热电厂锅炉用水分类及水质指标简析

热电厂锅炉用水分类及水质指标简析

一、热电厂用水的分类

由于水在发电厂水汽循环系统中所经历的过程不同，其水质常有较大的差别，热电厂锅炉软化水用水大致可分为：原水、补给水、给水、锅炉水、排污水、凝结水、疏水、返回凝结水、冷却水等。

1、原水：原水是未经任何处理的天然水(如江河水、湖水、地下水等)。在火力发电厂中，原水是制取补给水的水源，也可以用来冲灰渣或作为消防用水。一般取自自备水源(地表水或地下水)或城市供水网。

2、补给水：原水经过各种水处理工艺处理后，成为用来补充火力发电厂汽水损失的锅炉补给水。锅炉补给水按其净化处理方法的不同，又可分为软化水、蒸馏水或除盐水等。

3、给水：经过各种水处理工艺处理后送进锅炉的水成为给水。凝汽式发电厂的给水主要由汽轮机凝结水、补给水和各种疏水组成;热电厂的给水中还包括返回凝结水。

4、锅炉水：在锅炉本体的蒸发系统中流动着的水称为锅炉水。

5、排污水：为了防止锅炉结垢和改善蒸汽汽质，用排污的方法排出一部分含盐量高的锅炉水，这部分排出的锅炉水称为排污水。

6、凝结水：锅炉产生的蒸汽在汽轮机内做功后，经冷却水冷凝成的水称为凝结水。这部分水又重新进入热力系统，成为锅炉给水的主要部分。

7、疏水：在热力系统中，进入加热器的蒸汽将给水加热后，由这部分蒸汽冷凝下来的水，以及在停机过程中，蒸汽系统中的蒸汽冷凝下来的水都称为疏水。所有疏水经疏水器汇集到疏水箱，符合水质要求的，作为锅炉给水的一部分返回热力系统。由于火力发电厂(尤其是热电厂)的疏水系统比较复杂，一般在水汽循环的主要系统中不表示出来，另行阐述。

8、返回凝结水：热力发电厂向热用户供热后，回收的蒸汽凝结成水，称为返回凝结水(也称返回水)。其中又有热网加热器凝结水和生产返回凝结水之分。

9、冷却水：蒸汽在汽轮机中做完功以后，通常通过水冷，闭式水系统的冷却通常也需要水冷，这两部分水称为冷却水。一般说的冷却水主要是指这两部分。

二、天然水中水中杂质(离子和主要化合物)

天然水中的杂质可按其分散颗粒的大小分为：悬浮物、胶体和溶解物质。悬浮物是粒径10–4mm以上的粒子，它们在水中不稳定，可在重力或浮力的作用下去除，常为砂、粘土类化合物及动植物类的产物;胶体的粒径在10–6～10–4mm，常为不溶于水的分子所组成，胶体粒子比表面大、活性大并带有负电荷，它们常是铁、铝、硅的无机化合物和有机胶体，胶体可用混凝、澄清与过滤工艺去除;溶解物质是指粒径小于10–6mm的离子和一些溶解气体，采用离子交换、电渗析、反渗透的工艺可将其去除，水中的二氧化碳、氧气等溶解气体也是水处理工艺需除去的杂质。

1、水中的离子态杂质天然水中的离子按其含量而可为三类，其中含量最高的第I类离子是水处理过程中需要净化的主要对象。

2、水中的主要化合物

2.1 碳酸化合物在天然水中，含量最大的杂质常常是碳酸的盐类。碳酸是由二氧化碳与水作用而形成，在水中碳酸化合物可以四种形态存在：溶于水中的气体态(CO2)、碳酸的分子态(H2CO3)、碳酸氢根(HCO–3)和碳酸根。

在火力发电厂中，水中硅酸化合物是有害的物质。当锅炉水中铝、铁和硅的化合物含量较高时，会在热负荷很高的炉管内形成水垢。在高压锅炉中，硅酸会溶于蒸汽，随之带出锅炉，最后沉积在汽轮机内，引起故障。所以，硅化合物是需处理的主要以象之一。

2.2铁的化合物

在天然水中铁是常见的杂质。水中的铁有亚铁(Fe2+)和高铁(Fe3+)两种。必须注意，净水设备和热力设备的腐蚀，也有可能使给水带铁入锅炉，所以还应搞好设备防腐，以防止水质重新污染。

2.4 氮的化合物

在天然水中有时含有氮的无机化合物，如NH4+、NO2–和NO3–。它们的主要来源为动植物的各种含氮有机物，以及随工业排水混入的NH4+。随污水带入水源的含氮有机物(如蛋白质、尿素等)，在微生物的作用下会逐渐分解，生成组成较简单的氮化合物。在没有氧存在的情况下，氨是有机氮分解的最终产物;如果水中有氧，则在细菌参与下，能使氨继续分解，逐步转变成亚硝酸盐或硝酸盐。为此，根据天然水中各种含氮化合物的相对含量，可以推测此水被有机物污染的时期。

三、火力发电厂用水的水质指标

不同用途的水，常有不同的水质要求，这就需要采用不同的水质指标。水质指标可用水中杂质的组成表示，也可以根据技术上的需要专门拟定，这种专门拟定的指标称之为技术指标。

电力生产中，常用的主要技术指标的意义如下：

1. 溶解固形物和含盐量

溶解固形物是指水中除溶解气体之外各种溶解物的总量。它除了包括全部阴、阳离子外，还应加上非离子态的二氧化硅、铁铝氧化物和有机物的的含量。

2. 悬浮物与浊度

水中悬浮物是各种水处理工艺中都需监督的项目。悬浮物的含量可以用重量分析法来测定，但此法需要将水过滤，滤出的悬浮物需经烘干和称量等手续，操作麻烦、准确度低，不宜用作现场运行的监督指标，所以，通常采用较易测量的“浊度”作为衡量悬浮物的指标。

3. 碱度和酸度

3.1 碱度

水的碱度是指水中含有能接受氢离子物质的量。天然水中碱度主要由重碳酸根所组成。因为碱度是用酸中和的办法来测定的，所以采用的指示剂不同，滴定终点也不同，所测得的物质也不同。

3.2 酸度水的酸度是指水中含有能接受氢氧根离子的物质的量。可能形成酸度的物质有强酸，强酸弱碱盐、酸式盐和弱酸。

4. 硬度硬度是指天然水中多价阳离子的总浓度，对天然水来说主要是钙、镁离子，故水的硬度也就表示水中钙、镁离子之和。

硬度可分为以下两种：

4.1 碳酸盐硬度碳酸盐硬度是指水中钙、镁的碳酸氢盐、碳酸盐之和。但由于天然水中碳酸根的含量非常少，所以一般将碳酸盐硬度看作钙、镁的碳酸氢盐。

4.2 非碳酸盐硬度

水的总硬度和碳酸盐硬度之差是非碳酸盐硬度，它们是钙、镁的氯化物和硫酸盐等。它在水沸腾时不能被除去，所以又被称为永久硬度，其值近似等于非碳酸盐硬度。

5. 电导率

衡量水中含盐量最简便和迅速的方法是测定水的电导率，因为组成天然水含盐量的主要物质为离子，而离子具有导电性。

6.有机物

水中有机物的组成复杂，不论是对某些有机物的量还是对有机物的总量都难以测定，因此采用了各种相对表示有机物含量的指标。

6.1 化学需氧量(COD)

化学耗氧量表示利用化学氧化剂氧化有机物所需的氧量，此量常用符号COD表示。化学氧化剂一般用重铬酸钾或高锰酸钾。

6.2 生物需氧量(BOD)

生物需氧量表示用微生物氧化水中有机物所消耗的氧量。在氧化的第一阶段中，主要是有机物转化成二氧化碳、水和氨;第二阶段主要是氨转化成硝酸根和亚硝酸根。