王加慶 平蘇豐 叢旭陽 王瑋

(1.山東省特種設備檢驗研究院有限公司，山東 濟南 250101；2.山東泰邦生物制品有限公司，山東 泰安 271000)

1 不同水質帶來的影響

1.1 硬水帶來的影響

所謂硬水是指硬度較大的水。因為鍋爐水質中的Ca2+、Mg2+等金屬離子超標，而這些金屬離子會在鍋爐水加熱的過程中，濃縮產生一些化學反應，粘在爐內。而在鍋爐逐漸升溫時，會發(fā)生一些化學作用，生成碳酸鈣之類物質。這些物質不會消失，而是一直存在鍋爐中，當一次次的留存，會在水冷壁等管壁上結成水垢，部分易結垢成份會隨著蒸汽的流動積存在過熱器管壁上，使鍋爐管壁的傳熱不均勻，導致成本增加，更危險的是當水垢數(shù)量到達極限，使局部溫度過高，鍋爐管壁有可能發(fā)生爆炸，不僅影響正常生產經營，甚至會使工作人員陷入一定的危險中。

1.2 軟水帶來的影響

軟水是指硬度較小的水，自然界中的軟水儲備量比較有限，常用的方法便是對硬水進行加工處理。原理是將水質中金屬元素通過用氫離子(或鈉離子)交換樹脂進行置換或采用反滲透等其他方式除去水中金屬元素，軟水就形成了。還要控制軟水pH值和堿度，pH值過低，鍋水中的氫離子會腐蝕鍋爐，使鋼板變薄生銹，承壓能力下降，嚴重影響鍋爐安全。鍋爐水中堿度過高時，會引起水冷壁管的堿性腐蝕和應力腐蝕破裂，對鉚接或脹接鍋爐會引起苛性脆化。如果PH值和堿度不能有效控制，鍋爐就會出現(xiàn)問題，增加檢修工作同時還會影響生產、供電、供熱，造成巨大經濟損失。

2 工業(yè)鍋爐水質常規(guī)化驗方法分析

2.1 鍋爐水質的檢驗

如果水質硬度過高，在高溫狀態(tài)下，水中的鈣離子、鎂離子會加快和水中的碳酸根、硫酸根、硅酸等發(fā)生反應生成沉淀物(即水垢)，水垢分布在鍋爐當中，會造成受熱不均。若鍋爐內水垢厚度過大，鍋爐在加熱過程中因為受熱不均勻情況過度嚴重，導致爆炸事故出現(xiàn)。對其進行檢測時，會選用滴定法、定量分析法來確定樣品中鈣離子、鎂離子濃度，從而判斷出水質的歸類情況。在滴定實驗中，按照試驗要求進行樣品液的配置，隨后利用EDTA標準溶液進行滴定實驗，向其中添加試劑，直到溶液顏色由開始的酒紅色到溶液成為藍色后，停止滴定試驗的進行。記錄下此時EDTA標注溶液的消耗體積。將數(shù)據(jù)信息代入到相應計算公式當中，得出該樣品溶液硬度值。在計算所得數(shù)據(jù)信息和標準數(shù)據(jù)進行比對，明確水質具體分類，也為后續(xù)數(shù)據(jù)處理工作奠定堅實的基礎。

2.2 水質堿度檢驗

鍋水堿度在一定程度上影響了水垢形成速度、形成狀態(tài)，在適當?shù)膲A度范圍內，不僅在鍋爐內壁形成一層保護膜減少了鍋爐腐蝕，還會使易結垢物質形成較為疏松水渣，通過排污排出鍋爐。因此需要做好水質堿度檢定工作，常用的檢測方法為利用滴定試驗來完成堿度計算工作，具體做法為：選取適量水樣樣品放入到錐形瓶當中，隨后向其中添加1%酚酞指示劑，常規(guī)情況下，鍋爐用水都屬于弱堿性水，滴入酚酞指示劑之后，溶液會顯現(xiàn)出紅色。此時向其中添加硫酸標準溶液，待紅色褪去，溶液恢復透明后停止滴定，記錄此時消耗的溶液體積，同時向其中添加酸性指示劑(常用試劑為甲基橙指示劑)，繼續(xù)滴定硫酸標準溶液，直到溶液為橙紅色為止，記錄第二次硫酸滴定時消耗的體積(和第一次保持獨立)，此時將數(shù)據(jù)代入到計算公式：

式中：JD為堿度數(shù)值(mmol/L)；V1為第一次滴定硫酸溶液體積(mL)；V2為第二次滴定硫酸溶液體積(mL)；C為硫酸溶液的摩爾濃度(mol/L)；V0為水樣體積(mL)。

2.3 水質pH值測定

鍋爐使用的都是具有一定強度的鋼制管子，鐵元素對于酸堿的敏感度較高，如果PH值過大或過小，都會加劇鋼管的腐蝕速度，引起一些安全問題。一種檢定方法是通過pH計來完成水質pH值檢測。會將玻璃電極作為指導級，而飽和甘汞電極則會作為參照進行使用，隨后將pH=9.18的定位液添加到其中，也是基礎定位的確定，隨后利用pH=6.86的定位液進行試驗的復定位，經過該基礎定位試驗之后，可以進行水樣檢測的基礎試驗。玻璃電極如果長期沒有使用，需要進行試驗前檢測，提前將其浸泡在水環(huán)境中，由此得出較為準確的計算結果。

2.4 溶解氧含量測定

水中都會有一些溶解氧，在溫度不斷升高時，水中溶解氧會不斷溢出，管道內的金屬元素會在氧氣、高溫、水環(huán)境情況下，發(fā)生氧化反應，這也使管道內壁出現(xiàn)水銹，如果水中溶解量過大，該氧化反應也會持續(xù)進行，從而加快物質轉化速度，影響結構使用壽命。對水中溶解氧含量進行檢定時，常用檢定方法是碘量法。在試驗過程中，選取適量水樣樣品放入到溶解氧瓶中，隨后添加硫酸錳和碘化鉀(堿性)溶液，兩種溶液會發(fā)生化學反應，生成氫氧化錳沉淀，但是氫氧化錳的化學性質很不穩(wěn)定，會與水中溶解氧發(fā)生反應生成們錳酸錳(為棕色沉淀)。再向其中添加濃硫酸，在酸性環(huán)境下，錳酸錳又會和碘化鉀發(fā)生化學反應產生碘單質，水中溶解氧含量越高，析出的碘單質也越多，而溶液的顏色也會越深。完成上述試驗操作后，可利用移液管從中移取一定體積的水樣，向其中添加淀粉指示劑，借助滴定法和定量分析法確定水樣中溶解氧的具體含量，從而得到準確的數(shù)據(jù)，若溶解氧含量過高，需要經過處理后再作為鍋爐水進行使用[1]。

3 鍋爐水質常規(guī)化驗流程分析

3.1 儀器和試劑的選擇

鍋爐在運行過程中，水質問題將直接影響到鍋爐運行效果。因此選擇合適的儀器、試劑參與到試驗當中，從而確保試驗結果的準確性。經常使用到的儀器包括玻璃電極、飽和甘汞電極、錐形瓶、移液管、滴定管、溶解氧瓶等，經常使用到的試劑包括酚酞指示劑、甲基橙指示劑、淀粉指示劑、硫酸標準溶液、緩沖溶液等。并且所有的試驗都需要在實驗室內統(tǒng)一完成，控制好試驗階段的溫度和濕度，以此來確保試驗結果的準確性[2]。

3.2 試驗過程的分析

在具體試驗過程中，應注意以下問題：

第一，檢測人員可以利用取樣器進行水樣的抽取，為了提高檢測結果準確性，一般的水樣取用量為100mL，根據(jù)測定內容放入到錐形瓶或者溶解氧瓶中。

第二，按照要求向其中添加指示劑或反應試劑，添加量和添加規(guī)范需要參考相應的內容進行，對于添加量、反應現(xiàn)象進行詳細記錄。

第三，在對這些內容進行檢定時，會使用到許多的計算公式，如堿度、溶解氧含量等，使用這些公式時，首要的任務便是確認實驗數(shù)據(jù)的計量單位，需要統(tǒng)一使用國家統(tǒng)一單位，這樣可以得出準確的計算結果。

第四，為了提高試驗結果的準確性，在實際應用中，還需做好多組數(shù)據(jù)的測量工作，將結果進行平均值求解，從而得出準確計算結果。

3.3 影響因素的分析

結合以往管理經驗，常見影響因素如下：

第一，堿度。一些檢測工作需要在酸性環(huán)境或堿性環(huán)境下進行堿度不同也會影響到檢測結果準確性。例如，在硬水或軟水性質檢測中，不同堿度條件下的反饋數(shù)據(jù)存在著較大的差異性。

第二，溫度。溫度的提升會加劇水分子運動，這也是影響到數(shù)據(jù)采集準確性的重要因素。例如，在溶解氧含量檢定中，不同溫度條件下，溶解氧的逸出速度不同，這也會導致數(shù)據(jù)采集出現(xiàn)偏差，造成誤差累積情況的出現(xiàn)，從而降低了數(shù)據(jù)信息的準確性。

第三，干擾離子。鍋水經過多倍率蒸發(fā)濃縮，各種離子含量較高，部分離子會對其他離子檢測過程造成干擾。例如，在硬度的檢驗中，如果鐵離子含量過高，會影響EDTA與鈣鎂離子的絡合，導致最終數(shù)據(jù)存在著較大的差異性。

4 結語

在工廠正常工作過程中，鍋爐屬于非常重要的應用結構，為了穩(wěn)定鍋爐運行狀態(tài)，會使用到蒸汽或者鍋爐水來維持反應溫度。而鍋爐水水質的差異性也會影響到鍋爐管道的使用壽命。通過選擇恰當?shù)鼗灧椒?，對于鍋爐水質進行準確判定，結合判定結果選擇恰當?shù)姆椒ㄟM行處理，對于提高鍋爐運行狀態(tài)穩(wěn)定性，延長鍋爐管道使用壽命有著積極地意義。