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1、第第1章超临界机组电章超临界机组电厂用水概述厂用水概述本讲稿第一页，共四十五页电厂用水多取自电厂用水多取自天然水天然水。所谓天然水是指。所谓天然水是指海洋、海洋、冰川、湖泊、江河冰川、湖泊、江河以及蕴藏在地层中的以及蕴藏在地层中的地下水地下水。天然。天然水往往含有许多杂质，这些杂质常常是一些常见元素的化水往往含有许多杂质，这些杂质常常是一些常见元素的化合物以及少量单质或复杂化合物等，因此需对其进行处理，合物以及少量单质或复杂化合物等，因此需对其进行处理，使其达到电厂生产所要求的水质。为更好地做好水处理工使其达到电厂生产所要求的水质。为更好地做好水处理工作，认识、了解这些杂质的种类、特点、含量和
2、危害有着作，认识、了解这些杂质的种类、特点、含量和危害有着十分重要的意义。十分重要的意义。本讲稿第二页，共四十五页第一节天然水中的杂质第一节天然水中的杂质天然水在大自然循环过程中，无时不与大气、土天然水在大自然循环过程中，无时不与大气、土壤和岩石接触。由于水是一种壤和岩石接触。由于水是一种溶解能力很强溶解能力很强的溶剂，的溶剂，所以任何水体都不同程度的含有多种多样的杂质另外，所以任何水体都不同程度的含有多种多样的杂质另外，工业废水、生活污水以及农田化肥的流失，排入天然水，工业废水、生活污水以及农田化肥的流失，排入天然水，使天然水中杂质更趋复杂。使天然水中杂质更趋复杂。本讲稿第三页，共四十五页天
3、然水中杂质，按其颗粒大小，可分三类：颗粒天然水中杂质，按其颗粒大小，可分三类：颗粒最大的称为最大的称为悬浮物悬浮物；其次称为；其次称为胶体颗粒胶体颗粒；最小的是分；最小的是分子和离子，称子和离子，称溶解物质溶解物质一、天然水中杂质一、天然水中杂质本讲稿第四页，共四十五页1、悬浮杂质、悬浮杂质）悬浮杂质的成分）悬浮杂质的成分悬浮物是颗粒直径为悬浮物是颗粒直径为0.1m 以上的微粒，是水产生以上的微粒，是水产生浑浊现象浑浊现象的主要原因。它在水中的状态受颗粒本身的质的主要原因。它在水中的状态受颗粒本身的质量影响较大。在动水中，由于水的紊流作用，常呈悬浮量影响较大。在动水中，由于水的紊流作用，常呈悬
4、浮状态。在静水中，密度较大的颗粒在重力作用下容易自状态。在静水中，密度较大的颗粒在重力作用下容易自然下沉；密度较小的颗粒，可上浮水面。易于下沉的悬然下沉；密度较小的颗粒，可上浮水面。易于下沉的悬浮物，主要是颗粒较大的粘土。细沙以及矿物质废渣等浮物，主要是颗粒较大的粘土。细沙以及矿物质废渣等杂质。能够上浮的一般是体积较大密度小于水的有机物，杂质。能够上浮的一般是体积较大密度小于水的有机物，如水藻、植物遗体和细菌等如水藻、植物遗体和细菌等。本讲稿第五页，共四十五页）悬浮杂质的来源）悬浮杂质的来源天然水中的悬浮物，主要来源以下几方面：天然水中的悬浮物，主要来源以下几方面：（）水流对地表、河床的径流冲
5、刷；（）水流对地表、河床的径流冲刷；（）各种废水、废弃物侵入水体；（）各种废水、废弃物侵入水体；（）水生动植物及其死亡残骸的肢解。（）水生动植物及其死亡残骸的肢解。本讲稿第六页，共四十五页）悬浮杂质的危害）悬浮杂质的危害含有悬浮杂质的给水，进入锅炉内，受热后很快下沉，含有悬浮杂质的给水，进入锅炉内，受热后很快下沉，尤其在锅炉的水流缓慢处，悬浮杂质最易沉积。沉积的尤其在锅炉的水流缓慢处，悬浮杂质最易沉积。沉积的悬浮物不仅影响锅炉的传热和锅水循环，而且还可堵塞悬浮物不仅影响锅炉的传热和锅水循环，而且还可堵塞炉管，造成被迫停炉等事故。悬浮杂质虽然在静水中可炉管，造成被迫停炉等事故。悬浮杂质虽然在静水
6、中可自行分离去除，但需要一定的时间，这在工业用水中是自行分离去除，但需要一定的时间，这在工业用水中是很难做到的。所以悬浮物通常采用很难做到的。所以悬浮物通常采用混凝、沉淀混凝、沉淀等水处等水处理方法去除。理方法去除。本讲稿第七页，共四十五页2、胶体杂质、胶体杂质）胶体杂质的性质）胶体杂质的性质胶体是颗粒直径在胶体是颗粒直径在1nm0.1m之间的微粒，是之间的微粒，是某些某些难溶化合物的集合体难溶化合物的集合体,它具有较大的比表面积，它具有较大的比表面积，吸附多量离子带有电荷，天然水中的胶体大多带负吸附多量离子带有电荷，天然水中的胶体大多带负电。它们在水中能长期保持分散状态，长期静止也电。它们在
7、水中能长期保持分散状态，长期静止也不会自然沉降。胶体颗粒很小，很难用肉眼观察到。不会自然沉降。胶体颗粒很小，很难用肉眼观察到。但胶体对光线具有散射作用，当用一束光通过胶体但胶体对光线具有散射作用，当用一束光通过胶体水中，在光路上就会呈现出一条明显的发亮光带。水中，在光路上就会呈现出一条明显的发亮光带。本讲稿第八页，共四十五页）胶体杂质的成分）胶体杂质的成分天然水中胶体成分比较复杂，其中主要是天然水中胶体成分比较复杂，其中主要是铁、铝和硅铁、铝和硅的氧化物的氧化物形成的形成的无机矿物胶体无机矿物胶体；其次是水生动植物残骸；其次是水生动植物残骸腐烂和分解而形成的腐烂和分解而形成的有机胶体有机胶体，
8、它们是水体产生色、臭、，它们是水体产生色、臭、味的主要原因之一。味的主要原因之一。本讲稿第九页，共四十五页）胶体杂质的危害）胶体杂质的危害胶体杂质进入锅内时，同悬浮杂质一样，能形成胶体杂质进入锅内时，同悬浮杂质一样，能形成沉积沉积物物，并在受热面上结成水垢或泥渣粘附物。此外，并在受热面上结成水垢或泥渣粘附物。此外，有机胶体会引起锅水发泡，严重时会引起汽水共沸。有机胶体会引起锅水发泡，严重时会引起汽水共沸。去除水中的胶体杂质，必须用去除水中的胶体杂质，必须用混凝、澄清和过滤混凝、澄清和过滤等等处理方法。处理方法。本讲稿第十页，共四十五页3、溶解物质、溶解物质在水中呈真溶状态的物质有离子和分子，其
9、颗粒在水中呈真溶状态的物质有离子和分子，其颗粒大小约为大小约为1nm，天然水中的溶解物质大都为离子和，天然水中的溶解物质大都为离子和一些溶解气体。一些溶解气体。1）离子杂质）离子杂质天然水中的离子几乎都是无机盐溶于水中电离形天然水中的离子几乎都是无机盐溶于水中电离形成的其中阳离子有成的其中阳离子有Ca2+、Mg 2+、Na+和和K+，此，此外还含有少量的外还含有少量的Fe2+、Mn2+、NH4+等离子。阴离子有等离子。阴离子有HCO3、SO42 和和Cl ,此外还有少量的此外还有少量的HSiO3、CO32、NO3 等离子。等离子。本讲稿第十一页，共四十五页（1）钙离子）钙离子Ca2+天然水流经
10、含有石灰石天然水流经含有石灰石CaCO3 或石膏石或石膏石CaSO4 2H2O 的岩层时，的岩层时，CaCO3和和CaSO4溶解于水便溶解于水便产生产生Ca2+离子。其中离子。其中CaCO3溶解度虽然极小，但当溶解度虽然极小，但当水中有足够的水中有足够的CO2 时时,CaCO3便按下式进行溶解便按下式进行溶解:由于地下水中由于地下水中CO2含量较高，故地下水中含量较高，故地下水中Ca2+含量通含量通常高于地表水。常高于地表水。本讲稿第十二页，共四十五页（2）镁离子）镁离子Mg2+白云石白云石MgCO3 CaCO3 中中MgCO3成分或菱镁矿成分或菱镁矿MgCO3在在有足够有足够CO2的水中溶解
11、生成的水中溶解生成Mg2+离子：离子：在一般天然水中，在一般天然水中，Mg2+含量比含量比Ca2+少，两者之间随岩层少，两者之间随岩层性质和水的含盐量而变化。通常在低含盐量水中，性质和水的含盐量而变化。通常在低含盐量水中，Mg2+的含的含量约为量约为Ca2+的的1/21/4。但在高含盐量水中（含盐量大于。但在高含盐量水中（含盐量大于1000mg/L），由于钙的碳酸盐和硫酸盐的溶解度比镁小，），由于钙的碳酸盐和硫酸盐的溶解度比镁小，Ca2+离子将首先以离子将首先以CaCO3和和CaSO4沉淀析出，从而使沉淀析出，从而使Ca2+含量减少，含量减少，Mg2+含量将与含量将与Ca2+接近甚至超过接近甚
12、至超过Ca2+。在海水中，。在海水中，Mg2+含量几含量几乎比乎比Ca2+离子多倍，在阳离子中，它的含量仅次于离子多倍，在阳离子中，它的含量仅次于Na+离子。离子。本讲稿第十三页，共四十五页（）钠离子（）钠离子Na+和钾离子和钾离子K+钠盐广泛存在于自然界中，海相沉积盐中最多。钠钠盐广泛存在于自然界中，海相沉积盐中最多。钠盐溶解度都很大，当天然水流经含钠盐土壤时，便溶解盐溶解度都很大，当天然水流经含钠盐土壤时，便溶解大量大量Na+离子，所以各种天然水源中都含有离子，所以各种天然水源中都含有Na+。含。含盐量低的淡水盐量低的淡水Na+含量较低，高含盐量的苦咸水，尤含量较低，高含盐量的苦咸水，尤其
13、是海水，其是海水，Na+含量远高于其他阳离子。含量远高于其他阳离子。K+在天然在天然水中一般不多，但性质与水中一般不多，但性质与Na+相似，因此在水分析时，相似，因此在水分析时，通常以通常以Na+K+总量表示。总量表示。本讲稿第十四页，共四十五页（）铁离子（）铁离子Fe2+水中铁离子主要是水中铁离子主要是Fe2+，而，而F e3+因容易水解而生成难溶因容易水解而生成难溶3 Fe(OH)3胶体物质，所以在水中不能游离存在。胶体物质，所以在水中不能游离存在。Fe2+主要存主要存在于地下水中，地表水含量极少，因地表水中含有充足的溶解在于地下水中，地表水含量极少，因地表水中含有充足的溶解氧，当氧，当p
14、H7 左右时，铁以胶体状的左右时，铁以胶体状的 Fe(OH)3存在于水中或存在于水中或以某些高价有机铁存在。以某些高价有机铁存在。（）重碳酸根（）重碳酸根HCO3重碳酸根主要来自水中重碳酸根主要来自水中CO2 与碳酸盐或金属氧化物反应的结与碳酸盐或金属氧化物反应的结果。部分来自果。部分来自CO2本身的溶解它是一般低含盐量水中含量本身的溶解它是一般低含盐量水中含量最多的阴离子但在高含盐量的水中，最多的阴离子但在高含盐量的水中，HCO3含量在阴离子含量在阴离子中所占比例很小，因为它在中所占比例很小，因为它在CO2含量有限的情况下，易转化为含量有限的情况下，易转化为碳酸盐。碳酸盐。本讲稿第十五页，共
15、四十五页（）硫酸根（）硫酸根SO42硫酸盐在自然界分布也较广泛。当天然水流经硫酸盐硫酸盐在自然界分布也较广泛。当天然水流经硫酸盐（如石膏矿（如石膏矿CaSO4 2H2O）岩层时，便溶解出少量的硫酸根。）岩层时，便溶解出少量的硫酸根。在黄铁矿在黄铁矿FeS2 的酸性矿水中，由于下列反应：的酸性矿水中，由于下列反应：产生大量的产生大量的SO42。此外。此外,含硫有机物经氧化分解反应也会含硫有机物经氧化分解反应也会产生产生SO42。在中等含盐量的天然水中。在中等含盐量的天然水中,SO42含量较多，在低含量较多，在低含盐量或高含盐量水中偏少，这是因为硫酸盐的溶解度一般大于碳酸含盐量或高含盐量水中偏少，
16、这是因为硫酸盐的溶解度一般大于碳酸盐而小于氯化物。盐而小于氯化物。（7）氯离子）氯离子Cl氯离子是天然水中普遍存在的一种离子这是由于水流经含氯离子是天然水中普遍存在的一种离子这是由于水流经含有氯化物岩层时而溶入的。天然水中有氯化物岩层时而溶入的。天然水中Cl含量相差悬殊，因氯化物含量相差悬殊，因氯化物的溶解度都很高，所以，它通常随着水的含盐量的增加而升高在低的溶解度都很高，所以，它通常随着水的含盐量的增加而升高在低含盐量水中含盐量水中Cl含量较少；在高含盐量水中，含量较少；在高含盐量水中，Cl往往是水中主要的往往是水中主要的阴离子。阴离子。本讲稿第十六页，共四十五页2）气体杂质）气体杂质天然水
17、中的溶解气体杂质，多以低分子状态存在于天然水中的溶解气体杂质，多以低分子状态存在于水中，主要有氧气和二氧化碳气体，个别地区有时还水中，主要有氧气和二氧化碳气体，个别地区有时还会溶有少量的硫化氢和二氧化硫气体。氮气也能溶解会溶有少量的硫化氢和二氧化硫气体。氮气也能溶解于水中，但它对锅炉设备没有任何危害。于水中，但它对锅炉设备没有任何危害。本讲稿第十七页，共四十五页（）氧气（）氧气O2天然水中的天然水中的O2 主要是由大气中的氧气溶解到水中，有的也部分来自水生主要是由大气中的氧气溶解到水中，有的也部分来自水生植物的光和作用所产生的氧气。溶解在水中的氧气，简称溶解氧。植物的光和作用所产生的氧气。溶解
18、在水中的氧气，简称溶解氧。天然水的氧含量一般在天然水的氧含量一般在014 毫克毫克/升。地表水中溶解氧含量与水温、气压及升。地表水中溶解氧含量与水温、气压及水中有机物含量有关，水中有机物进行氧化分解需消耗溶解氧，如果有机物较多，水中有机物含量有关，水中有机物进行氧化分解需消耗溶解氧，如果有机物较多，耗氧速度超过从空气中补充的溶氧速度，则水中的溶解氧量将减少。受到有机物耗氧速度超过从空气中补充的溶氧速度，则水中的溶解氧量将减少。受到有机物污染严重时，水中的溶解氧甚至接近于零，这时，有机物在缺氧条件下分解，出污染严重时，水中的溶解氧甚至接近于零，这时，有机物在缺氧条件下分解，出现腐败发酵现象，使水
19、质严重恶化。地下水与空气接触较少，含氧量通常比地表现腐败发酵现象，使水质严重恶化。地下水与空气接触较少，含氧量通常比地表水少，且随着深度增加而减少，在一定深度下，地下水中溶解氧几乎为零。溶解水少，且随着深度增加而减少，在一定深度下，地下水中溶解氧几乎为零。溶解氧对金属有着强烈腐蚀作用，所以对火力发电厂来说，溶解氧是一个十分有害的氧对金属有着强烈腐蚀作用，所以对火力发电厂来说，溶解氧是一个十分有害的杂质。杂质。本讲稿第十八页，共四十五页（）二氧化碳气（）二氧化碳气CO2天然水中都含有溶解的二氧化碳气体。它的主要来源是水体天然水中都含有溶解的二氧化碳气体。它的主要来源是水体或土壤中的有机物进行生物
20、氧化时的分解产物。空气中的二氧化或土壤中的有机物进行生物氧化时的分解产物。空气中的二氧化碳也可溶于水中，但是空气中的二氧化碳所占比例只有碳也可溶于水中，但是空气中的二氧化碳所占比例只有0.030.04，相应在水中可溶的二氧化碳量只有，相应在水中可溶的二氧化碳量只有0.51 毫克毫克/升。只有升。只有海洋中的二氧化碳几乎全部是由空气中二氧化碳溶解的，所以，海洋中的二氧化碳几乎全部是由空气中二氧化碳溶解的，所以，海水中二氧化碳含量最少。海水中二氧化碳含量最少。地表水中溶解的二氧化碳，一般不会超过地表水中溶解的二氧化碳，一般不会超过2030 毫克毫克/升，地下升，地下水可含水可含1540 毫克毫克/
21、升，最大不超过升，最大不超过150 毫克毫克/升，而某些矿泉水中升，而某些矿泉水中二氧化碳含量可高达数百毫克二氧化碳含量可高达数百毫克/升。升。天然水中溶解的二氧化碳，约天然水中溶解的二氧化碳，约99呈分子状态，称为游离呈分子状态，称为游离二氧化碳。仅有二氧化碳。仅有1左右与水作用生成碳酸。这两部分的总量左右与水作用生成碳酸。这两部分的总量也称游离碳酸。含有游离二氧化碳较多的水对金属有腐蚀作用也称游离碳酸。含有游离二氧化碳较多的水对金属有腐蚀作用,同时还会加剧溶解氧对金属的腐蚀。在锅炉用水和冷却水同时还会加剧溶解氧对金属的腐蚀。在锅炉用水和冷却水 中含中含有二氧化碳具有较大的危害。有二氧化碳具
22、有较大的危害。本讲稿第十九页，共四十五页（3）硫化氢气）硫化氢气H2S天然水中的硫化氢气体是由含硫蛋白质在水中的分天然水中的硫化氢气体是由含硫蛋白质在水中的分解，水中硫酸盐类的还原和火山爆发喷射所产生的。解，水中硫酸盐类的还原和火山爆发喷射所产生的。硫化氢易氧化，只能在缺氧的条件下存在，同时因空硫化氢易氧化，只能在缺氧的条件下存在，同时因空气中硫化氢的分压极低，水中硫化氢极易逸出，气中硫化氢的分压极低，水中硫化氢极易逸出，因此地表水含量极微，甚至为零。地下水相对含量较高，因此地表水含量极微，甚至为零。地下水相对含量较高，尤其是深层地下水。尤其是深层地下水。本讲稿第二十页，共四十五页天然水中的离
23、子按其含量而可为三类，如表天然水中的离子按其含量而可为三类，如表11，其中含量最高的第，其中含量最高的第I类离子是水处理类离子是水处理过程中需要净化的主要对象。过程中需要净化的主要对象。本讲稿第二十一页，共四十五页二、天然水的分类二、天然水的分类天天然然水水的的分分类类方方法法很很多多，按按总总硬硬度度（1/2 1/2 CaCa2+2+1/2Mg+1/2Mg2+2+）的的大大小小，可可分分为为 极极 软软 水水（硬硬 度度 在在 1.0mmol/L1.0mmol/L以以 下下）、软软 水水（硬硬 度度 在在1.03.0mmol/L1.03.0mmol/L）、中中等等硬硬度度水水（硬硬度度在在3
24、.06.0mmol/L3.06.0mmol/L）、硬硬水水（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）。按按含含盐盐量量的的高高低低，可可分分为为低低含含盐盐量量水水（含含盐盐量量在在200mg/L200mg/L以以下下）、中中等等含含盐盐量量 水水（含含 盐盐 量量 在在 200mg/L500mg/L200mg/L500mg/L）、较较 高高 含含 盐盐 量量 水水（含含 盐盐 量量 在在500mg/L1000mg/L500mg/L1000mg/L）、高含盐量水（含盐量在）、高含盐量水（
25、含盐量在1000mg/L1000mg/L以上）。以上）。按按硬硬度度和和碱碱度度的的关关系系，可可分分为为碱碱性性水水（碱碱度度大大于于硬硬度度）和和非非碱碱性性水水（碱碱度度小小于于硬硬度度）两两类类。非非碱碱性性水水又又可可分分为为钙钙硬硬水水（1/2 1/2 CaCa2+2+碱碱度度）和和镁镁硬硬水水（1/2Ca1/2Ca2+2+碱度。碱度。本讲稿第二十二页，共四十五页第第2节电厂用水的水质指标节电厂用水的水质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：一一种种是是表表示示水水中中所所含含有有的的离离子子或或分分子子来来表表示示，如如钠钠离离子子、
26、氯氯离离子子、磷磷酸酸根根离离子子、溶溶解解氧氧等等等等,一一般般称称为为水质指标水质指标。另另一一种种则则并并不不代代表表某某种种单单纯纯的的物物质质，而而是是表表示示某某些些化化合物的组合合物的组合 或表征某种特性。或表征某种特性。如如硬硬度度、碱碱度度、溶溶解解固固形形物物、电电导导率率等等，这这种种指指标标是是由由于于技技术术上上的的需需要要而而拟拟定定的的。故故称称为为技技术术指指标标。在实际中有时不加区分。在实际中有时不加区分。本讲稿第二十三页，共四十五页电厂用水的技术指标电厂用水的技术指标本讲稿第二十四页，共四十五页一、表征水中悬浮物及胶体的指标一、表征水中悬浮物及胶体的指标1、
27、悬浮物、悬浮物水中悬浮物是各种水处理工艺中都需监督的项目。悬水中悬浮物是各种水处理工艺中都需监督的项目。悬浮物的含量可以用重量分析法来测定，但此法需要将水过浮物的含量可以用重量分析法来测定，但此法需要将水过滤，滤出的悬浮物需经烘干和称量等手续，操作麻烦、准滤，滤出的悬浮物需经烘干和称量等手续，操作麻烦、准确度低，不宜用作现场运行的监督指标，所以，通常采用确度低，不宜用作现场运行的监督指标，所以，通常采用较易测量的较易测量的“浊度浊度”作为衡量悬浮物的指标。作为衡量悬浮物的指标。本讲稿第二十五页，共四十五页2、浊度、浊度浊度一般用来衡量水中悬浮物和胶体物质的大致含浊度一般用来衡量水中悬浮物和胶体
28、物质的大致含量。浊度表征溶液对光的散射性，其量。浊度表征溶液对光的散射性，其测定方法测定方法为：将样为：将样品在品在90角度下的散射光强度与用标准溶液在同样条件下角度下的散射光强度与用标准溶液在同样条件下的散射光强度相比较。此种测定常采用装有光电池的仪器的散射光强度相比较。此种测定常采用装有光电池的仪器（如激光浊度仪）来测定。（如激光浊度仪）来测定。本讲稿第二十六页，共四十五页3、透明度、透明度透明度是利用水中悬浮物和胶体物质来表征其含量透明度是利用水中悬浮物和胶体物质来表征其含量的另一种指标，即表示水透明程度的指标，单位用厘的另一种指标，即表示水透明程度的指标，单位用厘米表示。米表示。水的透
29、明度与浊度相反，水中悬浮物含量越高，其水的透明度与浊度相反，水中悬浮物含量越高，其透明度越低。透明度越低。本讲稿第二十七页，共四十五页二、表征水中溶解盐类的指标二、表征水中溶解盐类的指标1、含盐量、含盐量含盐量表示水中溶解盐类的总和，它可通过水质含盐量表示水中溶解盐类的总和，它可通过水质全分析后将阴、阳离子全部相加而得。全分析后将阴、阳离子全部相加而得。含盐量有含盐量有两种表示方法两种表示方法：其一是摩尔表示法，即：其一是摩尔表示法，即将水中各种阳离子（或各种阴离子）均按带一个电将水中各种阳离子（或各种阴离子）均按带一个电荷的离子为一个基本单元，计算其含量荷的离子为一个基本单元，计算其含量（m
30、mol/L），然后将它们全部相加；其二是重量），然后将它们全部相加；其二是重量表示法，即将水中各种阴阳离子的含量换算成表示法，即将水中各种阴阳离子的含量换算成mg/L，然后全部相加。，然后全部相加。本讲稿第二十八页，共四十五页2、溶解固体、溶解固体溶解固体是指水中除溶解气体之外各种溶解物的溶解固体是指水中除溶解气体之外各种溶解物的总量。它除了包括全部阴、阳离子外，还应加上非离总量。它除了包括全部阴、阳离子外，还应加上非离子态的二氧化硅、铁铝氧化物和有机物的的含量。子态的二氧化硅、铁铝氧化物和有机物的的含量。本讲稿第二十九页，共四十五页3、电导率、电导率衡量水中含盐量最简便和迅速的方法是测定水衡
31、量水中含盐量最简便和迅速的方法是测定水的电导率，因为组成天然水含盐量的主要物质为离的电导率，因为组成天然水含盐量的主要物质为离子，而离子具有导电性。电导率的单位是子，而离子具有导电性。电导率的单位是S/m（S称为西，表示西门子）或称为西，表示西门子）或us/cm。一般水质的电导。一般水质的电导率较小，电导率的常用单位是率较小，电导率的常用单位是us/cm。实际测量中。实际测量中常用电导率表来测定。常用电导率表来测定。本讲稿第三十页，共四十五页三、表征水中结垢物质的指标三、表征水中结垢物质的指标表征水中结垢物质的指标是硬度。硬度是指天然水中多价阳表征水中结垢物质的指标是硬度。硬度是指天然水中多价
32、阳离子的总浓度，对天然水来说主要是钙、镁离子，故水的硬度也离子的总浓度，对天然水来说主要是钙、镁离子，故水的硬度也就表示水中钙、镁离子之和。硬度可分为以下两种：就表示水中钙、镁离子之和。硬度可分为以下两种：1、碳酸盐硬度、碳酸盐硬度 碳酸盐硬度是指水中钙、镁的碳酸氢盐、碳酸盐之和。碳酸盐硬度是指水中钙、镁的碳酸氢盐、碳酸盐之和。但由于天然水中碳酸根的含量非常少，所以一般将碳酸盐硬度看作钙、但由于天然水中碳酸根的含量非常少，所以一般将碳酸盐硬度看作钙、镁的碳酸氢盐。碳酸盐硬度又被称作暂时硬度，这是由于水长时间煮镁的碳酸氢盐。碳酸盐硬度又被称作暂时硬度，这是由于水长时间煮沸后，水中重碳酸钙和重碳酸
33、镁会分解产生碳酸钙和氢氧化镁沉淀，沸后，水中重碳酸钙和重碳酸镁会分解产生碳酸钙和氢氧化镁沉淀，使碳酸盐硬度消失，所以被称作暂时硬度。使碳酸盐硬度消失，所以被称作暂时硬度。2、非碳酸盐硬度、非碳酸盐硬度 水的总硬度和碳酸盐硬度之差是非碳酸盐硬度，水的总硬度和碳酸盐硬度之差是非碳酸盐硬度，它们是钙、镁的氯化物和硫酸盐等。它在水沸腾时不能被除去，它们是钙、镁的氯化物和硫酸盐等。它在水沸腾时不能被除去，所以又被称为永久硬度，其值近似等于非碳酸盐硬度。为了使所以又被称为永久硬度，其值近似等于非碳酸盐硬度。为了使水质满足各种用途的要求，在进行水处理前必须对水进行取样水质满足各种用途的要求，在进行水处理前必
34、须对水进行取样和分析。和分析。本讲稿第三十一页，共四十五页四、表征水中碱性物质的指标四、表征水中碱性物质的指标表征水中碱性物质的指标是碱度。水的碱度是指表征水中碱性物质的指标是碱度。水的碱度是指水中含有能接受氢离子物质的量。水中含有能接受氢离子物质的量。天然水中碱度主要天然水中碱度主要由重碳酸根所组成由重碳酸根所组成。本讲稿第三十二页，共四十五页碱度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，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这时所用的标准溶液是HCI或或H2SO4溶液，酸与各种碱度离子的三个反应是：溶液，酸与各
35、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。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成。称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成。称(JD甲甲)为为全全碱度碱度。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，再加甲基橙指示剂继续滴至终点加甲基橙指示剂继续滴至终点pH值为值为4.2。此
36、时的总碱度应为。此时的总碱度应为(JD全全)=(JD)酚酚+(JD)甲。甲。本讲稿第三十三页，共四十五页当用当用酚酞作指示剂酚酞作指示剂时，终点时，终点pH为为8.18.3，水中，水中的氢氧根被中和成水，碳酸根中和成碳酸氢根，用酚的氢氧根被中和成水，碳酸根中和成碳酸氢根，用酚酞作指示剂时测得的碱度称为酚酞碱度（酞作指示剂时测得的碱度称为酚酞碱度（PA）。）。当用当用甲基橙作指示剂甲基橙作指示剂时，终点时，终点pH为为4.34.5，水中，水中氢氧根中和成水、碳酸根和碳酸氢根中和成碳酸，氢氧根中和成水、碳酸根和碳酸氢根中和成碳酸，用甲基橙作指示剂时测得的碱度称为甲基橙碱度用甲基橙作指示剂时测得的碱
37、度称为甲基橙碱度（MA）。通过；酚酞碱度（）。通过；酚酞碱度（PA）和甲基橙碱度）和甲基橙碱度（MA）可算出水中氢氧根、碳酸根和碳酸氢根的）可算出水中氢氧根、碳酸根和碳酸氢根的含量。含量。本讲稿第三十四页，共四十五页五、表征水中酸性物质的指标五、表征水中酸性物质的指标表征水中酸性物质的指标是酸度。表征水中酸性物质的指标是酸度。酸度表示水中能接受氢氧根离子的一类物质的量，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HCI、
38、H2SO4。及碳酸。及碳酸H2CO3。本讲稿第三十五页，共四十五页硬度与碱度间的关系硬度与碱度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、镁离子这种水称为非碱性水，钙、镁离子将首先与将首先与HCO3形成碳酸盐硬度（形成碳酸盐硬度（YDT），剩余硬），剩余硬度离子即钙镁离子与度离子即钙镁离子与SO42、CI等其它阴离子形成非等其它阴离子形成非碳酸盐硬度（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形成碳酸盐硬度。既没有非碳酸盐硬度也没有形成碳酸盐硬度。既没有非碳酸盐硬度也没有剩余碱度。剩余碱度。硬度小于碱度
39、：硬度小于碱度：在这种碱性水中，硬度将全部形成在这种碱性水中，硬度将全部形成碳酸盐硬度，剩余的碱度则与碳酸盐硬度，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，此时无非碳酸盐硬度。）称为负硬度，此时无非碳酸盐硬度。本讲稿第三十六页，共四十五页六、表征水中有机物的指标六、表征水中有机物的指标水中有机物的组成复杂，不论是对某些有机物的量还是水中有机物的组成复杂，不论是对某些有机物的量还是对有机物的总量都难以测定，因此采用了各种相对表示有对有机物的总量都难以测定，因此采用了各种相对表示有机物含量的指标。机物含量的指标。1化学耗氧量（化学耗氧量（COD）化学耗氧量表示利用化学氧
40、化剂氧化有机物所需的氧量，化学耗氧量表示利用化学氧化剂氧化有机物所需的氧量，此量常用符号此量常用符号COD表示。化学氧化剂一般用重铬酸钾或表示。化学氧化剂一般用重铬酸钾或高锰酸钾。目前常用重铬酸钾作氧化剂（高锰酸钾。目前常用重铬酸钾作氧化剂（CODcr），它），它可将大部分有机物氧化，从而表示出有机物全部氧化所需可将大部分有机物氧化，从而表示出有机物全部氧化所需的氧量，从而可大致表示水中的有机物的含量。的氧量，从而可大致表示水中的有机物的含量。本讲稿第三十七页，共四十五页2生物需氧量（生物需氧量（BOD）生物需氧量表示用微生物氧化水中有机物所消耗的氧量。生物需氧量表示用微生物氧化水中有机物所消
41、耗的氧量。在氧化的第一阶段中，主要是有机物转化成二氧化碳、水在氧化的第一阶段中，主要是有机物转化成二氧化碳、水和氨；第二阶段主要是氨转化成硝酸根和亚硝酸根。和氨；第二阶段主要是氨转化成硝酸根和亚硝酸根。测定方法一般分为两种：测定方法一般分为两种：BOD5和和BOD21。目前常以。目前常以20和黑暗条件下用微生物氧化有机物和黑暗条件下用微生物氧化有机物5天所需的氧量天所需的氧量进行测定，以进行测定，以BOD5来表示。来表示。本讲稿第三十八页，共四十五页七、表征水中硅酸化合物的指标七、表征水中硅酸化合物的指标表征水中硅酸化合物的指标是活性硅和全硅。表征水中硅酸化合物的指标是活性硅和全硅。本讲稿第三
42、十九页，共四十五页 1.蒸汽蒸汽（1）为为了了防防止止蒸蒸汽汽通通流流部部分分，特特别别是是汽汽轮轮机机内内积积盐盐，必必须须对对锅锅炉炉蒸蒸汽汽汽汽质质进进行行监监督督。饱饱和和蒸蒸汽汽和和过过热蒸汽应同时监督的原因是：热蒸汽应同时监督的原因是：便便于于检检查查蒸蒸汽汽汽汽质质劣劣化化的的原原因因。例例如如，饱饱和和蒸蒸汽汽汽汽质质较较好好，而而过过热热蒸蒸汽汽汽汽质质不不良良，表表明明蒸蒸汽汽在在减减温器内被污染。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）由由于于钠钠盐盐和和硅硅酸酸往往往往是是蒸蒸汽汽携携带带的的主主要要杂
43、杂质质，所所以以对对钠钠和和硅硅含含量量的的监监测测是是监监督督蒸蒸汽汽品品质质的的主主要要指标。指标。（3）电电导导率率的的测测定定，操操作作简简便便、灵灵敏敏度度高高，因因此此高高压压以以上上的的锅锅炉炉为为了了及及时时掌掌握握蒸蒸汽汽中中的的含含盐盐量量，常常将将蒸蒸汽汽经经冷冷凝凝后后通通过过氢氢离离子子交交换换柱柱，连连续续测测定定其其电电导导率率的的大大小小，从从而而反反映映出出蒸蒸汽汽含含盐盐量量的的状状况况。采采用用氢氢离离子子交交换换后后的的电电导导率率而而不不采采用用总总电电导导率率，是是为为了了避避免免蒸蒸汽汽中中氨氨的的干扰（对凝结水电导率测定也是如此）。干扰（对凝结水
44、电导率测定也是如此）。第三节水、汽质量标准的控制指标说明第三节水、汽质量标准的控制指标说明本讲稿第四十页，共四十五页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：义如下：（1）硬度）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。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。制给水硬度。（2）油）油。由于给水中若
45、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。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，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须对给水中油质进行监督（3）溶解氧）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。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）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，。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
46、氧，并消除因给水泵不严密等异常情况时偶然漏入的氧量。并消除因给水泵不严密等异常情况时偶然漏入的氧量。本讲稿第四十一页，共四十五页（5）pH值值。为为了了防防止止给给水水系系统统腐腐蚀蚀，给给水水pH值值应应控控制制在在规规定定范范围围内内。若若给给水水pH值值在在9.2以以上上，虽虽对对防防止止钢钢材材的的腐腐蚀蚀有有利利，但但因因为为提提高高给给水水pH值值通通常常是是用用加加氨氨的的方方法法，所所以以有有时时给给水水pH值值过过高高意意味味着着水水汽汽系系统统中中氨氨含含量量较较高高，有有可可能能会会引引起起铜铜部部件件的的氨氨蚀蚀。所所以以给给水水最最佳佳pH值值应应以以保保证证热热力力
47、系系统统铁铁、铜铜腐腐蚀蚀产产物物最最少少为为原则。原则。（6）铁铁和和铜铜。为为了了防防止止炉炉中中产产生生铁铁垢垢和和铜铜垢垢，必必严严格格监监督督给给水水中中的的铁铁和和铜铜含含量量。另另外，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。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）钠钠、硅硅、电电导导率率。为为了了在在锅锅炉炉排排污污率率不不超超过过规规定定值值的的情情况况下下，保保证证锅锅水水中中的的钠钠、硅硅、电导率不超过允许值，应监督和控制给水中的钠、硅电导率不超过允许值，应监督和控制给水中的钠、硅、电导率。、电导率。本讲稿第四十二页，共
48、四十五页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）硬硬度度。由由于于凝凝汽汽器器泄泄漏漏时时会会造造成成凝凝结结水水中中硬硬度度含含量量升升高高，并并导导致致给给水水硬硬度度不不合合格格，所所以应对凝结水硬度进行监督。以应对凝结水硬度进行监督。（2）溶溶解解氧氧。在在凝凝汽汽器器和和凝凝结结水水泵泵不不严严密密处处漏漏入入空空气气，是是凝凝结结水水增增高高的的原原因因。凝凝结结水水含含量量较较大大时时，易易引引起起凝凝结结水水系系统统腐腐蚀蚀，还还会会使使随随凝凝结结水水进进入入给给水水的的腐腐蚀蚀产产物物增增多多，影响给水水质，所
49、以应监督凝结水中的溶解氧。影响给水水质，所以应监督凝结水中的溶解氧。（3）电电导导率率。为为了了能能及及时时发发现现凝凝汽汽器器的的泄泄漏漏，测测定定凝凝结结水水的的电电导导率率是是最最方方便便的的方法。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。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）含含钠钠量量。由由于于钠钠度度计计比比电电导导率率仪仪更更为为灵灵敏敏，因因此此监监凝凝结结水水含含钠钠量量可可迅迅速速及及时时地地发发现现凝凝汽汽器微小的泄漏。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
50、作冷却水或冷却水含盐量较高时，此法尤为适用。本讲稿第四十三页，共四十五页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。锅水质量标准中各项指标监测意义如下：水质量标准中各项指标监测意义如下：（1）pH值值。锅水的。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；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，才能生成容易排值足够高的条件下，才能生成容易排除的水渣，从而较好