水泥余热发电培训丛书2

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

图4.34. AQC

图500~700ml/min时，水样温度低于30～40oC

范围内，并保持流速稳定，调节冷30～40o。取样瓶须是硬质玻璃瓶或塑料制品，采样前应用分析应不少于单项分析应不少于0.3L。要采用固定的取样瓶取样，并适当粘贴标签，。

6）污水排放

为了排放3个汽包（SP锅炉汽包、AQC锅炉的高压及低压汽包）的污水，在AQC锅炉0 m平台和在SP锅炉0 m平台各安装了1台连排扩容器，（图4.35）。

来自汽包的连排污水、定排污水以及锅炉紧急放水的温度和压力都比较高，要在连排扩容器中经过扩容降压、汽水分离后，将污水从下部出口排出，蒸汽从上部出口排出。虽然连排污水的水量较大，温度较高，有一定利用价值（例如输送到除氧器加热给水），但由于其安装地点距离除氧器太远，只能将其放空，排至大气。

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

越大，水击必然会使叶片变形，甚至断裂，酿成重大事故。因此汽轮机要求蒸汽在做功过程中，从主汽门到凝汽器入口，决不允许蒸汽结成水。显然饱和蒸汽是满足不了这个要求的。

为此汽包内的饱和蒸汽要经过过热器进一步加热，成为过饱和蒸汽（干蒸汽），再进入主汽门（AQC低压过热器进入补气门），输送到汽轮机内做功。过热蒸汽的温度比饱和蒸汽的温度高得多，它能满足在汽轮机中自始至终不凝结成水的要求。由于汽轮机端的汽压较低，因此过热蒸汽的压力比饱和蒸汽压力略低。

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

图4.36、4.37和4.38是SP炉和AQC炉过热器出口集箱的构造。

图4.36. SP炉的过热器出口集箱

图

图4.38. AQC炉的低压过热器出口集箱

二．锅炉热循环系统图

至此已经介绍完了锅炉各部分运转的原理，以图4.39的SP炉热循环系统图作为总结。在此就该图作一些补充说明：

1．高压给水泵出口温度约42°C，经过AQC炉的共有省煤器，升温到121°C，再进入

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

SP炉省煤器，给水在进入省煤器时的温度称为给水温度，所以SP炉的给水温度是121°C。

2．在停机检修时，给水泵可以向过热器提供一条反冲洗用水通道，即将除盐水从过热器出口集箱打入，再从进口集箱排出，这就是反冲洗的含义。

图 4.39. SP锅炉热循环系统图

三．给水自动调节系统

在锅炉运行中，锅炉参数是随工况的变动而变化的，为使参数稳定在规定范围内，就需要调节和控制，以适应运行条件的变化。给水自动调节系统的任务是使给水量适应蒸发量，使汽包水位保持在允许范围内。

目前常用三冲量给水自动调节系统。在该系统中调节器接受汽包水位H、主蒸汽流

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

量D和给水流量W三个信号，如图4.40所示。在此调节系统中，汽包水位是控制目标，任何原因引起的水位变化，都将使调节器动作，改变给水调节阀开度，使水位维持在规定值。（可以在图4.39中，找到自动调节系统的有关传感器和水位控制器）

图4.40. 调节的补偿信号。505数字调速器通过电－液转换器CPC任务。

虚假水位”信号：由于蒸汽流量突然增加，汽包汽压降低，饱和锅炉安全运行毫无威胁，可以置之不理，我们不希望因为这些扰动的存在而使电动调节阀频繁动作。在实际运行中，即使对电负荷不作任何调整，屏幕上显示的输出电功率数字也会在某一小范围内不断上下波动，可见汽水系统是处于一种小扰动不断的动平衡状态中。

实际运行中用于种种原因，经常停运给水自动调节系统，由值班员手工操作电动调节阀的开度，值班员不要被“虚假水位”所迷惑，只有当给水量与蒸汽流量不平衡引起

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

的汽包水位变化时，才需要操作。

由于给水调节阀受到上述三种信号的作用，保证了给水调节质量。三冲量的给水调节只适于锅炉正常运行。在锅炉起动、停止过程及小于30％额定负荷时，调节器只接受水位信号进行调节。

第五节 余热锅炉的运行和维护

锅炉是压力容器定，而且必须取得安全第一。

一．锅炉启运前的检查

进行重点检查。

1

2

3

4

5

6

7

8

（1）

（2）各传动、减速机构，装置完整，并有适量的润滑油。

9．检查转动机械应符合下列要求：

（1）所有安全遮拦及保护罩完整牢固、靠背轮联接完好、传动皮带完整齐全、紧度适当、地脚螺丝不松动；

（2）检查汽水管道应符合下列要求：

A. 支吊架完好、管道能自由膨胀；

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

B. 保温完整、表面光洁、其颜色符合《电力工业部技术管理法规》规定；

C. 管道上有明显表示介质流动方向的箭头；

D. 与系统隔绝用的堵板拆除；

E. 检查各阀门、风门、应符合要求；

F. 与管道连接完好、法兰螺丝已坚固；

G. 手轮完整、固定牢靠、门杆清洁、无弯曲及锈蚀现象、开关灵活；

H.

I.

10. 具有冲洗时防止烫伤工作人员的防护罩。

11. 照明充足。

12. 检查安全阀应符合下列要求：

（1）（2）弹簧完好、压紧。

13．

（1）上；

（2）

（3）3~8mm；

（4）

14．

（1

（2）

（3）

和检修的负责人予以消除。

二．水压试验

作为压力容器的余热锅炉在投运前及每次大修后，都必须按《管道技术规范》（DL5031-94）进行水压试验。

1．水压试验的目的：检验锅炉受压部位的耐压强度和严密性，不允许出现外观变形和渗漏现象。

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

2． 水压试验的范围：锅炉本体，锅炉范围内的管道及有关附件，包括汽包、蒸发器、省煤器；高、低温过热器等受压部件以及下降管、上升管、主蒸汽管、给水管等锅炉范围内的管道，还包括成型件和阀门仪表等。但不包括安全阀和水位表，安全阀的整定和水压试验单独进行；水位表不作水压试验。

3．水压试验压力：是汽包工作压力的1.25倍。

水压试验开始加压前，参加试验的所有部件内都应上满水，不得残留气体，因为容20分钟，压力无波动；再降至工作压力变形及涌漏水现象，则认为水压试验合格。

应当采用调试专用的试压泵；同时还必须配备21.5力表安装于汽包顶部，用于读取数据。

4．水压试验的用水：～50°C为宜。锅炉水压试验合格后应及时

1、煮炉

清洁水质，加到汽包最高水位。

应有一星期以上的自然干燥期，并经常检查炉墙是否有龟裂现象，

煮炉的目的清除受热面内部的油脂、铁锈及其它污垢。

（1）采用碱性煮炉时，加药量按锅炉实际水容积计算，每立方水加氢氧化钠

和磷酸三钠各2～3 kg（按100％纯度），药品加入后，通入烟气进行加热，升压到汽包工作汽压的75％左右，对空排汽量为10～15％额定蒸发量，煮炉48小时后，从下部排污管轮流排污换水，直到水质达到试运标准为止。

（2）煮炉期间，应定期从汽包取样分析，当炉水碱度低于45mmol/L时，应补充加药。

（3）煮炉前应制定煮炉操作规程，并严格执行。

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

（4）药品应溶化后加入锅内，煮炉时应严格控制水位，药液不得进入过热器。

（5）煮炉结束，锅炉停炉放水后，应检查汽包及各下集箱内部，彻底清扫内部附着物的残渣。

2．管道的吹洗

锅炉的汽包出口管道、过热器及其通向汽轮机主汽门的管道，在投入供水及供汽之前，必须用蒸汽进行吹洗，以清除管道内的杂物和锈垢。如果不清除干净，投产后它们甚至损坏汽轮机叶片。

也就用水进行吹洗时，其水质宜为除盐水正常运行时的最（1）临时管尽量短捷以减少阻力。

（2）（3）1，以保证蒸汽吹洗时对异物的冲刷力大于额

( 2×吹管时蒸汽比容)】/【（额定负荷流量）2×

（4）1.0MPa，蒸汽流量为锅炉额定蒸发量的60～70％。

（5） 24°C范围内。

（6）至少应有一次停炉冷却（时间8小时以上）以提高吹洗效果。

（7）采用稳压吹洗，每次不小于15分钟，应按《电建规》要求，装设靶板检查，达到《电建规》的合格要求。

所谓靶板检查，是在被吹洗管路末端（通常在汽轮机主汽门前）安装的临时排汽管内（或排汽口处）装设靶板，以检查冲洗质量。靶板一般用铝板制作，宽度为装设靶板处管道内径的10％左右，长度等于管子内径，装设方向应对正汽流冲击方向。在保证吹管冲刷力合格的前提下，连续两次更换靶板检查，靶板上冲击斑痕粒径小于1mm，且用

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书 肉眼观察斑痕不多于10点时为合格。

（8）管道冲洗和吹洗完后，应整理记录，办理签证。

最后再说明一下，煮炉和管道的冲洗和吹洗的重点对象是不同的：煮炉的范围包括除过热器以外的炉水循环系统的全部管路；而管道的冲洗和吹洗，只限于汽包出口后的汽水管道和过热器，不包括蒸发器和省煤器。

3、蒸汽严密性试验

当锅炉煮炉完毕，蒸汽管道吹洗结束后，锅炉即可升到，进行蒸汽严密性试验。锅炉的水压试验是在锅炉冷状态热状态下对锅炉的严密性进行检查。

（1）试验检查项目：

1

2）附件和全部汽水阀门的严密性；

34）

5）

（2

l）～工作压力检查人孔、手孔、阀门、法兰等处的

2）

3）位。检查轻微漏汽时，可以用温度较低的玻璃片、手电筒或其他金属物件，在接合面或接合缝四周放置一会，观察是否有水珠凝聚在其上。还可以通过保温材料变色、灰尘痕迹等线索来发现泄漏部位。

4）在巡回检查中，还可以通过人体感觉热量的变化来发现泄漏的部位。

4．安全阀调整：安全阀是锅炉运行中汽包或过热器发生事故，出现汽压异常超高时，避免事故范围扩大的一道保险屏障。SP和AQC锅炉每个汽包及过热器出口集箱都装设

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

有1只全启式弹簧式安全阀。对新安装的锅炉，在进行蒸汽严密性试验之后，若无重大缺陷，即可升压进行安全阀调整（即定铊）。检修后的安全阀也必须进行调整，以保证安全阀的动作准确、可靠。

安全阀的调整试验，是一项技术性较强的重要工作，关系到锅炉运行中的安全防爆，故应由有经验的专业人员来主持与操作。调整安全阀的压力以各就地压力表为准，压力表应校验合格。弹簧式安全阀在调整前应将调整螺丝调至较高压力值的位置，调整试验开始后，要求把汽压缓慢保证蒸汽压力稍高于弹簧压紧力时，安全阀即动作。

力值不应相差太大；调试人员应站立在伤，无关人员不得在旁边逗留。

安全阀调整压力：

汽包工作安全阀： ＝汽 N)； 过 (PN过为过热器蒸汽压力)。

三．锅炉的启动

72小时试运行， 72小时试运行主

SP炉启动时炉水应保持较高温度，因此要求AQC炉先运行，使SPAQC炉故障需要退出时，SP炉一起退出。

72小时试运行结束后，施工单位应向使用单位办理试运签证和设备技术资 料的移交工作。

1．锅炉启动前的检查和锅炉上水

（1）锅炉附属设备状态检查：各种传动设备是否完好；给水泵、循环水表是否正常；振打除灰装置及螺旋出灰机能否正常工作；

（2）按以下位置开放和关闭阀门： 蒸汽系统：主汽门关闭，对空排汽门开启、过

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

热器疏水门开启；给水系统：给水门开启； 各集箱放水门、排污门关闭；蒸汽、炉水取样一次门、汽包加药门开启；汽包过热器放空阀开启，水位报警器、平衡容器门处于工作状态；安全阀处于完好状态；给水压力表、汽包饱和蒸汽压力表、过热器压力表门开启； 汽包水位计、低置水位计处于工作状态； （3）关闭炉墙各人孔门和检查孔，检查其严密性；

（4）检查除盐水箱及除氧水箱的水位，保证锅炉运行有足够的水量。检查工作完毕后，启动给水泵向锅炉上水2小时，水温不宜过高或过低，以40～50°C

2．启动拉链机，启动机械振打除灰装置。

3．关闭锅炉烟气旁通烟道，缓慢阀门，再开启进口阀门）逐渐增大和增高10°C筒及受热面、护板炉墙受到损伤。

4．，极限水位为±75mm，

5．,蒸汽管道疏水阀；

6．,,如有异常,应立即查明情况 7. 0.3 MPa时,依次对过热器及各蒸发器放水阀放水,同时注意汽包水位变化().

8. 0.3 MPa时,及时热紧主要管道上的阀门、法兰及阀门压盖螺栓; 9. 当确认汽包压力升至0.6 MPa时,冲洗水位计并核对水位;

10.当确认汽包压力升至0.6 MPa时,开启主蒸汽管道上各疏水阀前后手动阀; 11.当汽包压力升至1.0MPa时,全面检查锅炉系统,如发现有不正常情况,应立即停止升压,待故障消除后继续升压;

12.确认汽包压力升至1.0 MPa时,接值长通知准备启动汽机系统,对汽机系统作全面检查.

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

13.确认蒸汽压力升至1.6MPa、过热蒸汽330°C时,与锅控操作员核对锅炉主要参数。

14.在启动过程中，必要时可打开对空排气阀，对空排气阀的开度应适当。

在升压过程中，必须监视水位变化情况，维持正常水位。

三．并炉

1．开启蒸汽母管和主汽管上疏水阀排出凝结水。

2．当锅炉汽压低于运行系统的汽压0.05-0.1Mpa

3．疏水阀。

4．时及时疏水并排净。

5． 四．锅炉的正常运行

严重的还会引起超温爆管。4次全面巡视检查，如果发现异常，应

合

1．汽压调节

保持汽压稳定是余热锅炉运行中一个很重要的指标。如果汽压过高，会引起安全阀的频繁动作；余热锅炉汽压波动太大，则不能满足汽轮机运行的要求，同时也可能引起锅炉本身发生事故。因此运行人员必须密切注视运行压力的变化，做到勤与水泥生产操作人员联系，与汽轮发电机操作人员联系，调整负荷，保持汽压稳定。

2．汽温调节

如锅炉投入运行后出现过热蒸汽温度偏低，应关注受热面的积灰情况，监视除灰器

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

等设备的运行情况是否正常。

3．烟气温度检测：

排烟温度过高，其原因除进口烟温过高外，也有可能因锅炉各受热面积灰严重，使热效率变差而引起，所以排烟温度过高时，应监视锅炉进口烟温，如超过375°C时应与水泥生产线运行人员联系，控制进口烟温。如果锅炉进口烟温正常，那么应检查锅炉各部受热面积灰情况，积灰严重应采取措施，使受热面保持清洁，以提高受热效率。如果

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

4．水位监测

水位监测的重要性不言而喻，而冲洗水位计是一项基本功。为了清洁水位计玻璃板，缺水或满水事故。冲洗水位计的操作步骤是：

（l）（2）关闭水位计水侧旋塞，冲洗汽联管和玻璃板；（3）（4）有轻微波动；

（5）

面部不要正对水位计；以防玻璃板破碎伤人。

5．定期排污

，不准两个或更多的排污门同 。 6．取样

送化验分析，用以改进操作，达到安全运行的目的。

7．加药

给水采用氨或联氨处理时，均应保持剂量稳定；锅水采用磷酸盐处理时，药液要均匀地加入汽包，并定期检查给水对蒸汽质量的影响。如果锅水含磷酸盐与磷酸加入量不成比例时，要立即查明原因，采取措施加以纠正。

五．停炉

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

1．正常停炉

由于水泥生产线或余热电站正常检修或其它原因，需要有计划的停炉时，按以下及个步骤进行：

（1）对锅炉机组全而检查，了解机组部件损伤情况，核定检修项目。

（2）根据拟定的检修项目，提出检修周期，与生产部门协调，并通知水泥生产相关单位，做好相应的准备工作。

（3） 用2～3小时将烟气温度降至30°C以下。

压按0.03 MPa/min水门。

（4）每隔一段时间（时间间隔约2却，至水温70°C 2、紧急停炉

（1） （2）

（3） （4

（5） （6）

（7 （8）锅炉所有的水位表、安全阀、压力表有一项全部失灵时； （9）厂用电路断电等情况必须停炉；

（10）水泥窑系统严重损坏，烟气供应可能中断，必须停炉时。

紧急停炉时，炉温变化较快，必须采取一定的技术措施，以防止事故的扩大，或发生新事故。紧急停炉时应与水泥窑生产系统取得联系，关闭烟气进气百叶阀门，并打开旁通烟道；停运汽轮机，关闭主汽阀，打开对空排汽阀，防止汽压过高，造成安全阀动

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

作。

此时改给水自动调节为手动调节，维持汽包水位。只要不是严重缺水、炉管爆破和炉墙有倒塌危险，就有可能待事故消除后重新启动。特别注意：当锅炉严重缺水（即用“叫水法”——把水位计上部的汽门关死，只开下部的水门，也看不到水位，参看图4.23）时，严禁向锅炉再加水，当炉管爆破加强给水也不能维持正常水位，也应停止向锅炉进水。

般水泥窑熄火61小时以上放水一次。当放水温度到70～80°C

六．停炉的维护和保养

化钙和硅胶等，关闭所有门孔，无水氯化钙约0.5～1kg/m3，生石灰1～3kg/m3，硅胶1～否则会产生腐蚀。

NaOH （2 kg/m3）或34 （3 NaOH（5 kg/m3）或Na3PO4（并要求锅炉受热面外部及炉膛干燥。冬季不宜

2～4周以上）停炉时，可采取充氮保养法。当疏水后充入氮气是0.07MPa时，从锅筒或上部连接管中充入氮气。锅炉氮气的压力在0.035MPa以防止外部空气进入。

七．SP炉振打装置的使用和灰渣的清除

使用振打装置时可根据余热锅炉出口烟气的变化情况确定振打装置的使用周期。在使用前检查振打装置是否有卡阻异常现象。在运行中排烟温度能保持正常，可采用低频率（1次/分钟）振打，随着运行时间的推延，排烟温度不断升高，说明受热面上有积灰

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

而使受热面传热恶化，此时可采用低频率（3次/分钟）振打。

第六节

锅炉运行中事故的处理

余热电站在运行中不可避免地会出现故障，发生事故。值班人员处理事故的原则是： 1. 发生事故时，运行人员应迅速判明事故发生的原因，果断地解除人身和设备的危险，保证设备继续运行；

2. 生的原因，采取措施进行处理；

3. 4. 在交接班发生事故时，要停止交接班，待事故处理后经值班长同意方可交接班；

5.

一、缺水事故

1. 现象

1）2）3） 4）

5） 6

7）

2. 原因：

1）运行人员疏忽对水位监视不严；

2）设备有缺陷，如给水自动调节器失灵，水位计脏污或联接管堵塞而形成假水位、给水泵阀发生故障或给水管路故障等；

3）锅炉放水阀或定期排污阀泄漏等； 3. 事故处理

1）进行各水位计指示对照，并可冲洗汽包水位计，以判断指示的正确性；

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

2）检查给水泵、给水管道及锅炉各放水门，如有严重损坏应立即停炉；

3）如水位计尚有水位，而且设备无缺陷，应加强上水，待水位恢复正常后，适当关小给水门，保持正常水位，必要时可减少负荷；

4）如用“叫水法”仍然看不到水位，属于严重缺水，应立即通知机电部门甩掉负荷，关闭给水门，停止锅炉上水，紧急停炉。

二、满水事故

1．现象与判断

l）汽包水位高于正常水位； 2）低位水位计指示正值增大； 3）水位报警器发出高水位报警信号； 4）过热蒸汽温度下降，严重时大幅下降； 5）给水流量不正常，大于蒸汽流量； 6） 7） 2．事故处理

1 2

3 4 ①

②

③ 5）如果属于严重满水，应采取下列措施： ① 紧急停炉；

② 立即通知机电部门甩掉负荷，关闭给水门，停止锅炉上水，紧急停炉。

三．汽水“共腾”事故

1，现象与判断

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

1）汽包水位计水面发生剧烈波动，严重时看不清水位； 2）蒸汽和炉水含盐量增大； 3）过热蒸汽温度急剧下降；

4）给水流量不正常，大于蒸汽流量；

5）汽水“共腾”严重时，蒸汽管道内发生水冲击，法兰处冒白汽。 2．事故处理

1）通知机电部门降低负荷，并保持稳定负荷； 2）全开连续排污门，必要时开启事故放水门；

3）通知化学部门取样化验，并停止加药； 4）开启过热器及锅炉蒸汽管道疏水门； 5）上水、放水，以改善炉水水质；

6汽包水位计。

3 1 2

四．汽压过高事故

1. 原因及判断

1） 2） 3） 2. 事故处理

1）

2）以手动开启排汽阀，降低锅内压力； 3）校对压力表，加强锅内进水，加强排污； 4）必要时紧急停炉。

五．锅内水击事故

1. 原因与判断

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

1）锅内水位降到低于给水管边缘

2）给水过猛

3）接到汽包内给水槽上的给水管法兰不平。

4）给水管道逆止阀不正常会引起锅内水击事故。

2. 事故处理：

检查锅内水位，并调整到正常水位，并检查给水管法兰。

六．炉内积灰事故

设备。

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

（称为2＋）为。如果1L溶液中含有1g Ca2＋，那么它的摩尔浓度是1/80＝0.0125mol/L＝12.5mmol/L。

给水水质不良，特别是钙、镁离子超标，会给热力设备造成如下危害：

1. 热力设备的结垢：如果进入锅炉或其它热交换器的水质不良，则经过一段时间运行后，在和水接触的受热面上，会生成一些固体附着物,这种现象称为结垢，这些固体附着物称为水垢。因为水垢的导热性比金属差几百倍，而这些水垢又极易在热负荷很高的

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

锅炉炉管中生成，所以结垢对锅炉（或热交换器）的危害性很大；它可使结垢部位的金属管壁温度过高，引起金属强度下降，这样在管内压力的作用下,就会发生管道局部变形、产生鼓包，甚至引起爆管等严重事故。结垢不仅危害安全运行，而且还会大大降低发电厂的经济性。例如，热力发电厂锅炉的省煤器中,结有1mm厚的水垢时，其燃料用量就比原来的多消耗1.5％～2.0%。因此有效防止或减少结垢，将会产生很大的经济效益。另外，循环水的水质不良，在汽轮机凝汽器内结垢会导致凝汽器真空度降低,从而使汽轮机济性降低。热力设备结垢以后,年利用小时数；此外，还要增加检修工作量和费用等。

2.热力设备及其系统的腐蚀：,则

3.积盐。过热器管内,

内壁结垢

● PH值PH值＝-log（溶液中氢离子浓度，mol/L）。纯水中H＋和OH－1×10－7mol/L，因此PH值＝7。水中若溶入酸，例如盐酸HCl，H＋浓度就会增加，H＋浓度越大，PH值越小，PH值＜7为酸性水质；水中若溶入碱，例如氢氧化钠NaOH，H＋浓度就会减小，金属钠离子浓度就会增加，H＋浓度越小，金属离子浓度越大，PH值就越大，PH值＞7为碱性水质。

经过化学方法（离子交换）处理的水，显示弱碱性（PH值＝8.8～9.2）。弱酸性水对金属有腐蚀性；采用弱碱性水，具钝化钢、铜表面的优点，使之不易被腐蚀，防止在锅炉及换热器表面结铁垢和铜垢。

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

二．水处理的的流程

图5.1是余热电站水处理的流程示意图。

来自厂区自来水管网的清水经过阳床，阳床的学名是阳离子交换器，水中的阳离子（Ca2＋、Mg2＋、Na＋等）被清除，成为酸性水，水中含有易挥发的碳酸，经过除碳器，把挥发出的CO2除去；水流入除碳器下部的中间水箱，用中间水泵

图5.1. 打入阴床（阴离子交换器）除盐水，也就是锅炉补给水，最终经给水泵打入锅炉汽包。

三．离子交换原理

1.离子交换树脂

松脂），因此被称为离子交换树脂。

苯乙烯系是现在我国电厂用聚苯乙烯小球，称为白球。白球是具有立体网状结构的高分子骨架，骨架内分隔出大量。将白球进行浓硫酸处理，引入活性基团——SO3－ H＋，这个基团的SO3－能够牢固地结合在高分子骨架上,而H＋则是可以离解出来的离子，它与周围外来的同符号离子（正离子），可以互相交换，称之为可交换离子，白球及与它牢固地结合的SO3－在一起，用符号R表示，因此符号RH就可用来表示这种阳性离子交换树脂（型号001×7），由于在水溶液中能够离解出大量的H＋，所以它具有强酸性（第一个数字0表示强酸性）。

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

图5.2. 给出了阳离子交换树脂的显微结构。白球的粒径约20～40目，即0.3～1.2mm，不过小米粒大小，空穴直径约20～100nm（1nm＝10－9m）。严格地讲，活性基团具有双电层结构，只有外层（扩散层的离子）才是可以离解出来的离子。

将聚苯乙烯白球氯甲基化，然后胺化处理，可获得电站水处理常用的D202型（字母D表示大孔型，第一个2表示强碱性）强碱性阴离子交换树脂ROH，它的活性基团为二甲基乙醇胺。

图5.2. 2.离子交换的化学反应

OH－的强碱性阴离称之为

（1

式中RH代表阳离子交换树脂的交换基团（官能基团），括号内的组合表示各种可能出现的情况，例如：

2RH＋CaSO4

2RCa＋H2S04,表示以硫酸钙形式存在于水溶液中的钙离子被官能基团置换，留在阳床内，硫酸与水从阳床底部排出。

2RH＋MgCl2

2RMg＋2HCl，表示以氯化镁形式存在于水溶液中的镁离子被官能基团置换，留在阳床内，盐酸与水从阳床底部排出。

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

（2）阴离子交换反应：

式中ROH代表阴离子交换树脂的交换基团（官能基因），括号内的组合表示各种可能出现的情况，不过由于经过除碳器，水中残余碳酸含量已经很小。例如：

2ROH＋2H2SiO3

2R（HSiO3）＋H2O，酸根负离子被官能基团置换，留在阴床内，这实际上是一个3. 离子交换树脂的再生

（1）离子交换树脂的再生原理

最终要对阳离子交换树脂采用氢氧化钠再生，

废液，排入地沟。

4．脱碳

经过阳离子交换器的酸性水，在进入阴离子交换器以前，要经过除碳器脱碳。因为酸性水中的碳酸，即使在常温下，也不稳定，极易分解：

因此阴离子交换反应，只需去除脱碳后的残余碳酸。

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

第二节 化学水处理的设备和工艺流程

余热电站的化学水处理设备是由江苏宜津水工业装备公司配套供应的。其产能为7～14m3/h 。

一．过滤设备和工艺

水的过滤主要是为了除去悬浮固态杂质，使水澄清。本电站采用的多介质过滤器，器身高约2.6m，外径1.0m，滤层高度0.9m，工作压力0.5MPa,流量Q＝8m3/h。

图5.30.9m），有两块孔板，颗粒细度2～4mm的无烟煤滤层和细度0.6～1.2mm

图5.3

1. 来自厂区进水管网，开进水阀，水从器身上部管道进入过滤器，经过清水经过下孔板、水帽和出

2. 反洗：随着过滤时间的延续，滤层上沉积的固体悬浮物逐渐增多，它们堵塞过滤介质的网孔，使过滤的速度和效率下降，到一定程度，必须停止过滤，清洗滤层。由于滤层上部沉积的固体悬浮物数量多，颗粒大，所以清洗滤层的第一步是反洗。反洗时打开器身下部的反洗进水阀和上部的反洗排水阀，利用生水自下而上逆流冲刷滤层，水夹着污物从上部排到地沟。

3. 正洗：反洗完毕，打开上部进水阀和下部正洗排水阀，用生水对滤层进行正洗。

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

为了省水及提高洗涤效率，每次反洗和正洗的时间不宜过长，而是反、正洗交替进行数次，从排水清浊程度，判断是否已将滤层洗净，确认洗净后即可重新开始滤水工序。

图5.4.

二．离子交换工艺

图5.5是φ800逆流再生阳离子交换器工作流程原理图。阳离子交换器器身高

3.8m，外径0.8m0.5MPa,流量8m3/h。

图5.5. 阳离子交换器及其附属设备工作原理图

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

1. 阳离子交换器

固定床阳离子交换器的运行通常分为四个步骤，即交换、反洗、再生、和正洗。这四个步骤组成交换器的一个运行循环。

（1）交换：打开器身上部进水阀和下部的出水阀，其余阀门关闭。经过滤后的清水，从进水阀进入后，随即通过喷头(穹形多孔板)均匀地喷洒在压脂层，再经过离子交换层进行离子交换，除去水中的金属离子（等），再经过树脂层下部的滤帽（多孔板单头伞形水帽）过滤后，从下部出水口排出，进入下一步。

续进行。

（2

（A

1）

2中产生在交换剂层中的气泡。

反洗水的水质，应要求它不致污染交换剂。作为第一级的阳离子交换器，采用清水；

3）为了在反洗时使离子交换剂层有膨胀的余地，并防止细小颗粒被带走，交换剂层上面覆盖了一层约20cm厚的压脂层，压脂层是用可透水材料包覆着颗粒大小与交换剂相当，但无交换功能的物质（通常用未经处理的白球）制成的。由于压脂层沉积有悬浮物，所以在反洗前先进行小反洗：从压脂层和交换剂之间的“中排系统”引入小反洗

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

水，从上部排入地沟。

（B）再生：采用逆流再生方式，用2～4％的HCl溶液从离子交换器底部进入，再生过程完成后，从离子交换层上部再生废液排放口流出交换器，排入地沟。

（C）正洗：离子交换器再生后，为了清除交换剂层中的过剩再生液和再生产物，应用清水按再生液通过交换剂层的逆向进行清洗，正洗开始时可用3～5m/h小流量清洗约15min左右,逐渐把流量加大至6～8m/h，直至排水水质合格为止。

（3）阳离子交换过程的运行监督

十33交换剂失效时，其出水的酸度、电导率和含Na十量十和作为判1经失效；

2）在阳床出水口取样值,因Na十含量增加，酸度就会降低，PHPH值比正常值明显增大，2

（1）酸计量箱：2～4％的HCl溶液，该溶0.5m3的酸计量箱内的溶液30酸喷射器用除盐水稀释后打入离子交换器下部的

（25m3的酸贮罐内的液位，比酸计量箱高出约2m，所以HCl溶液可以卸酸泵才能把酸液输送到酸贮罐内。罐以此调节酸液浓度。酸贮罐也安装了液位计。市售工业HCl和NaOH浓度都在30％左右。

（3）酸雾吸收器：为了吸收酸计量箱和酸贮罐中的酸雾，设置了一台酸雾吸收器，将酸雾通入原水中，加以消除。

图5.4中画出了阳离子交换器。由于在机械结构上它和阴离子交换器完全一样，所以下面不再画阴离子交换器的外形图。其实阴离子交换器的附属设备碱计量箱、碱贮罐、碱喷射器、运输碱液的罐车等，与对应的阳离子交换设备，其结构也完全一样。

十

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

在图5.3 多介质过滤器原理图中，因为工作介质是水，所有阀门都采用普通球阀。如果你稍微细心一点，就会发现，从阳离子交换器开始，所有阀门都改用能够抗酸碱腐蚀的衬胶隔膜阀以及防腐阀了。图中画出了许多地沟，地沟不是公共下水道，化水间各路地沟的污水被集中汇流入中和水池，中和水池容积10m3（2.5×2×2m3），对中和水池内的水，根据其化学成分，加入适量的盐酸（或氢氧化钠），将其中和，并向水池中注入压缩空气进行搅拌，加速中和速度，在经过化验确认其达到国家规定的污水排放标准后，用中和水泵打入厂区排水系统。

图5.6是酸碱计量箱的正视图和俯视图；图5..7图5.8是酸碱贮罐的结构图。

5.7 酸碱液喷射器的正视图和俯视图

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

图5.8 酸碱贮罐的结构图

3. 除二氧化碳器（脱碳器）

图5.9经过除碳器。 2的水从上部淋下，空气和水对流接触。由于直径Φ50的2

图5.9. 脱碳的工艺流程 图5.10. 除 碳 器

顶部 排出，水越往下流含CO2越少，最终水中残留CO2可达5mg／L左右。

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

除碳器（图5.10）器身高3.5m，为竖立的圆筒形，直径0.5m，内部由配水装置、填料层和鼓风装置等组成。常用的配水装置有管式、莲蓬式、管板等多种。

鼓风式除碳器的底部设有进风装置和出水管。风机配套电机功率1.5kW，转速2900r/min,风量1330m3/h。为了均匀送风，从填料底部到塔底的距离不应小于600mm，为防止除碳器内空气从底部出水管逸出，出水管应设置水封。水封高度应比通风机的最大风压高20％。

4．中间水箱

1.8×1.2×2m的立方体，比除碳器粗得多。中间水箱容量4.3m3号为IH50-32-160A，流量.12.5m3/h，转速2900r/min。

2台，一用一备。卸酸泵和卸碱泵的流量均为12.5m3扬程2.2KW

.

图5.12. 从阴离子交换器到除盐水生成的工作原理图

5. 阴离子交换器

阴离子交换器如图5.12所示,来自中间水箱的酸性水，经过阴离子交换器除去水中

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

的阴离子（酸根负离子），成为除盐水，输送到除盐水箱储存，作为锅炉补给水用除盐水泵打入除氧器。

阴离子交换器的工作流程与阳离子交换器完全一样，不再详述。只将二者不同之处一些说明。阴离子交换剂采用强碱性树脂，利用其活性基团的氢氧根离子OH－中和酸溶液中的氢离子，最终完成除盐任务。阴离子交换剂用2～4%NaOH溶液进行再生，其方法和步骤与阳离子交换剂再生相同。

单元制一级化学除盐系统时，1％，其目阴床出水口取样，用电导率仪测量溶液的电导率（25导率比正常运行时明显上升，说明值，如果PH值明显增大，说明阳离子交换剂已经失效SiO2剂最不容易交换的是硅酸HSiO3，SiO210～20μg/ L，如果偏高，说明衬胶隔膜阀。

碱贮罐与相对应的酸计量箱、酸液

6．除盐水箱

最高处除盐水泵12.5m3/h，扬程为32m。

除盐水箱（图5.12）共有两台（图中只画出一台），相互并联。每台除盐水箱的容量均为15m3，箱体直径2.4m，高4m。除盐水箱除有进水口、出水口、排污口外，从安全角度考虑，还安装了排气口、溢流管、就地压力表。

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

除 水

7; 其意义为“强酸性”、“白球为苯乙烯系骨架”、“顺序号为1”、7”的阳树脂；阴树脂型号为D202× “强碱性”、“白球为苯乙烯系骨架”、“顺序号为2”、7”的阴树脂。1

常会有少量低聚合物和未参加聚合或缩合反应的单体，新树脂在使用前必须进行处理，以除去树脂中的可溶性杂质。

新树脂在用药剂处理前，必须首先用稀盐水使树脂充分膨胀，然后对其中的有机杂质用氢氧化钠溶液除去；对无机杂质（主要是铁、铝的化合物）则用稀盐酸除去。

电厂中作水处理的树脂量都比较大，宜在离子交换设备中进行处理。其具体处理步骤如下：

● 对于阳离子交换树脂：有以下3个步骤：

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

（1） 食盐水处理：将树脂装入交换器内，用约等于2倍树脂体积的10％NaCI溶液浸泡树脂18～20h以上。浸泡完后放掉食盐水，用水冲洗树脂直至排出的水不呈黄色为止。然后进行反洗，以除去混在树脂中的机械杂质和细碎的树脂粉末。

（2） 稀氢氧化钠处理：用约等于2倍树脂体积的2％NaOH溶液浸泡树脂2～4h（或作小流量清洗），放掉碱液后，冲洗树脂至排水接近中性为止。

（3）稀盐酸处理：用约等于 2倍树脂体积的 5％HCI溶液浸泡树脂 2～4h（或作小流量清洗），放掉酸液后，冲洗树脂至排水接近中性为止。

● 对于阴离子交换树脂：只是把上述步骤2与3

（1）食盐水处理;

（2）稀盐酸处理;

（3）稀氢氧化钠处理.

2．树脂在使用中应注意的问题

（1

（2

自来水，原水中含量大于0.5mg／L时，就会造成强酸性的阳树脂R-H被氧化成R-Cl。阳离子交换树脂被氧化后，外观表现为色浅，透PH值降低。阳离子交换树脂的溶出物还可污染强碱

为了防止游离氯对树脂的污染，应当控制原水中的余氯小于0.1mg／L。如原水中含游离氯量过多，应采取如下处理措施：

（1）原水添加 Na2 SO3（亚硫酸钠）等还原剂以去除氧化剂；

（2）在离子交换水处理设备前加活性炭过滤器；

（3）采用高交联度的树脂。

强碱性阴离子交换树脂的抗氧化能力比强酸性阳离子交换树脂差，当水中含有

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

0.3mg/L以上的游离氯时，即可引起氧化分解。对OH型强碱树脂，其交换基团为二甲基乙醇胺，由于抗氧化性弱，水中的溶解氧也能将其氧化为低级胺类。温度升高和有重金属存在时，都可以促进氧化的进行。

总之，树脂在使用过程中，只有采取有效措施，使树脂保持较高的稳定性和强度，才能延长树脂的使用寿命。

3．树脂保管

（1）树脂在长期储存时，应当用食盐水浸泡，并用纯水洗净， （2或1%

（310 （4一般在～40°C。因为温度过高C

（5

4

清除污染杂质，使其性能恢复或有所改进。

一般对树脂污染物质的清除，可采用下列措施：

(1）树脂层的灭菌

采用地面水的交换器，由于树脂层胶体物质的集结，常生有大量微生物，以致污染树脂，增加压力损失，降低出水能力，甚至影响出水质量。

灭菌的方法比较多，但较为实用的有以下两种：

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

1）用1％的甲醛溶液浸泡树脂数小时，然后放掉甲醛溶液，用水冲洗至无甲醛臭味为止。

2）用0.1～0.5％的次氯酸钠在稀NaOH（ 1～2％的 NaOH溶液）溶液中洗涤树脂，由于次氯酸钠能杀死微生物，氧化腐殖酸的大分子使它变成扩散速度较快的小分子。所以此种处理效果很好，但这种处理会加速树脂的氧化，不宜经常使用。

（2）铁、铝及其氧化物的去除

后再除去有机物。

阳树脂6擦洗树脂后，再用浓度较高的HCl溶液（10～15。在用 HCl

对于阴离子交换剂，如果再生用的（OH）3所污染，此时可用10％的食盐溶液处理，随后再用 （3）有机物的去除

PH=9）对运行的阴树脂进行定期淋洗，pH值高的溶液可以降低树脂 ％溶液，再用 5～6％NaOH溶液相混（调整 PH＝9）；还可以用 7～10％的热食盐水（40°C）在设备中长时间（12～16h）的循环。

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

余热电站采用型号为的汽轮机，系单缸、低压、冲动补汽凝汽式汽轮机。图6.1是汽轮机与相关设

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

图6.1. BN5-1.6/0.3

第一节

0.2主汽门前蒸汽压力： 1.6

0.2 ℃

0.1 补汽压力：010 补汽温度：

15℃

5MW （27t/h、补汽量2t/h时）

25°C，最高33°C

3000 r/min

2330 r/min

0.0075Mpa

汽轮机在工作转速下，其轴承处允许最大振动：0.03mm

过临界转速时轴承处允许最大振动：0.15 mm

第二节 汽轮机本体结构

BN5-1.6/0.3型汽轮机为带有中间补汽的凝汽式汽轮机，其结构如图5.2所示。

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

图

BN5-1.6/0.3双列速度级和九个压力级组成（图6.2）。汽轮机的主轴动叶片；在汽缸上装有多级隔板，每级隔板在汽轮机中，1.6MPa的主蒸汽经主汽门进入调速汽阀，通过调速汽阀的喷嘴，蒸汽作用在双列速度级隔板及动叶片继续做功，循此直至从排汽室排出。各上，叶轮与主轴成为一个转动体，统称为汽轮机的转子。每级隔板隔板槽内，隔板用隔板销与汽缸连在一起，在吊汽缸时隔板也随之一起吊起。汽轮机的转子就装在具有水平中分面的上下汽缸之内。上下半汽缸在水平中分面处被大螺栓连成一体，这就是多级汽轮机的主体。

汽轮机第三级压力级后是补汽入口。0.3MPa的补汽经补汽阀进入，汽轮机中间补汽是我国在纯低温水泥窑余热发电技术领域的一项创新。一般通用的5KW凝汽式汽轮机进口主蒸汽压力为3.43MPa，水泥窑用于发电的烟气温度较低，余热锅炉提供的蒸汽压力不及上述指标的一半（1.6MPa）。由于主蒸汽压力较低，在汽轮机内膨胀做功的过程中，

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

沿汽轮机主轴方向蒸汽参数（压力、温度）分布不均匀，以致蒸汽在最后几级叶轮内过早凝结成水，凝结水会对叶轮产生强力冲击，造成叶片损坏；即使冲击较轻，也将大大较低汽轮机的出力和效率。采用汽轮机补汽技术，补汽的量虽然很小，但却大大优化了沿汽轮机轴向的能量分布，不但提高了系统的热效率，而且避免了由于水泥生产中烟气量波动较大，在蒸汽供应量降低，即低功率运行时，可能引起的汽轮机末几级叶片出现水击事故，提高了整个余热发电系统运行的安全可靠性。

为防止漏汽，汽轮机转子在穿出汽缸之处装有汽封前轴封，低压侧的叫后轴封。为防止隔板漏汽，在隔板汽封槽内装有隔板汽封。

一. 转子

汽轮机的转子由主油泵等所组成。图6.3所示。

铬的不锈钢铣制的。转子采用套装式

图6.3. 汽轮机套装转子外形图

装（“红套” 为了传递叶轮的力矩，在叶轮和主轴间用键连接。叶轮与叶轮轴向之间有轴套（隔板套）加以定位。叶轮和轴套间留有一定的膨胀间隙。动叶片除末级以外，均用围带将叶片焊成一体，并用T形叶根装在叶轮上。最末级叶片为扭曲型的，顶部削薄了一部分，它在叶轮上的安装是采用带钩的T形装法。

叶轮和动叶片夹在两隔板之间，为了平衡叶轮两侧蒸汽压力．以减少汽轮机转子的轴向推力，在汽轮机叶轮上开有平衡孔（见图5.2）。

主轴上还用热套法装有推力盘、轴向位移挡盘、轴封套等。只有主油泵转子用螺纹

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

与主轴连接。

汽轮机转子轴与发电机转子轴的连接是采用刚性联轴器，联轴器以一定过盈量烘套于汽轮机主轴上，以传递扭矩。

二.、隔板和喷嘴组

在冲动式汽轮机中，蒸汽热能转变为动能的过程是在喷嘴中发生的。蒸汽流过变截面的喷嘴汽道之后，体积膨胀，压力降低，流速增加，然后按一定的喷射角度进入动叶片中做功。

汽轮机汽缸中的隔板是由隔板外缘、喷嘴、隔板体图

6.4所示。汽缸内一级隔板与其后的一级叶轮组成一个

板

图6.5. 焊接隔板结构图

下两个半圆，上下半隔板在中分面处有密封键和定位销，以保障上下隔板组成一体。低压缸（7～9级）隔板为铸造隔板；高压缸（2～6级）的隔板采用围带焊接式结构（图

6.5），它是将经过铣制、冷拉、模锻、精密铸造等工艺制造的导叶焊在内、外围带之间。为准确定位，在围带上预先冲制成具有导叶的形状。

隔板在汽缸槽中安放，为了准确地保证中心和允许隔板合理地热膨胀，故其固定是

采用在汽缸接合面上装搭子和悬挂销，分别将隔板支持住；而在下隔板的底部有一圆形

水泥余热发电培训资料 专业资料 祝氏丛书

键与汽缸连接，在隔板中分面的侧面装有垂直定位键。

在汽轮机中，通常将装在蒸汽室内的喷嘴组合体简称为喷嘴组，如图6.6所示。该喷嘴组是用固定螺栓紧固在蒸汽室内。由24个喷嘴组成，为了适应该汽轮机以3个调速汽阀控制负荷的需要，用分隔板将24个喷嘴分为3组，使每个调速汽阀控制一组喷嘴，如图6.7所示。

图6.6. 喷嘴组 图9它控制7会讲到，汽轮机怎样通过

1/3～1/2，而其余各级隔板的喷嘴是图6.8图6.9是检修时从汽缸吊出转子的照片。

图6.8. 吊走上汽缸后的转子照片