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标题

小型企业工业锅炉水质常规化验方法评价

范文

孔妍安娅琳王亢亢

摘? 要：在工业锅炉水质的日常检测工作中，发现部分小型企业将大部分注意力放在锅炉运行上，对锅炉水质监测放任不管。该文小型企业对锅炉水质监测重视程度不够、运营成本受限、人员技术水平较低的实际情况，探讨了一些最基本的实验室建立及水质化验方法，可行性高，对保障其安全生产有重要意义。

关键词：锅炉水质;化验;水质指标

中图分类号： TK223? ? 文献标志码：A

0 引言

随着人们安全生产意识的逐步提高，作为典型特种设备的锅炉，已经受到使用单位的高度重视，在工业锅炉水质的日常检测工作中，发现部分小型企业将大部分注意力放在锅炉运行上，对锅炉水质监测放任不管。锅炉水处理是保证锅炉安全经济运行的必不可少的手段。水处理不当给锅炉所造成的后果可概括为结垢、腐蚀和汽水共腾，锅炉安全运行离不开水质的严格控制。

业内人士都知道，水质对于锅炉来说，就相当于人体中的血液，其重要性不言而喻，锅炉水质定期检测已在《中国特种设备安全法》中明确提出，该文从一个锅炉水质检测员的角度出发，以可行性为优先考虑原则，就小型企业如何在最低成本下开展工业锅炉水质监测工作进行一些讨论。

1 实验室的建立

1.1 基本药品

铬黑T 指示液、氨-氯化铵缓冲溶液、EDTA标准溶液、酚酞指示液、甲基橙指示液、硫酸标准溶液、铬酸钾指示液、硝酸银标准溶液。

1.2 常用仪器

酸式滴定管、锥形瓶、棕色滴瓶、移液管、容量瓶、塑料试剂瓶、玻璃试剂瓶、棕色玻璃试剂瓶、棕色滴定管、玻璃棒、烧杯和pH试纸。

1.3 文字资料

实验室安全管理制度，相关操作规程。

1.4 相关记录表

相关记录表如下。1）水质化验记录，每次化验的时间、项目、结果、化验员。2）水处理系统有关运行记录和加药记录。3）水处理设备（系统）维修、保养、停用记录。

2 化验准备

2.1 化验频次

承压蒸汽锅炉的化验频次与额定蒸发量t相关，承压热水锅炉，化验频次与额定热功率M相关，可根据表1，结合单位生产情况制定化验频次。

2.2 水样取放

采样时，打开取样阀门，充分冲洗采样管道，必要时采用变流量冲洗。额定蒸发量大于等于1 t/h的蒸汽锅炉和出口热水温度高于100 ℃的热水锅炉应当设置锅水取样冷却装置;有回水回用系统的，应当设置回水取样装置。

水样的存放时间受其性质、温度、保存条件及试验要求等因素影响，采集水样后应及时分析，如遇特殊情况存放时间不宜超过72 h，水样运送与存放时，应注意检查水样瓶是否封闭严密，并应防冻、防晒。

2.3 水质指标

针对小型企业常用的锅外水处理、无过热器的工业锅炉，根据《GB/T 1576—2018工业锅炉水质》，整理出一些主要水质指标。

3 水质化验

3.1 硬度

3.1.1 简述

硬度指标一般关注给水硬度，给水硬度是指水中易于形成沉淀物的金属离子总浓度，通常是指水中钙、镁离子的总浓度，它在一定程度上反映了水中结垢物质的多少，是衡量锅炉给水水质的一项重要指标，通常用滴定法测得给水硬度值。

给水硬度超标直接后果是锅炉结垢，结垢影响锅炉的安全经济运行：由于水垢的导热性差，使受热面内外侧的温差提高，金属强度降低，致使受热面变形、鼓疱、裂缝甚至爆破;结垢使管径减小甚至堵塞，影响正常的水循环，会造成局部爆管;使热工仪表的传感、传送信号不准，甚至相反，从而引起误显示、误报警以及误动作等 [1];水垢导热能力为钢铁的2%～5%，水垢的结生使工质的吸热量减少，蒸发量降低，从而降低热有效利用率，同时增加排烟热损失，此外，排烟温度过高还会造成烟风道系统设备的损坏。

3.1.2 药品准备

药品准备如下。①铬黑T 指示液（5 g/L）。铬黑T本身随着溶液pH的变化会显示不同的颜色，pH<6时，显紫红色;pH=8～11时，显蓝色;pH>12时，显红色，因此，用铬黑T作指示剂，务必使溶液pH≈10。铬黑T指示液应贮于棕色试剂瓶或棕色滴瓶避光保存，0～4℃冷藏更佳。② 氨-氯化铵缓冲溶液。氨-氯化铵缓冲溶液具强刺激性气味，注意佩戴口罩等防护用具，应贮于塑料瓶中避光保存。③EDTA标准溶液（cEDTA=0.05mol/L）标准溶液浓度配制后需标定浓度，并将浓度调整至所需值，应贮于玻璃试剂瓶中避光保存。④EDTA标准溶液（cEDTA=0.005mol/L）取一定量的溶液③准确稀释10倍获得，贮于玻璃试剂瓶中避光保存，尽量现用现配。水样硬度小于1 mol/L时，应采用此标准溶液滴定。

3.1.3 滴定分析

用100 mL容量瓶量取100 mL水样，置于250 mL锥形瓶中。用吸量管量取5 mL氨-氯化铵缓冲溶液，加入此锥形瓶内，摇匀，滴入2～3滴铬黑T指示液，摇匀。如果此时溶液呈蓝色，则不必滴定。如果溶液透出红色，则需在不断摇动下，用③或④滴定出具體硬度数值，溶液由红色突变为纯蓝色即为终点，记录此时EDTA的消耗量。

当水样混浊、酸性或碱性过高、铁含量大于2 mg/L、铝含量大于2 mg/L、铜含量大于0.01 mg/L、锰含量大于0.1 mg/L时、碳酸盐硬度很高时，都要对水样进行预处理，详见GB/T 6909—2018《锅炉用水和冷却水分析方法硬度的测定》。

3.1.4 结果记录

在空白试验消耗EDTA标准溶液为0的前提下，如果使用③进行滴定，③的消耗量即为结果值，如果使用④进行滴定，④消耗量除以10，即为结果值。例如，如果使用③滴定消耗0.20 mL，则水样硬度为0.2 mmol/L;如果使用④滴定消耗0.20 mL，则水样硬度为0.02 mmol/L。

3.2 碱度

3.2.1 简述

碱度是表示水中能接受氢离子的一类物质的量，包括各种强碱、弱碱和强碱弱酸盐、有机碱等，通常用滴定法测得水样碱度值。碱度又分为酚酞碱度P、全碱度M（甲基橙碱度）和相对碱度。

锅水碱度太高易发生汽水共腾，产生碱性腐蚀，锅水碱度长期偏低，则易引起锅炉结垢和腐蚀，导致锅炉的安全性和经济性下降。

3.2.2 药品准备

药品准备如下。1）甲基橙指示液（1g/L）。贮于玻璃试剂瓶或滴瓶避光保存。2）酚酞指示液（10 g/L）。贮于玻璃试剂瓶或滴瓶避光保存。3）硫酸标准溶液[c 1/2H2SO4=0.1 mol/L]贮于玻璃试剂瓶避光保存。

3.2.3 滴定分析

用100 mL容量瓶量取100 mL水样，置于250 mL锥形瓶中，滴入2～3滴酚酞指示液，此时溶液显红色，则用③滴定至恰无色，记录耗酸体积V1，再加入2滴甲基橙指示液，此时溶液显黄色，继续用③滴定至溶液突变为橙红色，记录第二次耗酸体积V2（不包括V1）。

3.2.4 结果记录

在空白试验消耗硫酸标准溶液为0的前提下，使用③进行滴定， V1值即为酚酞碱度值，（V1+V2）值即为全碱度值，{[（2P-M）×40]/溶解固形物}即为相对碱度值。例如，V1=3.60 mL，V2=2.10 mL，溶解固形物为600 mg/L，则水样酚酞碱度为3.6 mmol/L，全碱度为5.7 mmol/L，相对碱度为0.1。

3.3 氯离子

3.3.1 简述

我国当前执行的 GB/T 1576—2018《工业锅炉水质》没有对氯离子的控制指标作明确规定，某些单位也忽视了氯离子含量的监测，锅炉长期在氯离子过高情况下运行，发生了水冷管壁穿孔泄漏等事故[2]。

GB/T 1576—2018《工业锅炉水质》中规定，软水器再生后出水氯离子含量不得大于进水氯离子含量的1.1倍。一般锅水中所含的各物质中氯离子最为稳定，且测定方便，因此工业锅炉通常以测定氯离子含量来计算排污率，排污率P=Cl-给/（ Cl-锅-Cl-给）×100%。通常用滴定法测得水样氯离子含量。

3.3.2 药品准备

药品准备如下。①酚酞指示液（10 g/L）贮于玻璃试剂瓶或滴瓶避光保存。②硫酸标准溶液[c 1/2H2SO4=0.1 mol/L]贮于玻璃试剂瓶避光保存。③铬酸钾指示液（100 g/L）贮于玻璃试剂瓶或滴瓶避光保存。④硝酸銀标准溶液（1 mL相当于1.0 mg Cl-）贮于棕色玻璃试剂瓶避光保存。

3.3.3 滴定分析

用100 mL容量瓶量取100 mL水样，置于250 mL锥形瓶中，滴入2滴酚酞指示液，此时溶液若显红色，用②调节水样的pH值，使红色刚好变为无色。加入1.0 mL铬酸钾指示液，溶液显黄色，将③倒入棕色滴定管中，在白色背景条件下滴定，直至刚刚出现砖红色为止。

3.3.4 结果记录

在空白试验消耗硝酸银标准溶液为0的前提下，③消耗量的10倍即为结果值。例如③消耗8.00 mL，则水样氯离子含量为80 mg/L。

3.4 pH值

3.4.1 简述

pH值是表征溶液酸碱性的一项指标，对水中其他杂质的存在形态和各种水质控制过程及金属腐蚀程度有着广泛的影响。

为了防止给水系统的酸性腐蚀及腐蚀产物进入锅内，应调整给水pH值，如果pH值过低，可加氨水等碱性药品调节，但同时也应防止给水中碱性物质过多带来的副作用，如果给水pH值过高，碱性物质会在锅内经过分解、蒸发浓缩后，造成锅水碱度及pH值超标、金属钝化膜的破坏等危害[3]。

锅水pH值维持在10.0～12.0，也是为了保护金属钝化膜，锅水pH值则通常通过磷酸三钠等碱性药品调节。

3.4.2 测定方法

测量水质酸碱性，简单地化验可以通过pH试纸进行测定。取少量水样注入干净的烧杯中，用干净的玻璃棒蘸取水滴，涂在 pH试纸上，依据pH试纸所显颜色判断锅炉水样的酸碱度，以便制定后期处理方案[4]。

4 结语

对于小型企业来说，建立简易实验室的成本，与水质控制不当造成锅炉故障的损失不可相比，因此管理层人士应高度重视工业锅炉水质监测工作，在单位内建立简易实验室，实现水质日常监测，保障锅炉安全平稳的运行。

参考文献

[1]潘德荣.对加强工业锅炉给水水质管理的几点体会[J].工业锅炉，1992（4）：32.

[2]瞿涧.工业锅炉水质处理意义及问题分析[J].科技论坛，2017（12）：441.

[3]牛耘，赵永华，亓曾桦.锅炉给水及炉水pH值的分析[J].山东工业技术，2004（11）：4.

[4]蔡康保.锅炉水质常规化验的意义和方法[J].大众科技，2012（6）：10.

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