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余热锅炉水、 汽品质控制中常用的指标

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一般电厂用水来自河流、 湖泊、 深井等。 这些水中含有钙(Ca)、 镁(Mg) 的化合物及各种溶解于水中的气体, 如氧气及二氧化碳等。 水在锅炉内受热沸腾时, 这些物质会形成各种水垢积存在管内壁上, 随着运行时间增加, 水垢的厚度会增加。 § 2 节叙述了传热的规律,说明余热锅炉的产汽过程是通过传热来实现的, 传热量的大小与传热的热阻有关, 管内壁积垢越厚, 传热的热阻增加, 传热量要减少, 产汽量也要减少, 此时排烟温度增加, 可用热量减少, 锅炉的热经济性降低。 从安全性来看, 管内壁上有垢, 管壁不能被水或汽冷却, 这是因为热阻增加而造成的, 此时管壁与管内流体的温度差增加, 也就是在管内流体温度不变的条件下, 管壁温度上升, 这将会使管材强度降低, 导致管子破裂, 锅炉就不能安全运行, 由此说明进入锅炉的水中不能含有积水垢的物质。 当水中溶解有氧气, 氧气能够助长管材的腐蚀, 也就是使管材中的铁元素起化学变化, 最终也会损坏管子, 影响锅炉使用寿命。 综上所述, 运行中必须控制水的品质。 蒸汽品质的重要, 会给过热器或汽轮机造成危害,所以蒸汽品质也要控制。

水、 汽品质控制中常用的指标

1. 悬浮物: 指水中悬浮固体, 用过滤方法可以确定水中悬浮物的数量, 其单位是 mg/dm 3 。

2. 全固形物: 全固形物指的是溶解于水中的盐类。 将过滤后除去悬浮物的水, 经过蒸发后再加以干燥, 就能得到残存的固体。 称其重量就是溶解在水中的固形物, 称为溶解固形物,悬浮物和溶解固形物的总和就是全固形物。 其单位是 mg/dm 3 。

3. 硬度: 即钙、 镁盐类的总量。 通常水中溶解有重碳酸钙 Ca(HCO 3 ) 2 、 重碳酸 Mg(HCO 3 )2 、 氯化钙 CaCl 2 、 氯化镁 MgCl 2 、 硫酸钙 CaSO 4 和硫酸镁 MgSO 4 等。 水中钙、 镁离子的总浓度称为总硬度, 单位是毫克当量/升, 硬度又可以分为暂时硬度和永久硬度。

(1) 暂时硬度: 指重碳酸盐的钙和镁的离子浓度, 因为重碳酸钙或重碳酸镁在水加热到沸腾的过程中, 能分解变为沉淀物析出, 其化学反应式为:

Ca(HCO 3 ) 2 = CaCO 3 +H 2 O+CO 2

MgCO 3 +H 2 O = Mg(OH) 2 +CO 2

(2) 永久硬度: 指氯化钙、 镁和硫酸钙、 镁等盐类中的钙、 镁离子浓度。 这几类盐在一般加热到沸腾的过程中不易沉淀。 只有当水中含盐浓度超过饱和极限时, 才会沉淀, 所以常在水的汽化过程中沉积在管内壁上形成坚硬水垢。 附表 12 中, 美国标准规定给水的硬度为 0,表示水中不能有钙、 镁离子。

4. 碱度: 指水中碱性物质的总含量, 碱性物质包括氢氧化物、 碳酸盐和重碳酸盐, 后两种盐类溶于水时都呈碱性, 见公式(62)。 碱度的单位是摩尔/ 升(mol/ L)。

5. pH 值: 锅水的 pH 值是运行的重要指标之一, pH 大于 7 表示水是碱性的。

6. 含盐量: 一般用第 2 项中的溶解固形物作为含盐量指标。

7. 溶解含氧量: 指每升水中溶解氧气的摩尔数。 单位是 mol/ L。

8. 电导率

纯水是一种十分差的导体, 当水中有其它离子存在, 电导率就会增加, 水的电导率与水中溶解盐类的浓度有关。 利用这个物理特性, 用水的电导率大小来表示水中含盐量的多少。测量电导率采用交流惠斯登电桥, 水中的两点也就组成电桥的一臂, 能够精确测出电阻, 计算出电导率。 由于电导率便于连续测量, 使用起来方便。 常在给水等管道上装一个电导率传感器就能测出管内水的电导率。 电导率的单位是西(门子) / 厘米, 或 S/cm, 西(门子) 是欧姆的倒数。

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