摘要：鍋爐是特種設(shè)備之一，為了保證鍋爐的正常使用,就需要對鍋爐的水質(zhì)進(jìn)行特殊處理,這樣才能降低由于水質(zhì)不佳而導(dǎo)致的問題。本文結(jié)合實踐工作經(jīng)驗，總結(jié)了工業(yè)鍋爐水的分類、鍋爐水化驗方法、遇到的問題及提高水質(zhì)化驗采取的控制措施。

　　關(guān)鍵詞：鍋爐水質(zhì);化驗方法：質(zhì)量控制

　　1鍋爐水的分類和水質(zhì)類型

　　1.1鍋爐水的分類

　　水是一種常見的物質(zhì)。自然界的水有多種形式，包括地下水和地表水。鍋爐水按其作用和位置可分為原水、給水、爐水、冷卻水和污水。(1)原水：鍋爐原水。原水主要有河水、湖水、水庫水、井水和城市自來水。(2)給水：直接進(jìn)入鍋爐的水，通常由補(bǔ)給水、回水和排水組成。補(bǔ)給水用于補(bǔ)充鍋爐和供熱系統(tǒng)的汽水損失。回水是蒸汽或熱水的工作或換熱，熱能是用以返回鍋爐的給水。在不污染凝結(jié)水和低溫水的情況下，應(yīng)盡量回收利用，減少補(bǔ)給水，改善水質(zhì)。排水是指各種蒸汽管道和熱力設(shè)備中的蒸汽凝結(jié)水。(3)鍋爐水：鍋爐運(yùn)行時吸收熱量產(chǎn)生蒸汽或熱水的水。(4)冷卻水：用來冷卻鍋爐某些部件的水。(5)污水排放：為了去除爐水中的雜質(zhì)，保持爐水水質(zhì)，需要定期或連續(xù)排污排出的水。在工業(yè)鍋爐的日常水質(zhì)檢測過程中，由于不同的水質(zhì)進(jìn)入鍋爐后會產(chǎn)生不同的影響，因此有必要率先對水質(zhì)進(jìn)行科學(xué)的分類和匯總。本文主要研究了軟水和硬水各種指標(biāo)的檢測方法。

　　2工業(yè)鍋爐水質(zhì)常規(guī)化驗方法

　　2.1水質(zhì)硬度的檢驗

　　如果水質(zhì)硬度過高，在高溫狀態(tài)下，水中的鈣離子、鎂離子會加快和水中的碳酸根、硫酸根、硅酸等發(fā)生反應(yīng)生成沉淀物(即水垢)，水垢分布在鍋爐當(dāng)中，會造成受熱不均。若水垢厚度過大，鍋爐在加熱過程中因為受熱不均勻情況過度嚴(yán)重，導(dǎo)致爆炸事故出現(xiàn)。[1]

　　硬度測定分為總硬、低硬的測定。總硬測定范圍是：0.1~5mmol/L

　　在pH=10±0.1緩沖溶液中，用鉻黑T作指示劑，水中鈣、鎂離子和指示劑形成酒紅色絡(luò)合物，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定，至純藍(lán)色為終點(diǎn)。低硬用于軟化水、鍋爐給水、凝結(jié)水的測定，范圍為：1~100umol/L，用酸性鉻藍(lán)K做指示劑，滴定至藍(lán)色為終點(diǎn)。用計算所得數(shù)據(jù)信息和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，明確水質(zhì)具體分類，也為后續(xù)數(shù)據(jù)處理工作奠定堅實的基礎(chǔ)。

　　2.2水質(zhì)堿度檢驗

　　軟水形成的主要原因為硬水中的Ca2+、Mg2+等離子以Na+離子為交換劑進(jìn)行置換，水質(zhì)硬度降低。軟水中pH過低時，鍋水中的氫離子會腐蝕鍋爐，使鋼板變薄生銹，承壓能力下降，嚴(yán)重影響鍋爐安全;軟水中堿度過高時，會引起水冷壁的堿性和應(yīng)力腐蝕破裂，對鉚接或脹接鍋爐會引起苛性脆化。如果pH和堿度不能有效控制，鍋爐就會出現(xiàn)問題，增加檢修工作同時還會影響生產(chǎn)、供電、供熱，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。因此對軟水pH值和堿度的控制十分重要。

　　[1]

　　鍋爐水中主要含有OH-、 CO32-等離子，HCO3-在鍋水中受熱分解為CO32- ，CO32-又會進(jìn)一步發(fā)生水解產(chǎn)生OH-和CO2,產(chǎn)生的CO2對汽機(jī)和蒸汽管道等熱力系統(tǒng)的金屬有腐蝕作用，測定堿度通常采用中和滴定法，根據(jù)所用指示劑不同，可將堿度分為酚酞堿度和總堿度。酚酞堿度是以酚酞作指示劑，用標(biāo)準(zhǔn)酸溶液滴定水樣，達(dá)到終點(diǎn)時所測得的堿度(酚酞終點(diǎn)pH約為8.3)。總堿度是指以甲基橙(或甲基紅-亞甲基藍(lán))作為指示劑測得的堿度(甲基橙終點(diǎn)的pH約為4.2)。pH主要是OH-的濃度，是鍋水的OH-只為總堿度的一部分，鍋水pH合格，堿度不一定合格;鍋水堿度合格，pH總在合格范圍內(nèi)。(特殊情況除外)。

　　2.3溶解氧的檢驗

　　鍋爐給水中溶解氧含量往往較高，運(yùn)行時，實際上只有少量的氧參與于了鍋內(nèi)的腐蝕反應(yīng)，大多數(shù)氧從沸騰的鍋水中逸出并進(jìn)入蒸汽及冷凝水中，對管道的金屬表面造成腐蝕。

　　溶解氧的測定方法主要分為容量分析(靛胭脂葡萄糖還原比色法)和儀器分析。容量分析法取樣條件要求嚴(yán)格(整體溫度不能超出35℃，盡量低于環(huán)境溫度1～3℃左右，不能有氣泡);取樣過程中極易進(jìn)入空氣中的氧，溶解氧瓶易損壞;水樣中若含有較多的Ca2+、Mg2+等離子，均會產(chǎn)生沉淀，干擾測定;在日光燈和自然光條件下，以白色作為背景和標(biāo)準(zhǔn)色進(jìn)行比較觀察時存在個體差異，準(zhǔn)確度不高。

　　儀器分析主要選用3650型便攜式溶解氧儀分析儀，該方法不僅準(zhǔn)確度高、測定量程大，而且測定時可根據(jù)水中氧含量值自動切換量程。注意事項包括：1、流量控制：測量液體中氧含量，一般推薦流量為>180mL/min;2、壓力控制：測量液體中氧含量，樣品必須帶壓;3、儀器校準(zhǔn)：每次維護(hù)完探頭或者檢測數(shù)據(jù)波動大時，需要對儀器進(jìn)行校準(zhǔn);4、使用時要防止儀器底部受潮，當(dāng)測量數(shù)據(jù)出現(xiàn)負(fù)值時，就要將電極部位從電纜插頭處卸下，用吹風(fēng)機(jī)吹干或風(fēng)干;5、儀器顯示值穩(wěn)定較慢，或數(shù)據(jù)波動較大，打開流通池，檢查濾網(wǎng)上是不是有雜質(zhì)吸附，及時除去。如果濾網(wǎng)上沒有異物，數(shù)據(jù)仍然不正常，可用常溫脫氧水進(jìn)行測量，應(yīng)該在10ppb以下，否則說明儀器測量失準(zhǔn)，需對儀器進(jìn)行維護(hù)更換膜片;6、測量結(jié)束，用脫氧水沖洗干凈，再用CO2氣將儀器中的水頂出，把樣品出口閥門關(guān)閉，盡量減少氧的進(jìn)入。

　　2.4鈉離子的檢驗

　　鍋爐過熱蒸汽中鈉含量超標(biāo)或測定不準(zhǔn)確，會造成過熱器及汽輪機(jī)葉片積鹽，嚴(yán)重時會導(dǎo)致過熱管鼓包、變形、爆管等事故，汽輪機(jī)末級葉片積鹽，會造成汽輪機(jī)的動靜不平衡。因此加強(qiáng)對蒸汽鈉指標(biāo)的監(jiān)控是工業(yè)鍋爐化學(xué)監(jiān)測的重點(diǎn)。

　　國家標(biāo)準(zhǔn)火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動力設(shè)備水汽質(zhì)量(GB/T12145-2016)對過熱蒸汽中Na+含量要求：汽包爐和直流爐，3.8~5.8MPa過熱蒸汽中Na+含量≤15ug/L;5.9~15.6MPa過熱蒸汽中Na+含量≤5ug/L(期望值≤2ug/L),更低的控制指標(biāo)，對鍋爐蒸汽中的Na+含量準(zhǔn)確檢測提出了更高的要求。鈉離子的測定主要包括：原子吸收分光光度法、電位法、離子色譜法、二階微分火焰發(fā)射光譜法。現(xiàn)就工作中常用的電位法、二階微分火焰發(fā)射光譜法進(jìn)行對比。

　　(1)電位法：HK-51 PNa計

　　測量范圍：0.23ug/L~2.3g/L

　　注意事項：在測量低濃度的鈉離子時，氫離子的存在會對測量造成很大干擾，為了消除這種干擾，必須在水樣中添加堿化計通常是(二異丙胺)，使水樣的pH值提高到10.5以上。

　　缺點(diǎn)：HK-51PNa計更適合于脫鹽水中陽床等鈉離子含量較高的測定，靈敏度差，不適合測定過熱蒸汽中的鈉離子含量。

　　二階微分火焰發(fā)射光譜法

　　火焰原子發(fā)射光譜法是測量各類元素含量的通用分析方法，也常用于鈉含量測定，二階微分火焰發(fā)射光譜法可準(zhǔn)確測定過熱蒸汽中的痕量鈉，每個樣品的分析檢測時間在5分鐘內(nèi)，操作簡單、分析耗時短、測定結(jié)果準(zhǔn)確可靠等優(yōu)點(diǎn)，且使用者可根據(jù)水質(zhì)中Na+含量的實際情況建立相應(yīng)范圍的標(biāo)準(zhǔn)曲線，完全滿足新國標(biāo)對過熱蒸汽中Na+含量的分析檢測要求，解決了一直以來的痕量鈉檢測困難的問題。

　　3提高水質(zhì)常規(guī)化驗質(zhì)量的具體措施

　　3.1優(yōu)化檢測設(shè)備

　　為了保證水質(zhì)檢測的質(zhì)量和效率，有必要引進(jìn)先進(jìn)的智能化、自動化設(shè)備，提高水質(zhì)檢測效率，不斷更新和發(fā)展檢測設(shè)備。

　　3.2取樣要求

　　在鍋爐水質(zhì)檢測運(yùn)行過程中，鍋爐蒸汽或水源取樣中的單個樣本無法準(zhǔn)確反映鍋爐水的整體水質(zhì)。因此，在采樣操作中，需要選取多個樣本，并在不同時間段、不同位置進(jìn)行重復(fù)采樣，以保證水質(zhì)檢測的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。

　　3.3嚴(yán)格控制水質(zhì)樣品的化驗進(jìn)程、保證化驗和檢測結(jié)果的精確性。

　　(1)控制試驗和試驗的水平，建立質(zhì)量監(jiān)控體系，規(guī)定時間進(jìn)行抽查、復(fù)驗，并將前后試驗結(jié)果的誤差、偏差控制在允許范圍內(nèi)。如果最終結(jié)果不符合標(biāo)準(zhǔn)，則按照不符合工作控制規(guī)范的方法進(jìn)行處理，并按上述方法重新檢查相關(guān)實驗室和檢測人員及其它監(jiān)測工作質(zhì)量。

　　(2)記錄相關(guān)環(huán)境的監(jiān)測內(nèi)容，記錄對試驗結(jié)果和試驗設(shè)備有嚴(yán)重影響的因素。包括樣品試驗環(huán)境和儲存環(huán)境，如溫度、濕度等，如遇極端天氣，應(yīng)準(zhǔn)確記錄當(dāng)時的情況，以備將來使用。當(dāng)試驗結(jié)果受到較大影響時，應(yīng)采用修正或有效的方法消除不利影響，并在原始數(shù)據(jù)中注明。

　　化工論文投稿期刊：《化工管理》雜志是由中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會主管、中國化工企業(yè)管理協(xié)會主辦，本刊1986年創(chuàng)刊，是國家新聞出版總局首批認(rèn)定的學(xué)術(shù)類專業(yè)期刊，在國內(nèi)外公開發(fā)行，國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)刊號：CN11-3991/F 國際標(biāo)準(zhǔn)刊號：ISSN1008-4800。已被中國知網(wǎng)(CNKI)、中國社會科學(xué)院圖書館、萬方、維普資訊等系列數(shù)據(jù)庫收錄。

　　綜上所述，工業(yè)鍋爐是發(fā)電機(jī)組中的重要組成部分，其運(yùn)行狀態(tài)對整體發(fā)展具有直接影響，想要促進(jìn)鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)該重視鍋爐水質(zhì)，為此需要加強(qiáng)管理，充分掌握水質(zhì)化驗方法，并靈活運(yùn)用，保障鍋爐運(yùn)行安全性。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　作者：楊翠蓉