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电厂用水指标控制1.水中的杂质2.水质指标3.水质指标间的相互关系4.水在火力发电厂的作用5.火力发电锅炉的水汽质量标准及说明1.水中的杂质悬浮物：悬浮物是构成水中浊度的主要因素，一般粒径在100nm以上胶体物质：是由许多分子或离子组成的集合体，其颗粒直径一般为1nm~100nm之间。溶解物质：天然水中溶解物质大都以离子或溶解气体的形式存在。溶解离子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、HCO3－、CI－、SO42－等。溶解气体：主要有O2、CO2等。根据电厂用水所含杂质不同将水分为：原水（生水）：是指未经过任何处理的天然水。通常包括地表水、地下水及中水及循环水排污水等。锅炉补给水：原水经过各种水处理工艺处理后补充锅炉汽水损失的水称为补给水。锅炉给水：直接进入锅炉供锅炉蒸发或加热的水称为锅炉给水。生产回水或凝结水：蒸汽的热能被利用后，所回收的冷凝水通常称为生产回水或凝结水。炉水：锅炉体内加热或蒸发系统中流动着的水称为炉水或称锅水。排污水：由于炉水经长时间循环运行，水中的微量杂质被浓缩，为保证炉水的质量，必须排污，这就是排污水。冷却水：用作冷却介质的水称为冷却水。2.1水质指标与水质技术指标的区别：锅炉用水中水质指标的表达方式通常有两种：一种是用水中所含有的离子或分子来表示，如钠离子、氯离子、磷酸根离子、溶解氧等等,一般称为水质指标。另一种则并不代表某种单纯的物质，而是表示某些化合物的组合或表征某种特性。如硬度、碱度、溶解固形物、电导率等，这种指标是由于技术上的需要而拟定的。故称为技术指标。在实际中有时不加区分。2.2主要水质技术指标介绍1)悬浮物和浊度悬浮物是指经过滤后分离出来的不溶于水的固体混合物，可以通过重量法测定，由于方法比较麻烦，在实际中常采用测浊度的方法来衡量悬浮物和胶体物质的含量。浊度的单位通常用“福马肼”（FTU）表示。2.水质技术指标浊度的单位1.FTU单位表示的浊度所用仪器是普通的分光光度计的原理，所用的标准浊度溶液是福马肼溶液。2.NTU是用透射仪测定的浊度单位，所用的标准浊度溶液也是福马肼溶液。3.JTU是用硅藻土作标准浊度溶液的，所用仪器同FTU。这三种浊度单位表示的浊度对于同一种有浊度的溶液来说偏差不大。2）硬度硬度：水中所有高价金属离子的总和都称硬度（YD）。常用的硬度的定义式为：YD（1/2Ca2++1/2Mg2+）硬度的单位：通常以碳酸钙或氧化钙或德国度表示。3）碱度和酸度碱度表示水中能接受氢离子的一类物质的量，在水中碱度主要是OH－、1/2CO32－、HCO3－。天然水中的碱度主要是HCO3－。酸度表示水中能接受氢氧根离子的一类物质的量，在水中酸度主要有各种酸类及强酸弱碱盐，天然水中的酸度主要是H2CO3。阳床出水的酸度主要是强酸HCI、H2SO4。及碳酸H2CO3。4）有机物与化学耗氧量：表示水中有机物及还原性物质含量的一项指标。COD的测定就是利用有机物可氧化这一特性，在一定的条件下，用一定的强氧化剂与水中各种有机物及亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等作用，然后将所消耗的氧化剂的量，计算折合成氧的质量浓度，称为化学耗氧量，单位以mg/L来表示。一般说COD越高，水中有机物污染越严重。不同测定方法测得的结果会有所不同。因此表示有机物含量时应注明测定方法。一般情况下，有机物含量较低时采用高锰酸钾法，而有机物含量高时采用重铬酸钾法。同一水样，用重铬酸法测定比用高锰酸钾测定结果要高一些。3.1碱度与硬度的关系3.水质指标间的关系①硬度大于碱度：这种水称为非碱性水，钙、镁离子将首先与HCO3－形成碳酸盐硬度（YDT），剩余硬度离子即钙镁离子与SO42－、CI－等其它阴离子形成非碳酸盐硬度（YDF）。②硬度等于碱度：在这种水中，钙、镁离子全部与HCO3－形成碳酸盐硬度。既没有非碳酸盐硬度也没有剩余碱度。③硬度小于碱度：在这种碱性水中，硬度将全部形成碳酸盐硬度，剩余的碱度则与Na+、K+形成钠碱度（JDNa）称为负硬度，此时无非碳酸盐硬度。3.2碱度与碱度离子碱度（JD）：碱度是表示水中能接受氢离子的一类物质的量。根据酸碱滴定法测定水中的碱度，这时所用的标准溶液是HCI或H2SO4溶液，酸与各种碱度离子的三个反应是：OH－+H+=H2OCO32－+H+=HCO3－HCO3－+H+=H2O+CO2根据所加指示剂不同，碱度又可分为甲基橙碱度(JD甲)和酚酞碱度(JD酚)。用酚酞作指示剂时只能完成上述两个反应；用甲基橙作指示剂时三个反应全部完成。称(JD甲)为全碱度。在实际的滴定分析中往往是先加酚酞指示剂，滴至终点pH约为8.2，再加甲基橙指示剂继续滴至终点pH值为4.2。此时的总碱度应为(JD全)=(JD)酚+(JD)甲。3.3离子碱度可能存在的5种不同情况假设滴定中消耗的酸量分别用a（酚）、b（甲）（单位：mL)1.ab碱度离子为CO3－和OH－，没有HCO3－；2.ab碱度离子为CO3－和HCO3－，没有OH－；3.a=b碱度离子只有CO3－；没有HCO3－，OH－；4.a=0,b0碱度离子只有HCO3－；没有CO32－，OH－；5.b=0,a0碱度离子只有OH－。锅炉用水中碱度主要由OH－、CO32－、HCO3－及其它少量的碱度的计量单位为mmol/L，其基本单元为：OH－、1/2CO32－、HCO3－炉水中基本上不存在HCO3－，因为在高温高压下HCO3－→CO32－+H2O+CO2↑CO32－+H2O→2OH－+CO2↑当氢氧根和碳酸氢根共存时，相互作用发生以下反应：HCO3－+OH－→CO32－+H2O所以炉水中的碱度主要是CO32－、OH－。生水中的碱度主要是HCO3－。pH值是表征溶液酸碱性的指标，pH值越大，OH－浓度越高。而碱度中，除了OH－含量外，还包含了CO32－和HCO3－含量。所以，它们之间既有区别又有联系。其联系是：在一般情况下，pH值会随着碱度的提高而增大，但这还取决于OH－碱度占总碱度的比例；区别是：pH值大小只取决于OH－与H+的相对含量，而碱度大小则反映了组成碱度的各离子的总含量。因此，对于pH值合格的锅炉用水，有时碱度不一定合格；反之，碱度合格的水，pH值也不一定合格。3.4碱度与pH值天然水的分类方法很多，按总硬度（1/2Ca2++1/2Mg2+）的大小，可分为极软水（硬度在1.0mmol/L以下）、软水（硬度在1.0~3.0mmol/L）、中等硬度水（硬度在3.0~6.0mmol/L）、硬水（硬度在6.0~9.0mmol/L）、极硬水（硬度在9.0mmol/L以上）。按含盐量的高低，可分为低含盐量水（含盐量在200mg/L以下）、中等含盐量水（含盐量在200mg/L~500mg/L）、较高含盐量水（含盐量在500mg/L~1000mg/L）、高含盐量水（含盐量在1000mg/L以上）。按硬度和碱度的关系，可分为碱性水（碱度大于硬度）和非碱性水（碱度小于硬度）两类。非碱性水又可分为钙硬水（[1/2Ca2+]＞碱度）和镁硬水（[1/2Ca2+]＜碱度。3.5天然水的分类4.水在火力发电厂的作用（1）传递能量化学能热能机械能电能水变成高温高压的蒸汽推动汽轮机转子旋转（2）冷却介质4.水在火力发电厂的作用图1汽包锅炉中的水汽系统给水给水泵省煤器上升管下降管下联箱汽包过热蒸汽过热器图2直流锅炉中的水汽系统给水给水泵省煤器管水冷壁管过热器管过热蒸汽1.蒸汽（1）为了防止蒸汽通流部分，特别是汽轮机内积盐，必须对锅炉蒸汽汽质进行监督。饱和蒸汽和过热蒸汽应同时监督的原因是：①便于检查蒸汽汽质劣化的原因。例如，饱和蒸汽汽质较好，而过热蒸汽汽质不良，表明蒸汽在减温器内被污染。②可以判断饱和蒸汽中的盐类在过热器内的沉积量。（2）由于钠盐和硅酸往往是蒸汽携带的主要杂质，所以对钠和硅含量的监测是监督蒸汽品质的主要指标。（3）电导率的测定，操作简便、灵敏度高，因此高压以上的锅炉为了及时掌握蒸汽中的含盐量，常将蒸汽经冷凝后通过氢离子交换柱，连续测定其电导率的大小，从而反映出蒸汽含盐量的状况。采用氢离子交换后的电导率而不采用总电导率，是为了避免蒸汽中氨的干扰。2．给水为了防止锅炉及给水系统的腐蚀、结垢，并且在锅炉正常排污的情况下，能保证锅水水质量合格，必须对给水水质进行监督。标准中各项指标的监测意义如下：5.水、汽质量标准的控制指标说明（1）硬度。为防止锅炉及给水系统的结垢，避免锅水中产生过多的水渣，须严格控制给水硬度。（2）油。由于给水中若含有油质，将有可能造成炉管内和过热器内生成导热系数极少的附着物，危及锅炉安全运行；同时油质还易使锅水形成泡沫，劣化蒸汽品质，因此，须对给水中油质进行监督（3）溶解氧。为了防止系统发生氧腐蚀，监督除氧器的除氧效果而进行监测。（4）联氨。给水中加联氨时，应监督给水中的过剩的联氨，以确保除去残余的溶解氧，并消除因给水泵不严密等异常情况时偶然漏入的氧量。（5）pH值。为了防止给水系统腐蚀，给水pH值应控制在规定范围内。若给水pH值在9.2以上，虽对防止钢材的腐蚀有利，但因为提高给水pH值通常是用加氨的方法，所以有时给水pH值过高意味着水汽系统中氨含量较高，有可能会引起铜部件的氨蚀。所以给水最佳pH值应以保证热力系统铁、铜腐蚀产物最少为原则。（6）铁和铜。为了防止炉中产生铁垢和铜垢，必严格监督给水中的铁和铜含量。另外，给水中铁和铜含量，还可作为评价热力系统金属腐蚀情况的依据之一。（7）钠、硅、电导率。为了在锅炉排污率不超过规定值的情况下，保证锅水中的钠、硅、电导率不超过允许值，应监督和控制给水中的钠、硅、电导率。3.凝结水凝结水质量标准中各项指标的监测意义如下：（1）硬度。由于凝汽器泄漏时会造成凝结水中硬度含量升高，并导致给水硬度不合格，所以应对凝结水硬度进行监督。（2）溶解氧。在凝汽器和凝结水泵不严密处漏入空气，是凝结水增高的原因。凝结水含量较大时，易引起凝结水系统腐蚀，还会使随凝结水进入给水的腐蚀产物增多，影响给水水质，所以应监督凝结水中的溶解氧。（3）电导率。为了能及时发现凝汽器的泄漏，测定凝结水的电导率是最方便的方法。通常当发现电导率比正常测定测大得多时，就表明凝汽器发生了泄漏。（4）含钠量。由于钠度计比电导率仪更为灵敏，因此监凝结水含钠量可迅速及时地发现凝汽器微小的泄漏。当电厂用海水或苦咸水作冷却水或冷却水含盐量较高时，此法尤为适用。4.炉水为了防止锅内结垢、腐蚀，保证蒸汽品质良好，必须对炉水水质进行监督。炉水质量标准中各项指标监测意义如下：（1）pH值。炉水的pH值应不低于9.0，主要原因是：①pH值低时，水对锅炉钢材的腐蚀性增强；②锅水中磷酸根和钙离子的反应只有在pH值足够高的条件下，才能生成容易排除的水渣，从而较好地达到防垢的目的。③为了抑制锅水中硅酸盐的水解，减少硅酸在蒸汽中的溶解携带量。但是，锅水中的pH值也不能太高，以免锅水中游离氢氧化钠引起碱性腐蚀。（2）总含盐量、二氧化硅、电导率。限制锅水中这些指标的含量，是为了保证蒸汽汽质合格。锅水中这些指标的最大允许含量不仅与锅炉汽水品质的参数、汽包内部装置的结构有关，而且还与运行工况有关。另外，测定炉水水含硅量，还可测算锅炉的排污率，并了解炉水中含硅量对蒸汽含硅量的影响。（3）磷酸根。锅炉水中应维持有一定量的磷酸根，以防止受热而结生钙垢。磷酸根太少不利防垢；而过多会增加炉水含盐量，影响蒸汽品质，产生易溶盐“隐藏”现象，故应将磷酸根控制在合适的范围内。（4）氯离子。锅水的氯离子超标时，可能会破坏水冷壁管的保护膜并引起腐蚀（在炉管热负荷高的情况下，更易发生这种现象）。此外，如炉水CI－含量较高，会使蒸汽携带CI－进入汽轮机内，有可能引起汽轮机叶片应力腐蚀损坏。