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1、锅炉用水水质分析指标及锅炉用水水质分析指标及水质校核概述水质校核概述1内内 容容第一节第一节天然水的特点及我国天然水的分布天然水的特点及我国天然水的分布 第二节第二节水质分析指标概述水质分析指标概述第三节第三节 水质分析指标间的关系与水质校核水质分析指标间的关系与水质校核第四节第四节 锅炉用水概述锅炉用水概述第五节第五节水质不良对锅炉的危害水质不良对锅炉的危害 第六节第六节 锅炉各项水汽指标监测意义锅炉各项水汽指标监测意义2水是世界上分布最广的物质，几乎占据着地地球球表表面面的的四四分之三分之三，构成了洋、江、海、湖；水在自然界中是不断循环的。水在自然界循环的运动中是一种溶解能力很强的溶溶剂剂
2、，能溶解大气中、地表面和地下岩层里边的许多物质，从而使天然水中不同程度地含有各种杂质。水是人们日常生活与工业部门的生产过程中不可缺少的物质。由于水的用途不同，人们对水提出了各种不同的水质标准。3一、天然水的特点一、天然水的特点天然水中，雨、雪最为纯净。但在下降过程中与大气中混有的各种杂质相遇，如氧、二氧化碳、氮、硫化氢和灰尘等，使水质受到污染。(一一)大气降水大气降水大大气气降降水水是指大气圈中的水蒸气和由水蒸气冷凝并处于高度分散状态的细小水滴，它除含含有O2、CO2、N2及一些惰性气体外，还含有还含有少量的离子组分。大气降水的硬度一般不大于70100mol/L，含盐量一般不大于4050mg/
3、L。这种天然水体虽然纯度较高，适宜作为锅炉用水的水源，但难以收集，不能采用。4(二二)江河水江河水江河水易受自然条件影响，是水源中最为活跃的部分，其化学组分具有多样性与易变性多样性与易变性。通常，河水中悬浮物和胶体杂质含量较多，浊度高于地下水。各地区江河水的浊度相差很大。甚至同一条河流的化学组分在冬季与夏季冬季与夏季、晴天和晴天和雨天可能有很大的变化，在上游与下游也有很大差异，浊度雨天可能有很大的变化，在上游与下游也有很大差异，浊度也相差很大。也相差很大。江河水的含盐量及硬度较低，含盐量一般在50500mg/L。江河水最大的缺点是易受工业废水、生活污水及其它各种人为污染，因而水的色、臭、味变化
4、大，有毒或有害物质大量进入水体。水温不稳定，夏季常不能满足工业用水要求。5(三三)湖泊及水库水湖泊及水库水湖泊及水库水主要由河水补给，水质与河水类似。但由于湖水流动性小，储存时间长，经过长期自然沉淀，浊度较低，只有在风浪时浊度上升。水的流动性小，透明度高，湖水一般含藻类较多，使水产生色、臭、味。因为湖水进出水交替缓慢，停留时间比河水长，当含有较多的氮与磷时，就会使湖水富营养化。 由于湖水不断得到补给，又不断蒸发，故含盐量往往比河水高。按含盐量分，有淡水湖、微咸水湖和咸水湖，前两种基本上可作为工业用水水源6(四四)地下水地下水水在地层渗透过程中，悬浮物和胶体己悬浮物和胶体己基本或大部分除掉，水质
5、清澈，且水源不易受到外界污染和气温影响，因而水质较稳定。 由于地下水流经岩层时，溶解了各种可溶性物质溶解了各种可溶性物质，故水故水的含盐量通常高于地表水的含盐量通常高于地表水(海水除外海水除外)。各地区地下水含盐量大部分在200500mg/L之间。 地下水在地层中不能通畅流动，溶解氧量很少。如果有机物在土壤中较多，把氧气消耗于生物后，就会进行厌氧分解，产生CO2、H2S等气体溶于水中，使水具有还原性。还原性的水可以溶解一些金属如铁、锰等，故地下水含铁、锰比地表水高。地下水水质情况变化较大，以地下水作为锅炉用水的水源时，地下水水质情况变化较大，以地下水作为锅炉用水的水源时，其水质情况常随供水水源
6、的改变而改变。其水质情况常随供水水源的改变而改变。7不同的水源有着各自的特征：不同的水源有着各自的特征：江河水江河水由于水温和水质极不稳定，其水质随季节变化大，悬浮物和胶体杂质含量高，溶解氧高且游离的二氧化碳含量高，含盐量及硬度都较低。 地下水地下水通常悬浮物和胶体杂质及细菌较少，水质和水温比较稳定，溶解氧低而游离的二氧化碳含量高，含盐量及硬度都较高，通常含有Fe2+、Mn2+等离子。 湖水湖水则与流动的河水不同，微生物的影响比较明显。从而影响到某些化学成分(pH值、CO2、铁、含盐量等)发生较大的变化。 海水海水由于长时期的蒸发浓缩作用，含有大量的溶解盐类，通常高达3.5。所含盐类以氯化钠和
7、硫酸镁为主由于我国幅员辽阔，地质与气候条件复杂，使水质相差悬殊。 在确定锅炉用水水源时，摸清水源水质及受外界影响的情况是相当重要的。 8二、我国天然水分布的特点二、我国天然水分布的特点我国年均降雨量为648.2mm(19561976年平均值)，水资源总量为2.81421012m3年。其中河川年径流量为2.71151012m3年。年径流量约占全球的5.8，居世界第六位。由于我国大部分降雨的来源是太平洋，所以形成东南多雨而西北较干旱的特点，大部地区的降雨集中在夏秋两季，而各年的变化较大，容易引起旱涝。9内内 容容第一节第一节天然水的特点及我国天然水的分布天然水的特点及我国天然水的分布 第二节第二节
8、水质分析指标概述水质分析指标概述第三节第三节 水质分析指标间的关系与水质校核水质分析指标间的关系与水质校核第四节第四节 锅炉用水概述锅炉用水概述第五节第五节水质不良对锅炉的危害水质不良对锅炉的危害 第六节第六节 锅炉各项水汽指标监测意义锅炉各项水汽指标监测意义10第二节第二节水质分析指标概述水质分析指标概述天然水中杂质的种类很多，但在一般情况下，它们都是由一些常见元素组成的酸、碱、盐之类的化合物，只有少量是呈单质或复杂化合物的形态。我们通常按这些杂质的分散态进行分类，水中杂质分类如下表。11粒径粒径(mm)10-710-610-510-410-310-210-1110分散分散体系体系真溶液真溶
9、液胶体溶液胶体溶液悬浮液悬浮液外外观观透透明明光照下浑浊光照下浑浊浑浑浊浊肉眼可见肉眼可见观测观测工具工具电子显微镜电子显微镜显微镜显微镜运动运动特点特点布朗运动布朗运动重力沉降重力沉降常用常用处理处理法法离子交换离子交换超滤超滤精密精密过滤过滤自然沉降与过滤自然沉降与过滤电渗析电渗析混凝、澄清与过滤混凝、澄清与过滤反渗透反渗透12根据此种分类法，天然水中的杂质可相应地分成悬浮物、胶体和溶解物质。以下介绍这些物质的概况。一、一、悬浮物悬浮物悬浮物的颗粒较大，一般在10- -4mm以上。所以，它们在水中是不稳定的，在重力或浮力的作用下易于分离出来。比水重的悬浮物，如沙子和粘土之类的无机化合物，当
10、水静置时或流速较慢时会下沉；比水轻的悬浮物，如动植物生存过程中产生的物质或死亡后腐败的产物，当水静置时会上浮。13二、胶体二、胶体胶体是指颗粒直径约为10-610-4mm之间的微粒。胶体颗粒在水中有布朗运动，它们不能靠静置的方法自水中分离出来。而且，胶体表面常因带电荷，使同类胶体之间存在同性电荷的斥力，不易相互粘合成较大的颗粒，所以，胶体的水溶液比较稳定。胶体大都是由许多不溶于水的分子所组成的集合体。有些溶于水的高分子化合物也被看作胶体，因为它们的分子较大，具有与胶体相同的性质。在天然水中，属于前一种胶体的主要是铁、铝和硅的化合物。属于后一种的多是因动植物腐烂而成的有机胶体，其中主要是腐殖质。
11、14三、溶解物质三、溶解物质溶解物质是指颗粒直径小于小于l0-6mm的微粒，它们大都以离子或溶解的气体状态存在于水中，现概述如下。(一一)离子态杂质离子态杂质 天然水中含有的离子种类甚多，但在一般的情况下，它们总是一些常见的离子。如按含量多少来分，可以将这些离子归纳下表中的三类。其中第一类杂质的含量常最多，是工业水处理中需要净化的主要离子。下面重点介绍天然水中主要离子的来源。15161钙离子(Ca2+)钙离子是大多数天然淡水的主要阳离子，是火成岩、变质岩和沉积岩的基本组分。当水与这些矿物质接触时，这些矿物质会慢慢溶解，使水中含有钙离子，如石灰石(CaCO3)和石膏(CaSO42H2O)的溶解。
12、CaCO3在水中的溶解度虽然很小，但当水中含有游离的CO2时，CaCO3被转化为较易溶解的Ca(HCO2)2而易于溶解水中，其反应为：CaCO3+CO2+H2OCa2+2HCO3-(1)CaSO42H2OCa2+2H2O+SO42-(2)地下水中Ca2+的浓度一般比地表水高。172镁离子(Mg2+)镁离子几乎存在于所有的天然水中，是火成岩镁矿物和次生矿及沉积岩的典型组分。当水遇到这些矿物质时，镁离子进入水中。如，MgCO3会被游离的CO2溶解，其反应为：MgCO3+CO2+H2OMg2+2HCO3-(3) 一般，在天然水Mg2+的含量较Ca2+小，很少见到以Mg2+为主要阳离子的天然水体。在淡
13、水中Ca2+是主要阳离子，在咸水中Na+是主要阳离子。在大多数天然水体中，Mg2+的含量一般在l40mg/L。183钠离子(Na+)钠主要存在于火成岩的风化产物和蒸发岩中，钠几乎占地壳矿物组分的25，其中以钠长石中的含量最高。这些矿物在风化过程中易于分解，释放出Na+，大部分钠盐的溶解度很高，所以，在自然环境中一般不存在Na+的沉淀反应，也就不存在使水中钠离子含量降低的情况。Na+在水中的含量在不同条件下相差非常悬殊，在高含盐量的水中，Na+是主要阳离子，如海水中Na+含量按重量计占全部阳离子的81。194钾离子(K+)在天然水中K+的含量远远低于Na+，一般为Na+含量的410。由于含钾的矿
14、物比含钠的矿物抗风化能力大，所以，Na+容易转移到天然水中来，而钾则不易从硅酸矿物中释放出来，即使释放出来也会迅速结合于粘土矿物中。K+在一般天然水中的含量不高，而且化学性质与相似，其含量约是Na+的1/7。在水质分析中常以(Na+K+)之和表示它们的含量，并取其加权平均值25作为两者的摩尔系数。205亚铁离子（Fe2+)在天然水中除了以上四种阳离子之外，在一部分地下水，中还含有Fe2+。当含有CO2的水与菱铁矿FeSO4或FeO的地层接触时，发生以下化学反应：FeSO4Fe2+SO42-FeO+2CO2+H2OFe2+2HCO3- 从而使地下水中含有一定数量的二价铁离子。Fe2+在地表水中含
15、量很小，因为地下水暴露大气后Fe2+很快被水中氧氧化成Fe3+，进而形成难溶于水的Fe(OH)3胶体沉淀出来。216碳酸氢根离子(HCO3-)和碳酸根离子(CO32-)HCO3-是淡水的主要成分，它主要来源于碳酸矿物质的溶解。HCO3-的含量也与水中CO2的含量有关。 水中CO32-含量与H+成反比，计算表明，当水的pH8.3时，CO32-的含量也很少了，即在酸性与中性条件下不存在CO32-。227硫酸根离子(SO42-)硫不是地壳矿物的主要成分，但它常以还原态金属硫化物的形式广泛分布在火成岩中。当硫化物与含氧的天然水接触时，硫元素被氧化成SO42-。火山喷出的SO2和地下泉水中的H2S也可被
16、水中氧氧化成SO42-。另外，沉积岩中的无水石膏(CaSO4)和有水石膏(CaSO43H2O，CaSO45H2O)都是天然水中SO42-的主要来源。含有硫的动植物残体分解也会增加水中SO42-的含量。硫酸根在天然水中的含量是居中的阴离子，在一般的天然水中，HCO3-SO42-C1-。在含有Na2SO4、MgSO4的天然咸水中，SO42-的含量可高达10000mg/L。238氯根(C1-)氯离子也不是地壳矿物中的主要成分，在火成岩的含氯矿物中主要是方钠石Na8C12(A1SiO4)6和氯磷灰石Ca6(PO4)2C13，所以火成岩中的氯不会使正常循环的天然水体中含有很高的氯离子。氯离子几乎存在于所
17、有的天然水中，但其含量相差很大。在某些河水中只有几mg/L，而在海水中却高达几十g/L。由于氯化物的溶解度大，又不参与水中任何氧化还原反应，也不与其它阳离子生成络合物及不被矿物表面大量吸附，所以氯离子在水中的化学行为最为简单。249硅(Si)硅(SiO2)是火成岩和变质岩中大部分矿物的基本结构单元，也是天然水中硅化物的基本结构单元。 在锅炉水处理中，水中的硅均以SiO2表示。由于硅化物在锅炉的金属表面上或者在汽轮机的叶片上形成沉积物后，非常难以清除，所以成为锅炉水处理中的重点清除对象。25(二二)溶解气体溶解气体天然水中常见的溶解气体有氧(O2)和二氧化碳(CO2)，有时还有硫化氢(H2S)、
18、二氧化硫(SO2)和氨(NH3)等。天然水中O2的主要来源是大气中的O2的溶解。地下水因不与大气相接触，氧的含量一般较少；而地表水的氧含量，因来源的不同而有较大的差别，天然水的氧含天然水的氧含量一般在量一般在014mg/L之间。之间。天然水中CO2的主要来源为水中或泥土中有机物的分解和氧化，也有因地层深处进行的地质过程而生成的。地表水的CO2含量常不超过2030mg/L，地下水的CO2含量有时很高，有时达到几百mg/L。26(三三)微生物微生物 在天然水中还有许多微生物，其中属于植物界的有细菌类、藻类和真菌类；属于动物界的有鞭毛虫、病毒等原生动物。另外，还有属于高等植物的苔类和属于后生动物的轮
19、虫、绦虫、虾等。27内内 容容第一节第一节天然水的特点及我国天然水的分布天然水的特点及我国天然水的分布 第二节第二节水质分析指标概述水质分析指标概述第三节第三节 水质分析指标间的关系与水质校核水质分析指标间的关系与水质校核第四节第四节 锅炉用水概述锅炉用水概述第五节第五节水质不良对锅炉的危害水质不良对锅炉的危害 第六节第六节 锅炉各项水汽指标监测意义锅炉各项水汽指标监测意义28第三节第三节水质分析指标间的关系与水质校核水质分析指标间的关系与水质校核 某些水质指标之间存在一定的制约关系，掌握此种关系，有利于解决下列问题：审查水质分析结果是否合理；推测溶液中阴阳离子可能形成的假想化合物；推算溶液中
20、某种成分的含量。29一、阳离子与阴离子之间的关系一、阳离子与阴离子之间的关系 根据物质电中性的原则，正负电荷的总数相等。因此，水中各种阳离子与各种阴离子根据一价基本单元相等的原则，有如下关系式：C阳C阴式中: C阳 一价基本单元各种阳离子浓度的总和，mmolLC阴 一价基本单元各种阴离子浓度的总和，mmolL由上式可以验算水质分析中阴、阳离子含量是否正确30二、含盐量与溶解固形物之间的关系二、含盐量与溶解固形物之间的关系含盐量是指水中各种阴、阳离子质量浓度的总和(mgL)，它可以比较正确地表示水中的溶解杂质。在通常情况下，溶解固形物是表示含盐量的指标。但由于实验操作上的原因，实际上溶解固形物与
21、含盐量并不相等，产生差别的主要原因：一是在过滤操作中，不属于溶解盐类的杂质如硅胶、铁铝氧化物及水溶性有机物等都能穿透滤纸而进入到水样中；二是在水样受热烘干时，水中的重碳酸根发生如下反应：2HCO3-CO32-+CO2+H2O由于2HCO3-变成CO2和H2O挥发而损失，故含盐量与溶解固形物存在差别。溶解固体与含盐量有下列关系：溶解固形物含盐量-12HCO3-+SiO2+R2O3十灼烧减少固体31含盐量与溶解固形物的校核按以下公式计算：含盐量与溶解固形物的校核按以下公式计算：32三、硬度与碱度的关系三、硬度与碱度的关系硬度是表示水中Ca2+、Mg2+等金属离子的含量；碱度是表示水OH-、CO32
22、-、HCO3-中等阴离子的含量。在水溶液中硬度与碱度的成分都是以离子状态单独存在的，但出于判断水质及选择水处理工艺的需要，有时将它们组成假想的化合物。(一一)假想化合物的组成次序假想化合物的组成次序假想化合物组成原则是根据水体在蒸发浓缩时，阴、阳离子形成化合物的溶解度由小到大的次序先后组合的。阳离子按Ca2+、Mg2+、Na+K+的次序排列；阴离子按HCO3-、SO42-、Cl-的次序排列。即首先组成假想化合物是Ca2+、Mg2+与HCO3-组成Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2，原因是当水体受热时，它们容易转化成难溶的沉淀物CaCO3和Mg(OH)2，然后剩余的组成依次组合33(二二)水
23、中硬度与碱度的关系水中硬度与碱度的关系1碱度硬度(以H+物质的量浓度计)当水中Ca2+、Mg2+与水中HCO3-结合生成Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2后，同时还存在Na+、K+的碳酸氢盐，但没有非碳酸氢盐存在。此时，碱度减去硬度所得的差等于Na+、K+的碳酸氢盐。这部分多出的Na+、K+的碳酸氢盐碱度即所谓过剩碱度亦称为负硬度。2碱度硬度(以H+物质的量浓度计)当水中Ca2+、Mg2+完全与水中HCO3-结合生成Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2，无Na+、K+的碳酸氢盐，也没有非碳酸氢盐存在时，水中碱度与硬度相等。343碱度硬度(以H+物质的量浓度计)此时有两种情况：一种是1/2
24、Ca2+HCO3-的钙硬水，此时水中有非碳酸盐硬度CaSO4、MgSO4存在，但没有镁的碳酸盐硬度Mg(HCO3)2另一种是1/2Ca2+HCO3-的镁硬水，水中有镁的碳酸度Mg(HCO3)2存在，但没有钙的非碳酸盐硬度存在，而有镁的非碳酸盐硬度MgSO4的存在。但上述两种情况，无论是那种，水中都有非碳酸盐硬度存在，而没有Na+、K+的碳酸氢盐存在。35(三三)碱性水与非碱性水碱性水与非碱性水天然水根据硬度与碱度之间的关系又可分为碱性水与非碱性水。1碱性水碱度大于硬度(JDYD)的水，称为碱性水，下表这种水组成假想化合物的图解：Ca2+Mg2+Na+K+HCO3-SO42-Cl-Ca(HCO3
25、)2Mg(HCO3)2NaHCO3KHCO3362非碱性水硬度大于碱度(YDJD)的水，称为非碱性水。在这种水中，除有碱性硬度外，还有非碱性硬度，没有过剩碱度。根据水中Ca2+、Mg2+与HCO3-与的组合情况，又将非碱性水分为钙硬水与镁硬水如图3-1-3所示。Ca2+Mg2+Na+K+HCO3-SO42-Cl-Ca(HCO3)2CaSO4MgSO4 （a）37Ca2+Mg2+Na+K+HCO3-SO42-Cl-Ca(HCO3)2Mg(HCO3)2MgSO4(b)表3-1-3非碱性水图解示意(a)钙硬水；(b)镁硬水38例某天然水的水质分析结果如下：HCO3-=2.5mmolL，1/2SO42
26、-+C1-=1.0mmolL，1/2Ca2+=1.8mmolL，1/2Mg2+=0.5mmo1L，其余为Na+K+。(1)求该天然水中Na+K+等于多少mmol/L?(2)指出该天然水的碱度、过剩碱度、碳酸盐硬度、的非碳酸盐硬度各为多少?(3)按水处理工艺分类，此水属什么类型的水?解：(1)根据C阴C阳Na+K+(HCO3-+1/2 SO42-+C1-)-(1/2 Ca2+1/2 Mg2+)(2.5+1.0)-(1.8+0.5)1.2mmolL(2)碱度(JD)2.5mmolL硬度(YDT)1.8+0.52.3mmolL过剩碱度2.52.30.2mmolL非碳酸盐硬度(YDF)0(3)因JDY
27、DT0.20故此水为碱性水39四、碳酸化合物的存在形态与四、碳酸化合物的存在形态与pH值的关系值的关系水中碳酸化合物通常有以下四四种种形形式式：溶于水的气体二氧化碳(CO2)；分子态碳酸(H2CO3)；碳酸氢根(HCO3-)及碳酸根(CO32-)。在在水水溶溶液液中中，这这四四种种碳碳酸酸化化合物之间有下列几种化学平衡合物之间有下列几种化学平衡：CO2+H2OH2CO3H2CO3H+HCO3-HCO3-H+CO32-若把上述平衡式综合起来可以得到：CO2+H2OH2CO3H+HCO3- 2H+CO32-40利用上述关系式解决有关碳酸化合物的问题是有困难的，因为在进行水分析时，不能区分水中的CO
28、2和H2CO3，用酸碱滴定测得的游离的二氧化碳是二者之和(可表示成CO2*)。但实际上CO2的形态占最主要的位置，而H2CO3的形态只占分子状态碳酸总量的1以下，故把水中溶解的气体CO2的含量作为游离碳酸的总量，不至于引起过大的误差，即分析中可以用CO2或H2CO3代替游离碳酸的总量。注：CO2*表示溶解在水中的二氧化碳浓度41碳酸为二元弱酸，可进行分级电离。不同温度下有着不同的电离平衡常数，如在25时的平衡常数值为：K1=(4.4510-7)K2=(4.6910-11)式中:K1H2CO3的一级电离常数；K2H2CO3的二级电离常数；表示相应的物质的浓度，mol/L； f1、f2分别表示1价
29、和2价离子的活度系数。42pH、HCO3-和和CO2*的关系的关系对于H2CO3的一级电离常数K1的表达式，用CO2*代替H2CO3时，将两边都取对数，并加以整理，则得：pHpK1+1gHCO3-1gCO2*十1gf1(12-10)对于稀溶液，f11，1gf10，Pk16.35，故：pH6.35+1gHCO3-1gCO2*(12-11)对于天然淡水来说，上式是一个很重要的关系式，因为这些水大都是碳酸盐型。而且，由于这类水的pH值一般都在8以下，水中HCO3-的浓度实际上就是水的碱度(JD)，于是上式变成：pH6.35+1gJD-1gCO2*(12-12)此式指出了在淡水中，pH、JD和CO2*
30、三者之间的关系。利用该式可以校核水质分析报告中pH值，由上式计算出的pH值与实测值比较，相差应小于0.243水中碳酸盐平衡图水中碳酸盐平衡图44v由图可以看出，在低pH时，只有CO2 + HCO3-；在高pH时，只有CO32-；当pH在8.31左右时， HCO3-占绝对优势。因此，水中碳酸的平衡与pH有着密切的关系，在一定的pH条件下，三种碳酸存在形式将处于一定的平衡关系45五、总溶解固体量（五、总溶解固体量（TDS）与电导率之间的关系）与电导率之间的关系总溶解固体量在505000之间时，可以用以下经验公式近似校核电导率或反算TDS46内内 容容第一节第一节天然水的特点及我国天然水的分布天然水
31、的特点及我国天然水的分布 第二节第二节水质分析指标概述水质分析指标概述第三节第三节 水质分析指标间的关系与水质校核水质分析指标间的关系与水质校核第四节第四节 锅炉用水概述锅炉用水概述第五节第五节水质不良对锅炉的危害水质不良对锅炉的危害 第六节第六节 锅炉各项水汽指标监测意义锅炉各项水汽指标监测意义47第四节第四节锅炉用水概述锅炉用水概述一、锅炉用水的水源一、锅炉用水的水源锅炉用水的水源主要有二种锅炉用水的水源主要有二种，一种是地表水(主要是江河水、湖水)；另一种是地下水。一般来说，地表水含盐量、硬度、碱度及C1-都比地下水低一些，而悬浮物及有机物含量又比地下水高一些。二、锅炉用水的名称二、锅炉
32、用水的名称锅炉用水根据其部位和作用不同，可分为以下几种：1原水。原水。原水就是锅炉的水源水，或称生水。原水主要来自江河水，水库水，井水和城市自来水。2给水。给水。直接进入锅炉，被锅炉蒸发或加热的水称为锅炉给水，它是由凝结水、补给水、生产返回水和疏水等组成。483生产回水。生产回水。当蒸汽或热水的热能利用之后，其凝结水或低温水应尽量回收循环使用。这部分水称为生产回水。提高给水中回水所占的比例，不仅可以改善水质，而且可以减少生产补给水的工作量，降低成本。如果蒸汽热水在生产流程中已被严重污染，那就不宜回收；4补给水。补充补给水。补充锅炉在运行中由于取样、排污、泄漏和生产等损失的一部分水，而且生产回水
33、被污染不能回收利用，或无蒸汽凝结水时，都必须补充符合水质要求的水，这部分水叫补给水。补给水是锅炉给水中除去一定量的生产回水外，补充供给的那一部分。因为锅炉给水有一定的质量要求，所以补给水一般都要经过适当水处理，根据水处理工艺的不同，补给水又可分为软化水和除盐水。5炉炉水水。在锅炉本体的蒸发系统中流动着受热的水称为炉水。496排污水。排污水。为了除去炉水中的杂质和悬浮性水渣，必须从锅炉的一定部位排放掉一部分炉水，即排污水。7 7冷却水。冷却水。锅炉在运行中因某种需要，将蒸汽冷凝用的水，称为冷却水。8 8疏水。疏水。指各种蒸汽管道和各种热力设备中的乏汽冷凝水。9 9减温水。减温水。用于调节过热器出
34、口蒸汽在允许温度范围内的水。1010饱和蒸汽。饱和蒸汽。在一定压力下水被加热至沸腾时所产生的蒸汽。1111过热蒸汽。过热蒸汽。饱和蒸汽在锅炉的过热器内继续加热，使其温度超过饱和蒸汽，称之为过热蒸汽。12凝结水。凝结水。锅炉产生的蒸汽，作功后，经冷却冷凝而成的水。50内内 容容第一节第一节天然水的特点及我国天然水的分布天然水的特点及我国天然水的分布 第二节第二节水质分析指标概述水质分析指标概述第三节第三节 水质分析指标间的关系与水质校核水质分析指标间的关系与水质校核第四节第四节 锅炉用水概述锅炉用水概述第五节第五节水质不良对锅炉的危害水质不良对锅炉的危害 第六节第六节 锅炉各项水汽指标监测意义锅
35、炉各项水汽指标监测意义51第五节第五节水质不良对锅炉的危害水质不良对锅炉的危害长期的实践使人们认识到，水质不良是影响锅炉安全、经济运行的重要因素之一。没有经过净化的天然水含有许多的杂质，这种水如果进入水汽系统，将会造成各种危害。具体表现在锅炉的腐蚀与结垢，现简述如下：52一、锅炉的结垢一、锅炉的结垢 如果进入锅炉或其它热交换器的水质不良，则经过一段时间运行后，在和水接触的受热面上，会生成一些固体附着物，这种现象称为结垢。这些固体附着物称为水垢。因为水垢的导热性能比金属差几百倍，而这些水垢又极易在热负荷很高的锅炉水管中生成，所以，结垢对锅炉的危害性很大。它可使结垢部位的金属管壁温度过高，引起金属
36、强度下降。这样，在管内压力的作用下，就会发生管道局部变形、产生鼓包，甚至引起爆管等严重事故。水垢的生成还会减少受热管内流通截面，增加管内水循环的流动阻力，严重时甚至完全堵塞。这些就破坏了锅炉的正常水循环，妨碍锅炉内部的传热，降低锅炉的蒸发能力。53此外，锅炉受热面上的水垢，特别是管内水垢，难以清除，增加了维修费用，耗费人力、物力，使受热面受到损伤，降低锅炉的使用寿命，水垢在金属表面上若覆盖不均匀时，又导致局部腐蚀。54二、锅炉的腐蚀二、锅炉的腐蚀锅炉的金属经常和水接触，若水质不良，则会引起金属的腐蚀。结果，使这些金属构件变薄、凹陷，甚至穿孔，更为严重的是腐蚀会使金属内部结构遭到破坏。并且被腐蚀
37、的金属，强度会显著降低。锅炉金属的腐蚀不仅要缩短设备本身的使用期限，造成经济损失，同时还由于金属腐蚀产物转入水中，使水中杂质增多，从而加剧在高热负荷受热面上的结垢过程，结成的垢又会促进锅炉的腐蚀。此种恶性循环会迅速导致爆管等恶性事故。55三、蒸汽品质恶化三、蒸汽品质恶化。当炉水中的含盐量较大时，就会影响蒸汽品质，使蒸汽携带杂质数量增加，引起过热器及用汽设备积盐。四、汽水共腾四、汽水共腾蒸汽锅炉汽包内的水滴被蒸汽大量带走的现象，称为汽水共腾。一般蒸汽的含盐量可以被忽略，即在高压蒸汽中，也只含有少量的盐类。但在锅炉汽、水分界处产生泡沫或发生汽水共腾现象，蒸汽甚至能直接把泡沫带走，这样就引起蒸汽大量
38、带水，造成蒸汽含盐量急剧增加。这些被带出的盐分在用汽设备中发生沉积，影响传热，损坏设备。从锅炉本身的运行来说，产生泡沫或汽水共腾，会使水位计内水位剧烈波动，甚至看不出水位；蒸汽管内有严重水汽现象，从而影响锅炉安全运行。56内内 容容第一节第一节天然水的特点及我国天然水的分布天然水的特点及我国天然水的分布 第二节第二节水质分析指标概述水质分析指标概述第三节第三节 水质分析指标间的关系与水质校核水质分析指标间的关系与水质校核第四节第四节 锅炉用水概述锅炉用水概述第五节第五节水质不良对锅炉的危害水质不良对锅炉的危害 第六节第六节 锅炉各项水汽指标监测意义锅炉各项水汽指标监测意义57第六节第六节 锅炉
39、各项水汽指标监测意义锅炉各项水汽指标监测意义为了反映锅炉水、汽中杂质的含量，评价和衡量锅炉安全运行状况，热力系统各部分的水汽都要进行严格的监督，看其是否符合标准，以便必要时采取措施，现对各项水汽指标监测意义作简要介绍。一、蒸汽一、蒸汽为了防止蒸汽流通部分积盐，必须对锅炉生产的蒸汽品质进行监督。对汽包锅炉的饱和蒸汽和过热蒸汽品质都应进行监督。这样可以便于检查蒸汽品质劣化的原因；同时还可以判断饱和蒸汽中盐类在过热器中的沉积量。581 1饱和蒸汽和过热蒸汽含钠量。饱和蒸汽和过热蒸汽含钠量。因为蒸汽中盐类主要是钠盐，所以蒸汽中的含钠量可以表征蒸汽含盐量的多少，故含钠量是蒸汽品质的指标之一，应严格监督。
40、2 2饱和蒸汽和过热蒸汽含硅量。饱和蒸汽和过热蒸汽含硅量。蒸汽中的硅酸会沉积在热力系统内，形成难溶于水的二氧化硅附着物，它对热力系统的安全性与经济性有较大影响。3 3饱和蒸汽和过热蒸汽电导率。饱和蒸汽和过热蒸汽电导率。通过监测电导率可以间接反映蒸汽中的含盐量。由于有些锅炉给水是经过加氨处理的，因此，其样品应经过氢离子交换后，再测定电导率。4饱和蒸汽和过热蒸汽铜、铁含量。饱和蒸汽和过热蒸汽铜、铁含量。在进行系统查定时，应测其铜、铁含量，以判明热力系统腐蚀的情况和腐蚀的原因。59二、锅炉水二、锅炉水为了防止锅内结垢、腐蚀和产生不良的蒸汽等问题，必须对锅炉水水质进行监督，监督指标如下：1 1磷酸根磷
41、酸根有些锅炉锅内还应进行加药处理，炉水中应维持一定量的磷酸根，这主要是防止钙垢。炉水中磷酸根不能太少或过多，太少达不到防垢的作用，太多会造成以下不良后果：增加炉水含盐量，影响蒸汽品质；有生成Mg3(PO4)2垢的可能；若炉水含铁量较大时，有生成磷酸盐铁垢的可能；在高压锅炉容易发生磷酸盐“隐藏”现象。602 2pHpH值值炉水的PH值应维持在一定范围内，如果pH值较低，其危害是：水对锅炉钢材的腐蚀性增强；炉水中磷酸根与钙离子的反应，只有在pH值足够高的条件下，才能生成容易排除的水渣；为了抑制锅炉水中硅酸盐的水解，减少硅酸在蒸汽中的溶解携带量。炉水的pH值也不能太高，因为当炉水磷酸根浓度符合规定时
42、，若炉水pH值很高，就表明炉水中游离量氧化钠较多，容易引起碱性腐蚀。61 3 3含盐量（溶解固形物）和含硅量含盐量（溶解固形物）和含硅量限制炉水中的含盐量和含硅量是为了保证蒸汽品质和防止发生汽水共腾现象。炉水最大允许含盐量和含硅量不仅与锅炉的参数、汽包内部装置的结构有关，而且还与运行工况有关。 4 4碱度碱度对用软化水作补给水的锅炉，应控制炉水的碱度。炉水的碱度太大时，可能引起锅炉的碱性腐蚀；使炉水产生泡沫而影响蒸汽品质；对于铆接或胀接锅炉可能发生苛性脆化。如果炉水碱度太小时，给水中的残余硬度可能会生成水垢；磷酸根与钙离子的反应难以进行；炉水对锅炉钢材的腐蚀性增强。625 5Na/PONa/P
43、O4 4摩尔比（摩尔比（R R值）值）锅炉采用协调PH-磷酸盐处理，不仅可以防止锅炉的碱性腐蚀，同时由于炉水中有足够的PO43-和一定的碱度，因而不会产生钙垢，也不会发生炉水pH较低引起的故障。6相对碱度相对碱度相对碱度是表示炉水中游离NaOH含量与溶解固形物的比值。对于铆接或胀接锅炉，水中游离氢氧化钠含量过高会引起锅炉金属的苛性脆化，但研究表明，当相对碱度小于某一数值时，不会发生苛性脆化，因此，规定炉水的相对碱度应0.2。63三、给水三、给水1硬度硬度为了防止锅炉和给水系统中生成钙、镁水垢，以及避免增加锅内磷酸盐处理用药量和使锅炉水中产生过多的水渣，所以应严格控制给水硬度。2 2油油给水中如
44、果含油，被带进锅内后会产生如下危害：油质附着在受热面上分解而生成一种导热系数很小的附着物，危及锅炉的安全；会促使炉水中生成漂浮的水渣和促进泡沫的形成，容易引起蒸汽品质的劣化；含油的细小水滴若被蒸汽携带到过热器中，会因生成附着物而导致过热器损坏。3 3溶解氧溶解氧为了防止给水系统和锅炉省煤器等发生氧腐蚀，同时为了监督除氧器的除氧效果，因此应严格控制给水溶解氧。644 4pHpH值值为了防止给水系统腐蚀。给水pH值应控制在一定范围内。若给水pH值较高，虽对防止钢材的腐蚀有利，但是因为提高给水pH值是用加碱性物质来实现的，如果碱性物质加入量过多，这就会给锅炉造成其它方面的问题。所以要严格控制给水的p
45、H值在一定的范围内。5 5全铁和全铜全铁和全铜为了防止锅炉受热面上产生铁垢和铜垢，另外铜和铁的含量，还可作为评价热力系统腐蚀情况的依据，因此必须监督给水中的铁和铜的含量。6 6联氨和亚硫酸钠联氨和亚硫酸钠给水加联氨或亚硫酸钠，作为给水辅助除氧的方法，应监督给水中残余量，以防止加药量太少，达不到效果；或加药过多，进入锅内使炉水杂质含量增高。657 7含盐量和含硅量含盐量和含硅量为了保证炉水的含盐量和含硅量不影响蒸汽品质，并使锅炉排污率不超过规定值，应控制其含量。给水最大允许含盐量和含硅量不仅与锅炉的参数、汽包内部装置有关，而且还与运行工况有关，不能统一规定，应通过热化学试验来决定。四、补给水四、
46、补给水补给水按其制取方法不同，可分软化水和除盐水等。补给水的质量，以不影响给水质量为标准。而进入水处理设备的原水也应进行必要的预处理，使其悬浮物、残余氯和耗氧量符合要求。661 1悬浮物（浊度）悬浮物（浊度）水中悬浮物不仅容易沉积在锅炉的受热面上，影响锅炉加药处理的防垢效果，而且会影响离子交换器等锅外化学水处理设备的正常运行。2 2残余氯残余氯是指原水经杀菌消毒后，水中残余的活性氯气（Cl2）的含量。残余氯的存在会使离子交换树脂发生氧化降解作用，破坏树脂结构，容易破碎，如果破碎树脂进入锅内，还会造成热力系统的酸腐蚀。4 4耗氧量耗氧量耗氧量是表示水受有机物污染的程度。有机物不仅使离子交换树脂受
47、到严重的污染，进入锅内，会引发汽水共腾现象。在中高压锅炉内会受热分解，生成有机酸，导致热力系统腐蚀。675 5硬度硬度硬度表示水中钙、镁离子的含量，补给水硬度过高，就会导致给水硬度升高，因此标准对补给水的硬度要求的很严。6 6电导率电导率以除盐水作为锅炉补给水时，必须检测补给水的电导率。电导率可以间接表示水中含盐量的多少。为了保证蒸汽品质，减少锅炉排污量，就必须控制除盐水的电导率，另外，监测除盐水的电导率还可防止再生剂漏入锅内的事故发生。7 7二氧化硅二氧化硅在除盐系统中的离子交换反应过程中，阴树脂对HSiO3-选择系数最小，交换能力也就最弱，当运行到终点时，最先泄漏出的就是二氧化硅。因此除盐
48、系统均把二氧化硅升高做为失效终点。68五、凝结水五、凝结水电站锅炉凝结水是锅炉给水的重要组成部分，为了保证给水的质量，必须对其进行监督。1 1硬度硬度凝结水本身是很纯净的，其硬度几乎为零，但凝汽器存在不同程度的渗漏，使其含有微量的硬度。为了防止大量泄漏冷却水，而导致给水硬度超标，对凝结水硬度必须进行严格监督。2 2溶解氧溶解氧在凝汽器和凝结水泵不严密处漏进空气，是导致凝结水中含有溶解氧的主要原因。凝结水含氧量较大时，会引起凝结水系统的腐蚀，使进入给水的腐蚀产物增多，影响给水水质。69六、疏水六、疏水为了保证给水水质，疏水在送入给水系统之前，应化验疏水的含铁量和硬度。七、生产返回水七、生产返回水从热用户返回的冷凝水，应监督其水质，确认其水质符合标准后，方可送入锅炉的给水系统。通常生产返回水监测含铁量、硬度、含油量。同时还应根据返回水的性质，增加必要的化验项目。7071
