠悬浮物与水的密度差,让悬浮物下沉或上浮而进行分离的一种方法;离心分离法是依靠作用于悬浮物上面的离心力,使其从废水中分离的一种方法;粒状介质截留法是依靠粒状滤料截留悬浮物的一种方法,由于滤料之间的间隙很小以及滤料表面的吸附作用,故这种分离方法不仅能除去悬浮物而且还可除去一部分颗粒较小的胶体污染物。

②胶体分离法。这类污染物由于颗粒较小,重力和离心力对其作用都不明显,而且颗粒之间往往存在一种斥力,所以,完全依靠重力、浮力或离心力难以将颗粒从水中分离出来,但它可以用化学絮凝法、生物絮凝法进行分离。化学絮凝法是通过向废水中投加混凝剂、高分子絮凝剂等化学药剂,使胶体污染物絮凝成大而重的絮凝体,然后再进行分离;生物絮凝法是利用生物活性物质(如生物膜和活性污泥)的生物转化作用,将有机胶体污染物絮凝而进行分离的一种方法。

③分子分离法。这类污染物颗粒更小,具有溶解性,它既不能用重力法分离,也不能用絮凝法分离,但它可用吹脱法、汽提法、萃取法和吸附法等进行分离。吹脱法是使废水与空气充分接触,将溶解性的气态和挥发性污染物由水相转移到气相而进行分离的一种方法;汽提法是使废水与水蒸气充分接触,直到沸腾,使挥发性污染物与水蒸气一起逸出而进行分离的一种方法;萃取法是向废水中投加一种不溶于水但能溶解污染物的一种萃取剂,使污染物从水相转移到萃取剂中,然后再从萃取剂中进行分离或回收的一种方法;吸附法是让废水与固体吸附剂充分接触,使分子态污染物吸附到吸附剂上,然后再从吸附剂上进行解吸而进行分离的一种方法。

④离子分离法。这类污染物的颗粒最小,也具有溶解性,而且在颗粒上起作用的主要是化学键力,它的分离方法与上述各种污染物都不相同。分离这类污染物常用的方法有离子交换法、离子吸附法和电渗析法等。离子交换法是使废水与固态离子交换剂相接触,废水中的离子态污染物便与交换剂上的同电荷离子相互交换,从而使废水中有害离子污染物分离出来,交换剂失效后可以通过再生操作,使离子态污染物随再生液排出或浓缩回收利用,交换剂本身又可重复利用;离子吸附法是使废水与具有离子吸附性能的固体吸附剂相接触,废水中的离子态污染物便与吸附剂上电性相反的活性基团相吸引,从而使废水中有害离子污染物分离出来,吸附剂也可以再生重复利用;电渗析法是在直流电场的作用下,利用阴阳离子交换膜对水中阴阳离子污染物的选择透过性,即阳离子交换膜只允许阳离子通过,阴离子交换膜只允许阴离子通过,阴阳离子交换膜排列组成废水通过该通道时,就可将离子态污染物分离出来。因为这种处理方法与反渗透法一样,都是借助一个膜,所以也叫膜分离法。

3.加药、取样系统调试中制氢系统如无制氢功能,仅氢气质量监督和配合充氢时,定额乘以系数0.93。

【释义】 详见本节第一部分说明释义1.5.3的内容。

4.①化学碱洗工作不包括碱洗药品。②炉本体化学碱洗工作,锅炉专业定额比例45%;汽机专业定额比例为20%;化学专业定额比例为35%。③炉前系统及过热器碱洗套用炉本体碱洗定额。

【释义】 详见本节第一部分说明释义1.5.4的内容。

5.①化学酸洗工作不包括酸洗药品、酸洗器材(设备、管道、材料等)及其安装、操作。②炉本体化学酸洗工作,锅炉专业定额比例为36%;汽机专业定额比例为16%;化学专业定额比例为48%;③炉前系统及过热器酸洗套用炉本体酸洗定额。④硫酸盐洗套用盐酸酸洗定额。⑤有机酸、EDTA炉本体酸洗套用柠檬酸洗定额。⑥采用锅炉本体点火方式酸洗时,定额乘以系数1.5。

【释义】 EDTA:是一种重要的络合剂,多用于水质监测中的络合滴定分析法。

6.凝结水精处理系统调试另加独立酸碱系统时,定额乘以系数1.2。

【释义】 凝结水精处理系统:采用中压凝结水混床系统,具体为前置过滤器与高速混床的串连,再生系统主要包括分离塔、阴塔和阳塔,另外还包括酸碱设备、热水罐、冲洗水泵、罗茨风机、储气罐等设备。

第二部分 定额释义

1.5.1 补给水处理系统调试

定额编号:YS1-285~YS1-290 机组容量 P95~P96

【应用释义】 总有机碳分析仪:是测定分析有机碳TOC总量的仪器,在测定水中碳化物时,以钴作催化剂,在950℃条件下燃烧,燃烧时产生CO2,用非分散型红外线气体分析仪器进行测定。其间把无机碳酸盐在150℃低温条件下燃烧,测出其CO2数量。从总碳中减去此CO2量后,就为有机碳的测定值。

1.5.2 废水处理系统调试

定额编号:YS1-291~YS1-296 机组容量 P97

【应用释义】 工业酒精:即工业上使用的酒精,也称变性酒精、工业火酒。工业酒精的纯度一般为95%和99%。主要有合成和酿造(玉米或木薯)两种方式生产,合成的一般成本低,甲醇含量高。

1.5.3 加药、取样系统调试

定额编号:YS1-297~YS1-302 机组容量 P98

【应用释义】 余氯分析仪:在线余氯分析高智能化在线连续监测仪,由传感器和二次表两部分组成。可同时测量余氯、pH值、温度。可广泛应用于电力、自来水厂、医院等行业中各种水质的余氯和pH值连续监测。

1.5.4 化学碱洗

定额编号:YS1-303~YS1-304 凝汽器 P99~P100

定额编号:YS1-305~YS1-309 炉本体 P99~P100

【应用释义】 高精度测厚仪:涂层测厚仪一般采用磁性和涡流两种测量方法。磁性方法可无损地测量磁性金属基体(如钢、铁、合金和硬磁性钢等)上非磁性覆盖层的厚度(如铝、铬、铜、珐琅、橡胶、涂料等);涡流测厚方法,用于测量非磁性金属基体(如铜、铝、锌、锡等)上非导电覆盖层的厚度(如:珐琅、橡胶、涂料、塑料等)。

砂纸:根据不同的研磨物质,有金刚砂纸、人造金刚砂纸、玻璃砂纸等多种。干磨砂纸(木砂纸)用于磨光木、竹器表面。耐水砂纸(水砂纸)用于在水中或油中磨光金属或非金属工件表面。

1.5.5 炉本体化学酸洗

定额编号:YS1-310~YS1-315 盐酸 P101~P102

定额编号:YS1-316~YS1-319 氢氟酸 P103~P104

定额编号:YS1-319~YS1-323 柠檬酸 P103~P104

【应用释义】 锅炉本体:锅炉本体结构由锅筒、水冷壁、省煤器、下降管、过热器及再热器等组成。

①锅筒是一个由钢板制成的圆筒。其作用是与下降管、上升管连接,组成自然循环回路,它又接受省煤器送来的给水,向过热器输送饱和蒸汽。所以,锅筒是加热、蒸发、过热三个过程的连接枢纽。

②水冷壁是由许多沿炉膛四周紧靠炉墙内壁垂直排列的钢管组成。其作用是吸收火焰对水冷壁的辐射热,使饱和水蒸发成为饱和汽,另一方面还使炉墙免于烧坏。水冷壁的上、下联箱分别由上升管和下降管与锅筒联接,组成一个闭路循环。

③省煤器由布置在锅炉尾部烟道中的蛇形管组成,与低温再热温、空气预热器一起称为尾部受热面。尾部受热面可以降低排烟温度,提高锅炉效率。给水在省煤器中被烟气加热,提高给水温度,可以节约燃料10%~15%。

④过热器的作用是将饱和蒸汽加热成为具有一定温度的过热蒸汽,再送往汽轮机做功。过热器由钢管制成,其结构有几种不同形式,根据需要布置在炉内合适的位置。

⑤再热器的作用是将汽轮机高压缸排出的蒸汽再加热成为带有一定温度的过热蒸汽,并送回汽轮机中压缸做功,再热器由钢管制成。

1.5.6 凝结水精处理系统调试

定额编号:YS1-324~YS1-326 机组容量 P105

【应用释义】 离子色谱仪:离子色谱是高效液相色谱的一种,故又称高效离子色谱(HPIC)或现代离子色谱。它与传统离子交换色谱柱色谱的区别主要是树脂具有很高的交联度和较低的交换容量,进样体积很小,用柱塞泵输送淋洗液通常对淋出液进行在线自动连续电导检测。

1.5.7 EDI设备系统调试

定额编号:YS1-327~YS1-328 出力50t/h P106

【应用释义】 全自动SDI分析仪:污染密度指数(Silt Density Index)通过监测水中悬浮物质,表征过滤系统或反渗透系统的性能。主要用于反渗透系统中SDI(污染指数)值的测定。

1.5.8 其他化学系统调试

定额编号:YS1-329~YS1-334 机组容量 P107

【应用释义】 可见分光光度计:又名可见光度计或分光光度计,能够进行定量测量(标准曲线测量,可对物质进行浓度直读);OD值直接测量(吸光度、透过率和能量等直读);动力学测试(测出物质浓度随时间变化OD值的变化);光谱扫描(可以对某一种物质进行全波段扫描,分析物质的特征波长,判断实验过程的误差);多波长测试(可以对物质同时进行多个波长的测试,分析物质的相关特性);还有可以进行DNA/蛋白质测试、总磷总氮测试、重金属测试、农药残留测试、食品安全检测、热力发电金属离子测试等等。