锅炉水处理技术培训资料20xx年度(编辑修改稿)

锅炉水处理技术培训资料20xx年度(编辑修改稿)内容摘要：

热管网工程施工及验收规范》（ CJJ28281989 ）， 1990 年颁布了《城市热力网设计规范》（ CJJ341990 ）。 此后，不断完善制定相应配套设计法规文件，对供热事业的发展起到了保证作用。 截止到 2020 年，城镇供热面 积达 亿㎡，城镇供热面积中住宅面积约占 60%以上。 我国是能源消耗大国，在能源消耗结构中，煤炭约占总能耗的 75％。 供热、通风是能源消耗大户。 供热事业的可持续性发展意味着资源持续利用、 也意味着不可再生能源消耗的增长。 因此，供热工程的发展，在消耗能源的同时也间接的对环境造成污染。 生态环境得到保护和社会均衡发展是当前的全球环境问题之一。 新中国成立以来，供热事业的发展对发展我国经济、提高人民生活水平和改善环境发挥了重要作用。 优化配置城镇供热资源，坚持集中供热为主，多种方式互为补 充，大力开发和利用太阳能、地热等可再生能源和清洁能源。 十五规划以来，按照全面落实科学发展观，构建节约型、环境友好型社会的要求，以提高能源利用为核心、以节能为重点，大力实施了城镇供热体制改革。 推动了建筑节能和供暖系统的节能，新建住宅基本实现节能 50%的目标。 集中供热的热源及类型 集中供热系统由热源、热网、热用户三大部分组成。 热源：热源是泛指能从中吸取热量的任何物质、装置或天然能源。 如区域锅炉房和热电厂等。 热网：由热源向热用户输送和分配供热介质的管线系统。 热用户：集中供热系统利用热能的用户。 集中供热系的热源是供热系统中的重要组成部分，它是由管道和设备组成的一个热力系统，其主要任务是生产和供给热媒。 当集中供热系统的设计热负荷、热媒种类及其参数确定之后，就需要正确地选定热源型式、热源的热力系统及其设备。 因此目前，集中供热系统主要按照热源种类分类：分为区域锅炉房集中供热系统、热电厂集中供热系统、工业余热集中供热系统、地热集中供热系统等。 热电厂 火力发电厂在生产电能的过程中，利用汽轮机排汽或从汽轮机中间抽出一部分蒸汽提供给供热系统以满足生产和生活的需要， 我们把这种联合生产、供给热能和电能的火力发电厂称为热电厂。 热电厂由于客观事实不可能与大型发电厂在同等起路线上“竞价上网”的。 热电厂装机容量受热负荷大 小、性质等制约，机组规模要比目前火电厂的主力机组小很多。 热电厂由于既发电又供热，锅炉容量大于同规模火电厂。 热电厂必须比一般火电厂多增设锅炉容量以备用，水处理量也大。 热电厂必须靠近热负荷中心，往往又是人口密集区的城镇中心，其用水、征地、拆迁、环保要求等均大大高于同容量火电厂，同时还建热力管网。 热电联产的蒸汽没有 冷源损失 ，所以能将热效率提高到 85％，比大型凝汽式机组 (热效率达 40％ )还要高得多。 供热汽轮机是热电厂实现热电联产过程中的关键装置，大体可分为背压式和 12 抽汽式两大类。 背压式汽轮机是排气压力高于大气压力的供热汽轮机。 抽汽式汽轮机是从汽轮机中间抽汽供热的汽轮机。 (1)背压式汽轮机的发电功率是由通过汽轮机的蒸汽量决定的，而通过背压式汽轮机的蒸汽量决定于热用户热负荷的大小，所以背压式汽轮机的发电功率受用户热负荷的制 约，不能分别地独立进行调节。 因而限制了背压式汽轮机供热系统只适用于用户热负荷比较稳定的供热系统。 (2)抽汽式供热汽轮机上有多个抽汽口，其中多数不可调节，它的抽汽量是随汽轮机的负荷变化的。 双抽式供热汽轮机有两个可调节抽汽口。 由于它的抽汽量可以调节使其不随汽轮机负荷改变而变化，所以既可以保证供汽量随着用户的要求而变化，又可以保证在一定范围内不影响发电量。 (3)背压式汽轮机的发电功率是由通过汽轮机的蒸汽量决定的，而通过背压式汽轮机的蒸汽量决定于热用户热负荷的大小，所以背压式汽轮机的发电功率受用 户热负荷的制约，不能分别地独立进行调节。 因而限制了背压式汽轮机供热系统只适用于用户热负荷比较稳定的供热系统。 总之，以热电厂为热源采用热电联产的方式可以有效提高热能利用率，节约燃料，减少有害物排放量，供热范围比较大。 但是，建设热电厂的投资比较高，建设周期也较长。 图 1双抽汽式汽轮机供热轮机供热系统示意图 区域锅炉房 在锅炉房中设置蒸汽锅炉或热水锅炉作为热源，向一个较大区域提供加热的系统，称为区域锅炉房集中供热系统。 相对于热电厂等其它热源的供热系统，区域锅炉房集中 供热系统具有以下特点： 13 (１）区域锅炉房供热设备比较简单，建厂条件要求不高，投资较低，易于实现。 (２）以区域锅炉房为热源的集中供热系统，供热范围可大可小，比较灵活。 (３）区域锅炉房集中供热系统热媒的种类及其参数，主要是根据热用户用热设备的需求而选定的，比较简便。 (４）供热管网施工安装工程量较小，工期短，见效快。 (５）系统建设周期短，易于与城市建设同步进行。 (６）区域锅炉房热效率低于热电厂的热能利用效率，但远远高于局部锅炉房的热效率。 基于上述特点，区域锅炉房集中供热系统目前在我国发展 集中供热事业过程中占有相当重要的地位。 根据国内外经验，调峰区域锅炉房与热电厂相结合的集中供热系统，可以使热电厂的运行达到最佳经济效益。 (1)蒸汽锅炉房： 为集中供热系统生产和供给热媒的蒸汽锅炉及其附属设备称为蒸汽锅炉房。 以蒸汽锅炉房为热源的集中供热系统称为蒸汽锅炉房集中供热系统。 蒸汽锅炉房普遍用于工矿企业中供应生产工艺热负荷，同时也可供应供暖、通风以及热水供应热负荷。 (2)热水锅炉房 为热水集中供热系统生产和供给热媒的热水锅炉及 其附属设备称为热水锅炉房。 以热水锅炉房为热源的集中供热系统称为热水锅炉房集中供热系统。 热水锅炉房大多用于城市区域或街区的供暖，或用于工矿企业中供暖通风热负荷较大的场合。 近几年来发展较快。 集中供热系统的其他热源 工业余热通常指的是工业生产过程中产品和排放物料所含的热以及设备散发出来的热。 可回收和利用的工业余热根据其载体不同通常分为三大类：①气态余热。 如化工设备中排出的可燃气体、工业炉中排出的高温烟气、工业设备中蒸发出来的蒸汽以及动力设备中 排出的乏汽等所含热量；②液态余热。 如从工业炉或其它设备排出的冷却水等所含热量；③固态余热。 如高温焦炭、各种金属的铸锭或熔渣所带有的物理热等。 工业余热的特点： （ 1）工艺余热的数量和参数直接受生产工艺影响，波动较大，与外界的热负荷无直接关系。 （ 2）大多数工业余热的载能体都属于高温和非洁净的载能体，利用这能量时，往往需要加添热能转换装置，或直接利用时，应考虑对载能体适当洁净的问题。 （ 3）工业余热在较大工矿企业中较大量地存在、多种多样，因此，要针对载能体的特点，设置合适的余热利用装置。 利用工业余热的方法： （ 1）利用蒸汽锻锤废汽的供热系统 （ 2）焦炉冷却水的供热系统 14 （ 3）闪蒸循环系统 （ 4）中间介质法 工业余热利用是节约能源的一个重要途径。 据不完全统计，我国目前许多大中型工矿企业中还存在着大量的工业余热未被利用，被利用的部分，大多都用在企业内部的供热系统中。 关于集中供热系统中利用工业余热作热源的技术经济评价问题，还有待于进一步研究和实践。 地热是地热资源的简称，通常指能够经济地为人类所利用的地球内部的热资源。 地热资源是一种典型的清洁 能源，同时它也被称为 “绿色能源”和“可再生能源”。 在地球的最外层 —— 地壳（平均厚度 33km）中蕴藏着巨大的热水库。 据科学家推算，地壳内地热水约有 1亿 km3 ，相当地球上全部海水总量的 10%。 我国的地热资源非常丰富，在我国大陆地区地热资源分布丰富的地区有西藏、云南、广东、河北、天津、北京等地。 将地热能直接用于集中供热系统是仅次于地热发电的地热利用方式。 地热能的分类：地热能按其在地下的贮存形式分为：蒸汽、热水、干热岩体、地压、岩浆。 目前开采和利用最多的地热能是地热水。 地热水供热的优点：利用 地热水供热与其他热源供热相比具有节省矿物燃料和不造成城市大气污染的特殊优点。 地热水的分类： (1)根据地热水温度的不同，地热水可分为：低温水（ t40℃）；中温水（ t=40～60℃）；高温水（ t=60～ 100℃）；过热水（ t100℃）。 (2)根据化学成分不同，地热水可分为：碱性水和酸性水。 (3)根据矿物质含量，地热水可分为：超淡水（含盐量低于 ）；盐水（含盐量大于 35g/L）。 作为供热的热源，地热水具有以下的一些特点： (1)在不同条件 下，地热水的参数（温度、压力）及成分会有很大的差别。 地热水的成分往往是有腐蚀性的，因而必须注意预防在传热表面和管路上发生腐蚀和沉积。 (2)地热水的参数与热负荷无关。 对于一个具体的水井，地热水的温度几乎是全年不变的，地热水的参数不能适应热负荷变化的特性，使得利用地热能的供热系统变得复杂。 (3)一次性利用。 地热水热能被利用后通常就要被废弃。 为了最大限度的利用其能位，就要采用分级利用地热水热能的热能利用方式，使得系统复杂和费用增大。 开采深层地热水对地面沉降的影响虽不象浅层水那么严重，但应引起 重视。 从保护地热资源和防止地面沉降考虑，地热资源的开采要合理规划井群布局，做好开采层位的调整，控制每眼井开采指标。 统一规划，严格控制井位、井数、井距和开采强度，有计划有步骤地科学开发利用，才能更好地发挥地热资源的作用。 定义：核能供热是以核裂变产生的能量为热源的城市集中供热方式。 15 优点是可解决城市能源供应、减轻运输压力、消除烧煤造成的环境污染。 方式：核热电站供热方式和低温供热堆供热方式。 核热电站反应堆工作参数高 ,必须按照核电厂选址规程建在远离居民区的地点，从而使其供热条件在一定程度上受到限制。 低温供热堆的压力参数较低，一般为 1～ 2Mpa，从安全角度，可能建造在城市近郊，因而，低温核供热堆用作城市集中供热的热源，今后在我国能得到发展应用。 热泵是可以用作集中供热系统辅助热源的一种设备。 其工作原理与制冷机相类似，主要是靠机械能、电能或其他能量的作用，把低温热源的能位提高到可被供热系统利用的能位水平。 热泵是以低温热源排出的热量作为供热热源。 采用热泵供热热源具有明显的节能效果。 与锅炉房供热系统相比，（对热泵系统，发 电效率为η =；热泵效率系数 COP=；对锅炉房系统，锅炉效率η =）其节能效果约为 26％，减少向城市的排热量约为 74％。 总之，热泵供热系统不仅节能，而且能改善环境具有显著的经济效益和社会效益。 热泵系统已逐步地被人们接受。 今后开发和利用热泵供热系统热源用于集中供热具有广阔的商景。 太阳能热源与常规能源相比较，太阳能资源优点很多，同时又都是一般常规能源所不能比拟的，概括起来有以下四个方面。 (１ )数量巨大：每年达到地表面的太阳能辐射能约为 130 万亿 t 标准煤，即为目前全世界所消费的各种能量总和的 20200 倍。 (２ )时间长久：根据天文学的研究结果可知，太阳系已存在大约 150 亿年左右。 根据目前太阳辐射的总功率以及太阳上氢的总含量进行估算，尚可继续维持1000 亿年之久。 对于人类存在的年代来说可以认为是“取之不尽，用之不竭”的。 (３ )普照大地：太阳辐射能“送货上门”，既不需要开采和挖掘，也不需要运输；普天之下，无论大陆或海洋，无论高山或岛屿，开发和利用都极为方便。 (４ )清洁安全：太阳能素有“洁净能源”和“安全能源”之称。 它不仅毫无污染， 远比常规能源清洁；也毫无危险，远比原子核能安全。 (5)虽然太阳能也存在分散性，间断性和不稳定性以及效率低和成本高等缺点，致使目前还不能或至少是不容易与常规能源相竞争。 但是由于太阳能资源具有上述诸多优点，特别是太阳能是“取之不尽，用之不竭”的，而且是洁净的优质可再生能源，如能合理利用，必将取得巨大的社会效益和经济效益。 国内实践证明，太阳能利用中最先实用化的是太阳能供热水和太阳能供暖。 其原因之一是它们所需要的集热温度不太高（ 40～ 60℃），另一个重要原因是：近年来随着工农业的发展，全国总能耗量的增加迅速 ，其结果导致环境的严重污染和常规能源的短缺。 因此，节约常规能源和开发利用可再生能源势在必行。 目前从工程实用来看，太阳能能够主要用于单栋建筑物供暖或热水供应上。 （ 本章内容摘录于 《 供热工程 》 ，田玉卓等，机械工业出版社 ） 第 四 章 BF30a 热水锅炉防腐阻垢技术 随着我国城镇化及工业化进程的加快，与生产生活密切相关的工业锅炉及热水锅炉采暖系统规模也快速增长。 由于锅炉水处理技术水平的限制等原因，目前工业锅炉普遍存在腐蚀结垢问题，导致锅炉寿命缩短，维护及运行成本上升。 “ 国家级有突出贡献的专家”北京化工大学魏刚教 授，根据工业锅炉腐蚀结垢规律，利用“协同作用”原理首创 BF30a 锅炉水处理技术。 突破了把锅炉运。