电厂用水最新课件

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1、电厂用水 最新第第2 2章章 电厂用水电厂用水2.1 2.1 水的性质水的性质2.2 2.2 水中的杂质水中的杂质2.3 2.3 水质指标水质指标2.4 2.4 水质指标间的相互关系及计算水质指标间的相互关系及计算2.5 2.5 水在火力发电厂的重要作用水在火力发电厂的重要作用2.6 2.6 火力发电锅炉的水汽质量标准及说明火力发电锅炉的水汽质量标准及说明电厂用水 最新 单分子水由原子量计算得分子量为18，但实验测得气态水的分子量为18.64，液态水的分子量还大，这就说明有聚合态水存在。通常把这种由简单分子结合成复杂分子的集合体，而不改变单个分子的化学性质的作用，称为分子的缔合：n(H2O)=

2、(H2O)n（n=1、2、3）H 104.50 HH HH HH HH HH H2.1 2.1 水的性质水的性质1.1.水的组成及结构水的组成及结构电厂用水 最新 1.1 冰的结构示意图冰的结构示意图电厂用水 最新2.2.水的物理性质水的物理性质 水的蒸气压水的蒸气压(100时为时为101.325kPa)温度升高水的蒸气压升高温度升高水的蒸气压升高。PV=nRT 水的密度水的密度(4 1.0103kg/m3)其它温度下水的密度均小于此值其它温度下水的密度均小于此值。水的比热水的比热(14.5 至至15.5时为时为4.18kJ/kg.K)高于此温度水的比热变小，低于此温度变大高于此温度水的比热变

3、小，低于此温度变大 水的介电常数水的介电常数81（2525）温度升高水的介电常数减小温度升高水的介电常数减小 水的的表面张力水的的表面张力(20时为时为72.810-3N/m2)温度升高水的表面张力减小温度升高水的表面张力减小电厂用水 最新3.3.高温（高温（300300以上）以上）炉水的性质炉水的性质高温炉水高温炉水温度升高至温度升高至接近临界点时：接近临界点时：蒸气压直线上升蒸气压直线上升 水的密度水的密度直线下降直线下降 水蒸汽的密度水蒸汽的密度直线上升直线上升 水的比热水的比热直线下降直线下降 水蒸汽的比热水蒸汽的比热直线上升直线上升 水的介电常数水的介电常数直线下降直线下降 水蒸汽的

4、介电常数水蒸汽的介电常数直线上升直线上升 水的表面张力水的表面张力直线下降至零直线下降至零水的临界点：水的临界点：374.15 ，22.1MPa性质性质温度温度临临界界温温度度水的密度水的密度水蒸汽的密度水蒸汽的密度300电厂用水 最新4.4.超临界水的性质超临界水的性质水的超临界状态水的超临界状态:当水的温度和压力分别高于临界温度和临界压力时的状态。当水的温度和压力分别高于临界温度和临界压力时的状态。在超临界状态下水表现出与常温下不同的理化性质，在超临界状态下水表现出与常温下不同的理化性质，表表2.1.1 普通水与超临界水性质的比较普通水与超临界水性质的比较水的状态水的状态普通水普通水 临界

5、水临界水超临界水超临界水过热蒸汽过热蒸汽温度温度/2525374.15374.15450450450450压力压力/MPa/MPa 0.10.122.122.1272713.613.6介电常数介电常数 81815.45.41.81.81.01.0氧溶解度氧溶解度/(mgL/(mgL1 1)8 8完全互溶完全互溶完全互溶完全互溶完全互溶完全互溶密度密度/(mgm/(mgm3 3)0.9980.998 0.128 0.1284.194.1910103 3 粘度粘度/cp/cp 0.890 0.890 0.0298 0.0298 2.65 2.6510105 5 有效扩散系数有效扩散系数(cm(cm

6、2 2ss1 1)7.747.7410106 6 7.677.6710104 4 1.791.7910103 3 电厂用水 最新2.2 2.2 水中的杂质水中的杂质 悬浮物：悬浮物：悬浮物是构成水中混浊度的主要因素，一般粒径在悬浮物是构成水中混浊度的主要因素，一般粒径在100nm 100nm 以上以上 胶体物质：胶体物质：是由许多分子或离子组成的集合体，其颗粒直径一般为是由许多分子或离子组成的集合体，其颗粒直径一般为1nm100nm1nm100nm之间之间 。溶解物质：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。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：溶解离子：

7、NaNa+、K K+、CaCa2+2+、MgMg2+2+、HCOHCO3 3、CICI、SOSO4 42 2等。等。溶解气体：溶解气体：主要有主要有O O2 2、COCO2 2 等。等。根据电厂用水所含杂质不同将水分为：根据电厂用水所含杂质不同将水分为：原水：原水：原水就是锅炉的水源水。通常包括地表水和地下水。原水就是锅炉的水源水。通常包括地表水和地下水。给水：给水：直接进入锅炉供锅炉蒸发或加热的水称为锅炉给水。直接进入锅炉供锅炉蒸发或加热的水称为锅炉给水。补给水：补给水：生水经过各种水处理工艺处理后补充锅炉汽水损失的水生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。称为补给水。

8、生产回水或凝结水：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。结水。炉水：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。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：排污水：由于炉水经相当长时间循环运行，水中的微量杂质被浓缩，为保证炉水的由于炉水经相当长时间循环运行，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。质量，必须排污，这就是排污水。冷却水：冷却水：用作冷却介质的水称为冷却水。用作冷却介质的水称为冷却水。电厂用水 最新2.3 水质指标与水质技术指标水质指标

9、与水质技术指标 锅炉用水中水质指标的表达方式通常有两种：锅炉用水中水质指标的表达方式通常有两种：一种是表示水中所含有的一种是表示水中所含有的离子或分子离子或分子来表示，来表示，如钠离子、如钠离子、氯离子、磷酸根离子、溶解氧等等氯离子、磷酸根离子、溶解氧等等,一般称为一般称为水质指标水质指标。另一种则并不代表某种单纯的物质，而是表示另一种则并不代表某种单纯的物质，而是表示某些化合某些化合物的组合物的组合 或表征某种特性。或表征某种特性。如如硬度、碱度、溶解固形物、电导率等，这种指标是由硬度、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。故称为于技术上的需要而拟定的。故称为技术指

10、标技术指标。在实际中。在实际中有时不加区分。有时不加区分。电厂用水 最新2.2.水质技术指标水质技术指标1 1）悬浮物和浊度）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，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，由于方法很麻烦，在实际中常采用测浊度的方法来衡量悬浮物和胶过重量法测定，由于方法很麻烦，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。浊度的单位通常用体物质的含量。浊度的单位通常用“福马肼福马肼”（FTUFTU）表示。）表示。浊度的测定浊度的测定:通过比较被测水样透过光和标准参比悬浊液透过光的强度而得到通过比较被测水样透

11、过光和标准参比悬浊液透过光的强度而得到.标准参比悬浊液标准参比悬浊液(称为福马肼称为福马肼)是硫酸联胺溶液和六次甲基四胺组成是硫酸联胺溶液和六次甲基四胺组成.硫酸联胺溶液硫酸联胺溶液:1.000g:1.000g硫酸联胺加少量无浊水温热使之溶解冷却到室温后移入硫酸联胺加少量无浊水温热使之溶解冷却到室温后移入100mL100mL容量瓶中容量瓶中.用无浊水稀释至刻度用无浊水稀释至刻度.六次甲基四胺溶液六次甲基四胺溶液:10.00g:10.00g六次甲基四胺加少量无浊水溶解移入六次甲基四胺加少量无浊水溶解移入100mL100mL容量瓶中用容量瓶中用无浊水稀释至刻度无浊水稀释至刻度.福马肼浊度贮备液福马

12、肼浊度贮备液:用移液管分别吸取用移液管分别吸取5mL5mL硫酸联胺溶液和六次甲基四胺溶液于硫酸联胺溶液和六次甲基四胺溶液于100mL100mL容量瓶中充分摇匀室温下保容量瓶中充分摇匀室温下保24h24h后用无浊水稀释至刻度后用无浊水稀释至刻度.此溶液的浊度为此溶液的浊度为400FTU.400FTU.福马肼浊度标准液福马肼浊度标准液(100FTU):(100FTU):取贮备液取贮备液25mL25mL于于100mL100mL容量瓶中容量瓶中,用无浊水稀释至刻用无浊水稀释至刻度度.用此法可获得一系列不同浊度的标准溶液用此法可获得一系列不同浊度的标准溶液,测出标准溶液的浊度绘制浊度与吸光度测出标准溶液

13、的浊度绘制浊度与吸光度的关系曲线的关系曲线.电厂用水 最新浊度的单位浊度的单位FTUFTU单位表示的浊度所用仪器是普通的分光光度计的原理，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。所用的标准浊度溶液是福马肼溶液。NTUNTU是用透射仪测定的浊度单位，所用的标准浊度溶液也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。是福马肼溶液。JTUJTU是用硅藻土作标准浊度溶液的，所用仪器同是用硅藻土作标准浊度溶液的，所用仪器同FTUFTU。这三种浊度单位表示的浊度对于同一种有浊度的溶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差别不大。液来说差别不

14、大。电厂用水 最新3 3）硬度及其单位。硬度及其单位。硬度硬度：水中所有高价金属离子的总和都称硬度（：水中所有高价金属离子的总和都称硬度（YDYD）。）。常用的常用的 硬度的定义式为：硬度的定义式为：YDYD（1/2Ca 1/2Ca 2+2+1/2Mg+1/2Mg2+2+）硬度的单位硬度的单位：通常以碳酸钙或氧化钙或德国度表示。：通常以碳酸钙或氧化钙或德国度表示。量浓度量浓度，mol/L.mol/L.C C(1/2CaCO(1/2CaCO3 3)=)=C C(1/2CaO)=(1/2CaO)=C C(1/2Ca (1/2Ca 2+2+)mol/L)mol/L 德国度德国度，（，（o oGG）。

15、）。1 1o oG=10mg/LCaOG=10mg/LCaO，由于由于1/2CaO1/2CaO的摩尔质量为的摩尔质量为28g/mol 128g/mol 1o oG=10mg/LG=10mg/L28g/mol=28g/mol=1/2.8(mmol/L)1/2.8(mmol/L)，1mmol/L1mmol/L（1/2CaO1/2CaO）=2.8=2.8 o oGG ppmppm（mg/Lmg/L），），1mg/L CaCO1mg/L CaCO3 3称为称为1 ppm1 ppm硬度。由于硬度。由于 1/2CaCO1/2CaCO3 3的摩尔质量为的摩尔质量为5 0g/L5 0g/L，1 mmol/L1

16、 mmol/L的（的（1/2CaCO1/2CaCO3 3）硬度就）硬度就相当于相当于50mg/L50mg/L即即50ppm50ppm硬度。硬度。例例2.12.1 某水分析结果为：某水分析结果为：CaCa2+2+的浓度为的浓度为60.0mg/L;Mg60.0mg/L;Mg2+2+的浓度为的浓度为24.3mg/L,24.3mg/L,试试用各种方法表示总硬度。用各种方法表示总硬度。解：解：1/2Ca2+和和1/2Mg2+的摩尔质量分别为的摩尔质量分别为20g/mol和和12.15g/mol。YD=（60/20+24.3/12.15）mmol/L=5.0mmol/L YD=5.0mmol/L2.8 o

17、G/mmol/L=14 oG YD=5.0 mmol/L50 ppm/mmol/L=250ppm电厂用水 最新4）碱度和酸度）碱度和酸度碱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。天然水中的碱度主要是HCO3。酸度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阳床出水的酸度主要是强酸HC

18、I、H2SO4。及碳酸。及碳酸H2CO3。碱度和酸度可用酸碱滴定法测定。碱度和酸度可用酸碱滴定法测定。5 5）有机物与化学耗氧量）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。：表示水中有机物及还原性物质含量的一项指标。CODCOD的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，单位以算折合成氧的质量

19、浓度，称为化学耗氧量，单位以mg/Lmg/L来表示。一般说来表示。一般说CODCOD越高，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。一些。电厂用水 最新1.碱度与硬度碱度与硬度2.42.4水质指标间

20、的关系水质指标间的关系硬度大于碱度：硬度大于碱度：这种水称为非碱性水，钙、镁离子将首先与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（形成碳酸盐硬度（YDT），剩余硬度离子即钙镁离子与），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（等其它阴离子形成非碳酸盐硬度（YDF）。）。硬度等于碱度：硬度等于碱度：在这种水中，钙、镁离子全部与在这种水中，钙、镁离子全部与HCO3形成形成碳酸盐硬度。既没有非碳酸盐硬度也没有剩余碱度。碳酸盐硬度。既没有非碳酸盐硬度也没有剩余碱度。硬度小于碱度：硬度小于碱度：在这种碱性水中，硬度将全部形成碳酸盐硬在这种碱性水中，硬度将全部

21、形成碳酸盐硬度，剩余的碱度则与度，剩余的碱度则与Na+、K+形成钠碱度（形成钠碱度（JDNa）称为负硬度，）称为负硬度，此时无非碳酸盐硬度。此时无非碳酸盐硬度。电厂用水 最新例例2.4.1某井水的水质分析结果总硬度为某井水的水质分析结果总硬度为YD=2.6mmol/L;总碱度为总碱度为 JD=1.2mmol/L;而某河水的分析结果总硬度为而某河水的分析结果总硬度为YD=3.8mmol/L;总碱度为总碱度为JD=4.1mmol/L。问此河水与井水中碳酸盐硬度、非碳酸盐硬度和负硬度分别。问此河水与井水中碳酸盐硬度、非碳酸盐硬度和负硬度分别为多少？为多少？解：解：井水中硬度大于碱度，所以：井水中硬度

22、大于碱度，所以：碳酸盐硬度（碳酸盐硬度（YDT）=碱度碱度=1.2mmol/L 非碳酸盐硬度（非碳酸盐硬度（YDF）=YDJD=2.6mmol/L1.2mmol/L=1.4mmol/L负硬度为负硬度为0 mmol/L,此时的水通常称为非碱性水。此时的水通常称为非碱性水。河水中硬度小于碱度河水中硬度小于碱度碳酸盐硬度（碳酸盐硬度（YDT）=硬度硬度=3.8mmol/L非碳酸盐硬度（非碳酸盐硬度（YDF）=0mmol/L负硬度（负硬度（JDNa）=JDYD=(4.13.8)mmol/L=0.30 mmol/L此时的水通常称为碱性水。此时的水通常称为碱性水。电厂用水 最新2.碱度与碱度离子碱度与碱度

23、离子碱度（碱度（JDJD）：）：碱度是表示水中能接受氢离子的一类物质的量。碱度是表示水中能接受氢离子的一类物质的量。根据酸碱根据酸碱滴定法测定水中的碱度，这时所用的标准溶液是滴定法测定水中的碱度，这时所用的标准溶液是HCI或或H2SO4溶液，酸与各溶液，酸与各种碱度离子的三个反应是：种碱度离子的三个反应是：OH+H+=H2OCO32+H+=HCO3HCO3+H+=H2O+CO2根据所加指示剂不同，碱度又可分为甲基橙碱度根据所加指示剂不同，碱度又可分为甲基橙碱度(JD甲甲)和酚酞碱度和酚酞碱度(JD酚酚)。加酚酞指示剂时只能完成上述两个反应；加甲基橙指示剂时三个反应全部完加酚酞指示剂时只能完成上

24、述两个反应；加甲基橙指示剂时三个反应全部完成。称成。称(JD甲甲)为全碱度。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约约 为为8.2，再加，再加甲基橙指示剂继续滴至终点甲基橙指示剂继续滴至终点pH值为值为4.2。此时的总碱度应为。此时的总碱度应为(JD全全)=(JD)(JD)酚酚+(JD)(JD)甲甲。电厂用水 最新3.离子碱度可能存在的离子碱度可能存在的5种不同情况种不同情况假设滴定中消耗的酸量分别用假设滴定中消耗的酸量分别用a（酚）、（酚）、b（甲）（单位：（甲）（单位：mL)1 1.ab.ab 碱度离子为碱度离子为CO

25、CO3 3和和OHOH，没有，没有HCOHCO3 3；2.2.aba0.a=0,b0 碱度离子只有碱度离子只有HCOHCO3 3；没有；没有COCO3 32 2 ，OHOH ；5 5.b=0,a0.b=0,a0 碱度离子只有碱度离子只有OHOH。锅炉用水中碱度主要由锅炉用水中碱度主要由OHOH、COCO3 32 2、HCOHCO3 3及其它少量的弱酸盐类组及其它少量的弱酸盐类组成。成。碱度的计量单位为碱度的计量单位为mmol/Lmmol/L，其基本单元为：其基本单元为：OHOH、1/2CO1/2CO3 32 2、HCOHCO3 3炉水中基本上不存在炉水中基本上不存在HCOHCO3 3，因为在高

26、温高压下因为在高温高压下HCOHCO3 3COCO3 32 2+H+H2 2O+COO+CO2 2COCO3 32 2+H+H2 2OO2OH2OH+CO+CO2 2当氢氧根和碳酸氢根共存时，相互作用发生以下反应：当氢氧根和碳酸氢根共存时，相互作用发生以下反应：HCOHCO3 3+OH+OHCOCO3 32 2+H+H2 2OO所以所以炉水中的碱度炉水中的碱度主要是主要是COCO3 32 2、OHOH。生水中的碱度生水中的碱度主要是主要是HCOHCO3 3。电厂用水 最新 例例2.4.2 2.4.2 某锅炉炉水的水质分析结果如下：酚酞碱度某锅炉炉水的水质分析结果如下：酚酞碱度=11.8mmol

27、/L,=11.8mmol/L,总碱度总碱度=15.3 mmol/L,=15.3 mmol/L,溶解固形物溶解固形物=3200mg/L;=3200mg/L;求该炉水中：碱度中的碳酸氢根、氢氧根、碳酸根的含量，并以质求该炉水中：碱度中的碳酸氢根、氢氧根、碳酸根的含量，并以质量浓度表示。量浓度表示。解：解：JDJD甲甲=JD=JD总总JDJD酚酚=(15.3=(15.311.8)mmol/L=3.50mmol/L 11.8)mmol/L=3.50mmol/L JD JD甲甲JDJD酚酚 ，HCOHCO3 3=0 mg/L=0 mg/LOHOH=JD=JD酚酚JDJD甲甲=(11.8=(11.83.5

28、0)3.50)17mg/mmoL=141mg/L17mg/mmoL=141mg/LCOCO3 32 2=2JD=2JD甲甲=2=23.53.530mg/mmoL=210 mg/L30mg/mmoL=210 mg/L HCO HCO3 3+OH+OHCOCO3 32 2+H+H2 2OO 所以所以炉水中的碱度炉水中的碱度主要是主要是COCO3 32 2 、OHOH。电厂用水 最新 pH pH值是表征溶液酸碱性的指标，值是表征溶液酸碱性的指标，pHpH值越大，值越大，OHOH浓浓度越高。而碱度中，除了度越高。而碱度中，除了OHOH含量外，还包含了含量外，还包含了COCO3 32 2和和HCOHCO

29、3 3含量。所以，它们之间既有区别又有联系。其含量。所以，它们之间既有区别又有联系。其联系是：在一般情况下，联系是：在一般情况下，pHpH值会随着碱度的提高而增大，值会随着碱度的提高而增大，但这还取决于但这还取决于OHOH碱度占总碱度的比例；区别是：碱度占总碱度的比例；区别是：pHpH值值大小只取决于大小只取决于OHOH与与HH+的相对含量，而碱度大小则反映的相对含量，而碱度大小则反映了组成碱度的各离子的总含量。因此，对于了组成碱度的各离子的总含量。因此，对于pHpH值合格的值合格的锅炉用水，有时碱度不一定合格；反之，碱度合格的水，锅炉用水，有时碱度不一定合格；反之，碱度合格的水，pHpH值也

30、不一定合格。值也不一定合格。4.4.碱度与碱度与pHpH值值电厂用水 最新 例例2.4.3 2.4.3 分别计算分别计算0.1mol/L NaOH0.1mol/L NaOH、0.1mol/L NH0.1mol/L NH3 3HH2 2O O、0.1mol/L NaHCO0.1mol/L NaHCO3 3三种碱度相同的溶液的三种碱度相同的溶液的pHpH值。值。解：解：0.1mol/L NaOH0.1mol/L NaOH溶液的溶液的pHpH值，由于强电解质全部电离，所以值，由于强电解质全部电离，所以 HH+=10=101414/0.1=10/0.1=101313mol/Lmol/L pH=pH=l

31、ogHlogH+=log10log101313=13=13 0.1mol/L NH0.1mol/L NH3 3HH2 2OO溶液的溶液的pHpH值，由于弱电解质部分电离，值，由于弱电解质部分电离，2525时，电离平衡常数为时，电离平衡常数为K=1.75K=1.7510105 5。NHNH3 3HH2 2O=NHO=NH4 4+OH+OHK=OHK=OHNHNH4 4+/NH/NH3 3HH2 2O=1.75O=1.7510105 5因平衡时因平衡时 OHOH=NH=NH4 4+，NHNH3 3HH2 2O=0.1-OHO=0.1-OH0.1mol/L0.1mol/L所以所以 OHOH=(0.1

32、=(0.11.751.7510105 5)1/21/2=1.32=1.3210103 3HH+=10=101414/1.32/1.3210103 3=7.55=7.5510101212 ，pH=11pH=11电厂用水 最新0.1mol/L NaHCO0.1mol/L NaHCO3 3溶液的溶液的pHpH值，由于弱酸强碱盐水解呈碱性，值，由于弱酸强碱盐水解呈碱性，2525时，时，碳酸的一级电离平衡常数为碳酸的一级电离平衡常数为K K1 1=4.45=4.4510107 7,K KWW=1.0=1.010101414；碳酸氢；碳酸氢钠的水解方程式为：钠的水解方程式为：HH2 2O+HCOO+HCO

33、3 3=H=H2 2COCO3 3+OH+OH碳酸氢钠的水解常数表达式为：碳酸氢钠的水解常数表达式为：K Kh h=H=H2 2COCO3 3OHOH/（HCOHCO3 3HH2 2O O）HH2 2O 1O 1；OHOH=K KWW/H/H+代入上式得：代入上式得：K Kh h=HCO=HCO3 3K KWW/H/H+COCO3 32 2 即即K Kh h=K KWW/（HH+HCOHCO3 3/H/H2 2COCO3 3）式中分母就是碳酸一级电离平衡常数表达式即式中分母就是碳酸一级电离平衡常数表达式即K K1 1，K Kh h=K=KWW/K K1 1=1.0=1.010101414/4.

34、45/4.4510107 7=2.2=2.210108 8因为因为 HH2 2COCO3 3=OH=OH，HCOHCO3 3=0.1=0.1OHOH0.10.1；K Kh h=H=H2 2COCO3 3OHOH/（HCOHCO3 3HH2 2O O）=2.2=2.210108 8OHOH=(2.2=(2.210108 8HCOHCO3 3)1/21/2=(2.2=(2.210108 80.1)0.1)1/21/2=4.69=4.6910105 5HH+=2.1=2.110101010 ，pH=9.6pH=9.6答：它们的答：它们的pHpH值分别为值分别为1313、1111、9.69.6。电厂用

35、水 最新 例例2.2 某电厂原水检验结果如下：某电厂原水检验结果如下：CaCa2+2+=46mg/L=46mg/L、MgMg2+2+=8.5mg/L=8.5mg/L、NaNa+=46mg/L=46mg/L、HCOHCO3 3=128.1mg/L128.1mg/L、SOSO4 42 2=72mg/L=72mg/L、CICI=49.7mg/L.=49.7mg/L.试计算下列各项：试计算下列各项：(1)审核阴、阳离子含量是否相等？审核阴、阳离子含量是否相等？(2)总硬度、碳酸盐硬度、非碳酸盐硬度和负硬度各是多少？总硬度、碳酸盐硬度、非碳酸盐硬度和负硬度各是多少？(3)水中可能存在的化合物有哪些？水中

36、可能存在的化合物有哪些？解：（解：（1 1）各阳离子物质的量：）各阳离子物质的量：n n(1/2Ca1/2Ca2+2+)=46mg/L=46mg/L20g/mol=2.3mmol/L20g/mol=2.3mmol/L n(1/2Mg n(1/2Mg2+2+)=8.5/12mg/L=0.7mmol/L)=8.5/12mg/L=0.7mmol/L n(Na n(Na+)=46mg/L/23=2mmol/L)=46mg/L/23=2mmol/L 阳阳=2.3+0.7+2=5.0mmol/L=2.3+0.7+2=5.0mmol/L n(HCO n(HCO3 3)=128.1/61mg/L=2.1mmo

37、l/L)=128.1/61mg/L=2.1mmol/L n(1/2SO n(1/2SO4 42 2)=72mg48/L=1.5mmol/L)=72mg48/L=1.5mmol/L n(CI n(CI)=49.7mg35.5/L=1.4mmol/L)=49.7mg35.5/L=1.4mmol/L 阳阳=2.1+1.5+1.4=5.0mmol/L=2.1+1.5+1.4=5.0mmol/L电厂用水 最新 总硬度总硬度YDYD总总=Ca=Ca2+2+Mg+Mg2+2+=2.3+0.7=3mmol/L=2.3+0.7=3mmol/L 碳酸盐硬度碳酸盐硬度YDYDT T=2.1mmol/L=2.1mmo

38、l/L 非碳酸盐硬度非碳酸盐硬度YDYDT T=JD=JD总总YDYDFTFT =HCO=HCO3 3=(3=(32.1)mmol/L=0.9mmol/L2.1)mmol/L=0.9mmol/L 负硬度为负硬度为0 0，是非碱性水。，是非碱性水。水中可能的化合物有水中可能的化合物有CaHCOCaHCO3 3=2.1mol/L,=2.1mol/L,乘余的钙离子与乘余的钙离子与SOSO4 42 2结合形成结合形成CaSOCaSO4 4其含量为其含量为2.32.32.1=0.2(mol/L)2.1=0.2(mol/L)乘余的乘余的SOSO4 42 2与镁离子结合形成与镁离子结合形成MgSOMgSO4

39、 4其含量为：其含量为：(1/2Mg(1/2Mg2+2+)=0.7(mol/L)=0.7(mol/L)乘余的乘余的SOSO4 42 2与钠离子结合形成与钠离子结合形成NaNa2 2SOSO4 4其含量等于其含量等于(Na(Na+)=1.6)=1.60.20.20.7=0.6(mol/L)0.7=0.6(mol/L)乘余的乘余的NaNa+与氯离子结合形成与氯离子结合形成NaCINaCI其含量等于其含量等于2 20.6=1.4(mol/L)0.6=1.4(mol/L)电厂用水 最新5.5.氯化物与溶解固形物的关系氯化物与溶解固形物的关系 天然水和锅炉用水中的氯化物一般较稳定，因此在一定的天然水和锅

40、炉用水中的氯化物一般较稳定，因此在一定的水质条件下，水中的溶解固形物含量与水质条件下，水中的溶解固形物含量与CICI的含量的比值接的含量的比值接近常数（近常数（k k），且），且CICI的测定较方便，所以的测定较方便，所以 汽包炉现场水质监汽包炉现场水质监测中通常采用测定测中通常采用测定CICI的含量的方法来间接控制溶解固形物的含量的方法来间接控制溶解固形物.即：即：k k=溶解固形物溶解固形物/CI/CI 式中的溶解固形物与氯离子的比值式中的溶解固形物与氯离子的比值k k简称为固氯比。如简称为固氯比。如果定期测定固氯比，那么知道了果定期测定固氯比，那么知道了k k，只要测定，只要测定CICI

41、的含量即可的含量即可求出溶解固形物的含量，这样就可指导锅炉排污。求出溶解固形物的含量，这样就可指导锅炉排污。注意：注意：只有在水质相对较稳定的条件下，即只有在水质相对较稳定的条件下，即k k近似为常数时才近似为常数时才可以应用上述方法。可以应用上述方法。直流炉不存在排污问题。直流炉不存在排污问题。电厂用水 最新天然水的分类方法很多，天然水的分类方法很多，按总硬度（按总硬度（1/2 Ca1/2 Ca2+2+1/2Mg+1/2Mg2+2+）的大小）的大小，可分，可分为 极 软 水（硬 度 在为 极 软 水（硬 度 在 1.0 m m o l/L1.0 m m o l/L 以 下）、软 水（硬 度

42、在以 下）、软 水（硬 度 在1.03.0mmol/L1.03.0mmol/L）、中等硬度水（硬度在）、中等硬度水（硬度在3.06.0mmol/L3.06.0mmol/L）、硬水）、硬水（硬度在（硬度在6.09.0mmol/L6.09.0mmol/L）、极硬水（硬度在）、极硬水（硬度在9.0mmol/L9.0mmol/L以上）。以上）。按含盐量的高低，按含盐量的高低，可分为低含盐量水（含盐量在可分为低含盐量水（含盐量在200mg/L200mg/L以下）、中等含以下）、中等含盐量水（含盐量在盐量水（含盐量在200mg/L500mg/L200mg/L500mg/L）、较高含盐量水（含盐量在）、较高

43、含盐量水（含盐量在500mg/L1000mg/L500mg/L1000mg/L）、高含盐量水（含盐量在）、高含盐量水（含盐量在1000mg/L1000mg/L以上）。以上）。按硬度和碱度的关系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，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（小于硬度）两类。非碱性水又可分为钙硬水（1/2 Ca1/2 Ca2+2+碱度）和镁碱度）和镁硬水（硬水（1/2Ca1/2Ca2+2+碱度。碱度。6.6.天然水的分类天然水的分类电厂用水 最新 水中的阴阳离子间的组合关系可以帮助我们了解水质的水中的阴阳离子间的

44、组合关系可以帮助我们了解水质的的特点，以便选择合适的水处理方法。水中阴、阳离子是独的特点，以便选择合适的水处理方法。水中阴、阳离子是独立存在的，但往往假定它们组合成一些化合物，称为假想化立存在的，但往往假定它们组合成一些化合物，称为假想化合物。阳离子组合的先后顺序为：合物。阳离子组合的先后顺序为：MnMn2+2+、FeFe3+3+、AlAl3+3+、CaCa2+2+、MgMg2+2+、NHNH4 4+、NaNa+、K K+；阴离子组合的先后顺序为：；阴离子组合的先后顺序为：POPO4 43 3、HCOHCO3 3、COCO3 32 2、O HO H、F F、SOSO4 42 2、NONO3 3

45、、CICI。假设天然水中阳离子有假设天然水中阳离子有CaCa2+2+、MgMg2+2+、NaNa+、K K+；阴离子有；阴离子有HCOHCO3 3、SOSO4 42 2、CICI。对于碱性水来说可组成与表。对于碱性水来说可组成与表2.4.22.4.2的假想化合物。表中单元格的宽度表示浓度的大小。的假想化合物。表中单元格的宽度表示浓度的大小。7.7.天然水中假想化合物的组成天然水中假想化合物的组成电厂用水 最新1/2Ca2+1/2Mg2+Na+K+HCO31/2SO42CI1/2Ca(HCO3)21/2Mg(HCO3)2NaHCO3,KHCO31/2Na2SO4,1/2K2SO4NaCI,KCI

46、碱度碱度HCOHCO3 3 大于硬度的碱性水大于硬度的碱性水1/2Ca2+1/2Mg2+Na+K+HCO31/2SO42CI1/2Ca(HCO3)21/2CaSO41/2MgSO41/2Na2SO4,1/2 K2SO4NaCI,KCI碱度碱度HCOHCO3 3 小于小于 1/2Ca1/2Ca2+2+硬度的非碱性水硬度的非碱性水1/2Ca2+1/2Mg2+Na+K+HCO31/2SO42CI1/2Ca(HCO3)21/2Mg(HCO3)21/2MgSO41/2Na2SO4,1/2 K2SO4NaCI,KCI碱度碱度HCOHCO3 3 大于大于 1/2Ca1/2Ca2+2+硬度的非碱性水硬度的非碱

47、性水电厂用水 最新图图2.5.2 2.5.2 汽包锅炉中的水汽系统汽包锅炉中的水汽系统给水给水给水泵给水泵低压加热器低压加热器高压加热器高压加热器上上升升管管下下降降管管下联箱下联箱汽包汽包过热蒸汽过热蒸汽电厂用水 最新图图2.5.3 2.5.3 直流锅炉中的水汽系统直流锅炉中的水汽系统给水给水给水泵给水泵省煤器管省煤器管水冷壁管水冷壁管过热器管过热器管过热蒸汽过热蒸汽电厂用水 最新 1.蒸汽蒸汽（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）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：汽和过热

48、蒸汽应同时监督的原因是：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。汽在减温器内被污染。可以判断饱和蒸汽中的盐类在过热器内的沉积量。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）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。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）电导率的测定，操作简便、

49、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（对凝结的状况。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（对凝结水电导率测定也是如此）。水电导率测定也是如此）。2给水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

50、对给水水质进行监督。标准中各项指标的监测意义如下：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：水、汽质量标准的控制指标说明水、汽质量标准的控制指标说明电厂用水 最新（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）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。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）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，须对给水中物，

51、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。）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）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。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。若给水值应控制在规定

52、范围内。若给水pH值在值在9.2以上，以上，虽对防止钢材的腐蚀有利，但因为提高给水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，所以有时给水值通常是用加氨的方法，所以有时给水pH值过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值应以保证值应以保证热力系统铁、铜腐蚀产物最少为原则。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）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

53、含量，还可作为评价热力系统金属腐蚀情况的依据之一。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）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、电导率不超过允许值，应监督和控制给水中的钠、硅导率不超过允许值，应监督和控制给水中的钠、硅、电导率。、电导率。电厂用水 最新3.凝结水凝结水 凝结水质量标准中各项指标的监测意义如下：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）硬度。由于凝汽器泄漏时会造成

54、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。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）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，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。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）电导率。为了能及时发现凝汽器的泄漏，测定凝结

55、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。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）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。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.锅水锅水 为了防止锅内结垢、腐蚀，保证蒸汽品质良好，必须对锅水水质进行监督。锅水质量标为了防止锅内结垢、腐蚀，保证蒸汽品质良好，必须对锅

56、水水质进行监督。锅水质量标准中各项指标监测意义如下：准中各项指标监测意义如下：（1）pH值。锅水的值。锅水的pH值应不低于值应不低于9.0，主要原因是：，主要原因是：pH值低时，水对锅炉钢材的腐蚀性增强；值低时，水对锅炉钢材的腐蚀性增强；电厂用水 最新锅水中磷酸根和钙离子的反应只有在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，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。从而较好地达到防垢的目的。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。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，锅水中的但是，锅水中的

57、pH值也不能太高，以免锅水中游离氢氧化钠引起碱性腐蚀。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）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。标准中对于出口压力小于构有关，而且还与运行工况有关。标准中对于出口压力小于5.9MPa的汽包锅炉未作统一的汽包锅炉未作统一的规定，必要时应通过锅炉热化学试验来确定

58、。另外，测定锅水含硅量，还可测算锅炉的规定，必要时应通过锅炉热化学试验来确定。另外，测定锅水含硅量，还可测算锅炉的排污率，并了解锅水中含硅量对蒸汽含硅量的影响。的排污率，并了解锅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）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，而过多则会产生易溶盐不利防垢，而过多则会产生易溶盐“隐藏隐藏”现象，故应将磷酸根控制在合适的范围内。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）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，如锅水热负荷高的情况下，更易发生这种现象）。此外，如锅水CI含量较高，会使蒸汽携带含量较高，会使蒸汽携带CI进入汽轮机内，有可能引起汽轮机内高级合金钢的应力腐蚀损坏。进入汽轮机内，有可能引起汽轮机内高级合金钢的应力腐蚀损坏。