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锅炉用水品质剖析

2020-04-21
  蒸汽锅炉的使用有二百余年的历史,在工业革命和发展方面建立了巨大功勋。但由于在高温下工作,蕴藏了大量的能量,一旦发生事故,所蕴藏的能量瞬间释放出来,其破坏作用是相当巨大

  蒸汽锅炉的使用有二百余年的历史,在工业革命和发展方面建立了巨大功勋。但由于在高温下工作,蕴藏了大量的能量,一旦发生事故,所蕴藏的能量瞬间释放出来,其破坏作用是相当巨大的。锅炉使用初期问题在于结构、制造工艺、材质等方面。水质问题也突出起来。由于水质问题引起事故的比例不断上升给国家财产造成一定损失,引起了国家的重视。为了提高蒸汽品质,保证锅炉的安全运行,国家制定了严格的水质标准,标准如下:

  水质标准是指水在具体应用中所限定的水质指标范围。

  水质是指水和其中杂质所共同表现的综合特性。水质指标是表示水中杂质的种类及含量。通常分为两类:一类是反应水中某种杂质含量的成份指标:例如溶解氧、磷酸根、氯离子、钙离子等等。另一类是表示某一类物质的总含量,如硬度、碱度、溶解固形物等。

  天然水在大自然的循环过程中与大气土壤和岩石相接触,因为水具有较强的溶解能力,所以任何水体都不同程度的含有多种多样的杂质。工业废水的排放,生活污水以及农田化肥的流失使天然水中的杂质更趋复杂。天然水中最大颗粒的称悬浮物,其次称为胶体,最小的是分子和离子。离子杂质有阳离子和阴离子之分。阳离子有Ca 2+、Mg 2+、Na 2+、Fe 2+等。

  阴离子主要有HC0 3-、SO 4 2-、C1-等,对锅炉危害性较大的有Ca 2+、Mg 2+,还有HC0 3-和S0 4 2-等离子。

  由于它在锅炉蒸发浓缩时容易产生难溶性化合物,沉积在受热面上形成水垢如碳酸盐水垢CaCO 3、硫酸盐水垢Ca-SO 4、硅酸盐水垢CaSiO 3、混合水垢、含油水垢。

  这些物质会对锅炉的使用产生相当大的危害性:大量浪费燃料、降低锅炉出力、增加锅炉的检修量、锅炉管路因过热损坏;危及安全。据有关资料显示30%以上的锅炉损坏是由水垢造成的,因此国家对水质有着严格要求。

  一、给水。给水是直接进入锅炉内的水,它对锅炉的使用寿命和安全至关重要。水质分析对水质的质量判断有重要意义。水质(纯水设备的概述)分析是分析化学内容之一。分析化学的任务就是确定物质的结构、化学成分及含量。化学分析法是利用被测物质的某种化学性能,通过一定的化学反应来测定的方法。原水中带有Ca 2+、Mg 2+、Fe 2+、Mn 2+、Al 3+、等离子的原水是不能直接使用的,它需要有效的软化处理。目前,我们采用的是钠型阳离子交换树脂软化水的化学处理法,用NaCl作为再生剂。  当原水经钠离子交换树脂层时,则水中的Ca 2+、Mg 2+等离子和树脂中钠离子进行交换,从而使水质得到软化。用化学方程式表示:碳酸盐硬度软化Ca(HCO 3)2+2NaR=CaR 2+2NaHCO 3 Mg(HCO 3)2+2NaR=MgR 2+2NaHCO 3非碳酸盐硬软化CaSO 4+2NaR=CaR 2+Na 2 SO 4 MgSO 4+2NaR=MgR 2+Na 2 SO 4 CaCl 2+2NAR=CaR 2+2NaCl MgCl 2+2NAR=MgR 2+2NaCl对经钠离子交换软化的水质其硬度仍可能残存,为了解水中硬度的含量及变化用络合滴定法对硬度作进一步分析,目的是控制给水硬度符合国家标准。络合滴定法是通过络合反应来进行化学分析的方法,主要测定水中Ca 2+、Mg 2+离子的含量。用乙二铵四乙酸二钠为络合剂,简称EDTA,微溶于水,在一般情况下一个EDTA分子就可以满足不同状态配位数金属离子的需要,所以它与金属离子大都是1:1的络合生成易溶于水的络合物。  在络合滴定中,等当点的显示常用金属指示剂络黑T.

  金属指示剂也是一种络合剂,它与金属离子生成的络合物颜色不同于它本身的颜色,而且需要它与金属离子形成的络合物稳定性略低于EDTA和金属形成的络合物,所以滴定前指示剂先于金属离子络合,溶液显该络合物的颜色。滴定时EDTA先与游离的金属发生络合反应达到等当点时。原来与指示剂络合的金属离子全部与EDTA形成络合物溶液中的指示剂就恢复其本身的颜色。

  中强酸,溶液的PH值会影响络合物的稳定性,所以在用EDTA滴定硬度时需用缓冲液控制。

  PH值为10.0±0.1。

  二、锅水碱度(JD)单位毫克当量/升(me/L),碱度是表示水中能与强酸容量法测定酚酞碱度和甲基橙碱度。

  酚酞碱度是用酚酞作指示剂来测定水中的碱度。通过滴定到终点(PH=8.2-8.4)根据所消耗的强酸计算碱度值为P,此时水中碱性物质的反应程度OH-全部反应,H 2 O、CO 3 2-反应成HCO 3-,而HCO 3-则不能参与反应。

  甲基橙碱度是以甲基橙作指示剂滴定至终点的(PH4.3-4.5)在此PH值下,水中碱性物质都能发生中和反应,即OH-反应生成水,CO 3 2-和HCO 3-反应成H 2 CO 3,所以甲基橙碱度又称总碱度,JD=M+P水中碱度成分判断和计算P和M的关系通过分析各项指标,结合我院锅炉系统的实际状况,根据不同的变化用科学的方法采取不同的措施进行实验。例如:我院地处半山区地段,地下岩层丰厚,水质硬度较大,单纯采用树脂处理,水质不符合实际要求。残存硬度仍可能产生难溶性物质,在这种状态下,采用锅内加药和锅外化学处理相结合的方法,比较有效。既对环境没有污染,又阻止了水垢的形成。

  实践证明方法得当,数据准确可靠,取得了很好的效果。锅炉运行多年来,从未因水质问题影响到正常运转。通过各项指标的化验分析,有效的保护了国家的财产和锅炉的安全。

  所以做好水质分析工作,对于降低锅炉事故有着极其重要意义,也是非常必要的。

(完)

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