船舶輔鍋爐的補(bǔ)給水來自船舶裝載的淡水或者船 上造水機(jī)制造的淡水 。這些淡水大都含有各種鹽類、氣體和多種雜質(zhì) ，若不經(jīng)過一定處

船舶輔鍋爐的補(bǔ)給水來自船舶裝載的淡水或者船 上造水機(jī)制造的淡水 。這些淡水大都含有各種鹽類、氣體和多種雜質(zhì) ，若不經(jīng)過一定處理就進(jìn)入鍋爐，會(huì)使鍋爐和加熱設(shè)備及其管道附件結(jié)垢、腐蝕和發(fā)生汽 水共騰現(xiàn)象，危害很大。為了查明鍋爐的水質(zhì)狀況 ， 通常要對其鹽度、堿度及硬度等三大重要指標(biāo)進(jìn)行定 期化驗(yàn)以決定水處理劑的投放種類、數(shù)量及排污量 。蒸發(fā)量小、工作壓力較低的輔助鍋爐， 需要船舶輪機(jī) 員每2~3天化驗(yàn)一次。

據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，輔鍋爐事故中有一半是因?yàn)樗|(zhì)超 標(biāo)而引起的， 由于輔鍋爐爐水化驗(yàn)方法資料貧乏，方 法比較紊亂，也不為管理者重視，輪機(jī)員未認(rèn)真、定 期地檢驗(yàn)爐水質(zhì)量已是一種普遍現(xiàn)象，故而不能確保 輔鍋爐爐水中的硬度、堿度和鹽度是否符合標(biāo)準(zhǔn)， 因 此容易導(dǎo)致事故并嚴(yán)重縮短輔鍋爐使用壽命。

一、輔鍋爐爐水鹽度、堿度、硬度三大指標(biāo)的 重要性分析

1. 鹽度超標(biāo)的危害

當(dāng)輔鍋爐爐水中含鹽量達(dá)到某一極限值時(shí)，鍋爐 蒸發(fā)面上會(huì)產(chǎn)生很厚的泡沫層，導(dǎo)致蒸汽帶水過多 ， 產(chǎn)生所謂的汽水共騰現(xiàn)象， 同時(shí)給設(shè)備和管路帶來腐 蝕 ，甚至引起蒸汽機(jī)械的水擊 ，造成設(shè)備損壞。

2. 堿度超標(biāo)的危害

輔鍋爐爐水的堿性不足 ，并且溶有較多的氧氣和 二氧化碳 ， 以及含有大量的鹽和氯離子 ，將會(huì)促進(jìn)鍋 爐受熱面的腐蝕 。但是爐水的堿性太強(qiáng)會(huì)產(chǎn)生苛性脆化，甚至引起鍋爐爆炸事故[1] ， 圖1為水管鍋爐事故發(fā) 生率 (%) 與爐水堿度的關(guān)系。

3. 硬度超標(biāo)的危害

輔鍋爐爐水硬度即水中含有鈣離子和鎂離子的濃 度。鈣離子和鎂離子形成的碳酸鹽、硫酸鹽、硅酸鹽 等易在鍋爐受熱面上形成水垢 。水垢的導(dǎo)熱系數(shù)很 小 ，鍋爐的效率降低[2] ，燃料消耗增加 ，嚴(yán)重時(shí)管子 堵塞，還會(huì)將受熱面管子燒壞。

二、輔鍋爐爐水測定經(jīng)驗(yàn)值標(biāo)準(zhǔn)及取樣操作要 領(lǐng)歸納

1. 輔鍋爐爐水控制指標(biāo)

船舶輔鍋爐蒸發(fā)量不大 ，常見的2 t/h、工作壓力 一般為1 MPa以下的低壓鍋爐，最好每2天化驗(yàn)一次爐 水 ， 最大化驗(yàn)間隔不要超過3天 ，船舶輔鍋爐爐水各 項(xiàng)控制指標(biāo)按經(jīng)驗(yàn)值歸納如表1[3]所示。

2. 爐水取樣操作要領(lǐng)

①輪機(jī)員取樣前應(yīng)先將輔鍋爐爐水取樣閥打開約3 min，排盡管路中的殘水再正式取樣。

②應(yīng)在輔鍋爐爐水投藥4h以后取樣。

③取樣前，用爐水清洗取樣器皿2~3遍。將取出 的水樣迅速裝入玻璃瓶中，蓋上瓶塞，這樣可以減少 爐水的蒸發(fā)，不影響水樣的濃度。冷卻至30~40 ℃時(shí) 方可化驗(yàn)。

三、輔鍋爐爐水化驗(yàn)方法研究及其對比

1. 鹽度 (氯化物) 測定方法及比較

( 1) 優(yōu)利多310鍋爐水鹽度化驗(yàn)法 ( UNITOR-SPACTRAPAK-310)

①取50.00mL化驗(yàn)用爐水水樣放于帶蓋的瓶中[4]， 如圖2所示。

②加入一片氯化物藥片并搖至粉碎，水樣中若有 氯化物存在 ，則呈黃色。

③重復(fù)加入上述藥片，直至水樣由黃色變?yōu)槌壬?或棕色。

④計(jì)算 ：爐水氯化物的質(zhì)量濃度＝用藥片數(shù)×20 －10。

(2) 硝酸銀滴定法 (又稱莫爾法)

①取測完堿度的溶液25mL于錐形瓶中，加10%鉻 酸鉀指示劑2~3滴至溶液呈黃色。

②用0.085 5 mol/L硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)液滴定至磚紅色為 止。

③此時(shí)記錄下硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)液的消耗量x ，含鹽量 即為200x mg/L。

(3) 全自動(dòng)電位滴定儀法 (Mettler-Toledo DL58 型)

①用移液管將50.0 mL爐水樣品放入全自動(dòng)滴定儀 的滴定臺[5]。

②按下啟動(dòng)鍵，全自動(dòng)滴定儀將分兩步對樣品進(jìn) 行測定 ， 如果爐水樣品的pH值大于4.5 ， 則儀器自動(dòng) 啟動(dòng)2號驅(qū)動(dòng)器滴加2% 的硫酸溶液至pH=4.5。

③當(dāng)pH調(diào)節(jié)步驟完成后 ，儀器將自動(dòng)啟動(dòng)1號驅(qū) 動(dòng)器滴加0.056 mol/L硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)液標(biāo)定樣品 ，儀器會(huì) 根據(jù)二級微商法則判定等當(dāng)點(diǎn) ， 即滴定終點(diǎn)。

④儀器自動(dòng)根據(jù)硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)液在等當(dāng)點(diǎn)的消耗量 計(jì)算出樣品中Cl- 的含量。

(4) 用比重計(jì)測定鹽度

由于海水比重和海水密度緊密關(guān)聯(lián) ，海水密度又 取決于海水溫度及鹽度 ，使用比重計(jì)測定鹽度的實(shí)質(zhì) 就是從比重求密度 ， 然后再根據(jù)密度 、溫度推求 鹽度。

( 5) 船舶使用條件下的比較分析

比重計(jì)測定鹽度方法數(shù)據(jù)粗糙，存在誤差較大， 但可作定性分析 ，優(yōu)點(diǎn)是儀器和操作簡單 ，使用者不 多。硝酸銀滴定法分析數(shù)據(jù)較精確 ，但是耗時(shí)長 ，試 劑用量大，操作不便，還受到各種因素如指示劑及顏 色變化敏銳程度、AgCl沉淀吸附、各種陰陽離子干擾 和分析人員手動(dòng)滴定等的影響 ， 需要操作者有一定的 技能水平 。全自動(dòng)電位滴定儀法具有新穎性和先進(jìn) 性，測定快速、簡便，試劑消耗量比純化學(xué)滴定法減 少60% 以上 ， 降低成本的同時(shí)對環(huán)境污染也小 ，測定 結(jié)果準(zhǔn)確性、精密度符合規(guī)定要求 ，方便可靠。但是 儀器配置價(jià)格高 ，不夠簡便，船用較少。綜合比較還 是優(yōu)利多310鍋爐水鹽度化驗(yàn)法數(shù)據(jù)較準(zhǔn)確 ，儀器要 求低，操作簡單 ，受到輪機(jī)員的普遍歡迎。

2. 堿度測定方法及比較

( 1 ) 優(yōu) 利 多3 10 鍋 爐 水- 酚 酞 堿 性 化 驗(yàn) 法 (UNITOR-SPACTRAPAK-310)

①取200 . 00 mL化驗(yàn)用爐水水樣放于帶蓋的瓶 中 [4]。

②加入一片酚酞堿性藥片并搖至粉碎，水樣中若 有酚酞堿性存在，則呈藍(lán)色。

③重復(fù)加入上述酚酞堿性藥片，直至水樣由藍(lán)色 變?yōu)橛谰命S色為止。

④計(jì)算： 爐水堿度＝ 用藥片數(shù)×20－ 10。

(2) 酚酞和甲基橙滴定法

①用量筒量取50mL爐水置于錐形瓶中。

②加入1~4滴1%酚酞試劑使溶液呈紅色。

③用0.05 mol /L硝酸標(biāo)準(zhǔn)液滴入錐形瓶中至溶液 恰好變?yōu)闊o色為止。

④記錄所消耗的0.05 mo l /L硝酸標(biāo)準(zhǔn)液的體積 V1 mL，酚酞堿度即為V1 mmol /L。

⑤在上述水樣中 ， 繼續(xù)加入2滴1% 甲基橙指示

劑 ，溶液呈橙黃色 。繼續(xù)用0.05 mol /L硝酸標(biāo)準(zhǔn)液滴 定 ，至溶液變?yōu)槌燃t色為止。

⑥記錄所耗0.05 mol /L硝酸標(biāo)準(zhǔn)液的體積V2 mL， 甲基橙堿度即為V2 mmol /L。

⑦計(jì)算： 總堿度=酚酞堿度V1+甲基橙堿度V2。

(3) 混合指示劑法 (連續(xù)滴定)

①移取50.00 mL水樣于250mL三角瓶中，加入2滴 酚酞指示劑 ， 如呈紅色 ，則用0.100 0 mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn) 液滴定至顏色剛好消失，記下鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液的消耗體積 ( V1 ) 。

②在此溶液中，再加入2滴茜素紅- 甲基紅混合指 示劑 ， 繼續(xù)用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液滴定至由紫紅色變?yōu)槌燃t 色 ，記下鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液的消耗體積 ( V2 ) 。

③按同樣方法平行測定3次 ，3次平行測定的結(jié)果 與平均值的相對偏差不得大于0.2%， 否則重做。

(4) pH值試紙測試

pH值試紙測試方法操作步驟如下：

①取50.00 mL化驗(yàn)用爐水水樣放于帶蓋的瓶中。

②用勺子取0.6 g的pH試劑藥粉，加入到水樣，攪 拌溶解。

③選擇合適范圍的pH試紙 ， 沾取大約1 m in水 樣。

④對比pH試紙色階顏色 ，讀取pH值[4]。

(5) 船舶使用條件下的比較分析

混合指示劑法顏色變化非常敏銳 ，辨別有一定難

度，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差 ( 2.2% ) 小，精確度好，可獲得準(zhǔn) 確的測定結(jié)果。但傳統(tǒng)的船舶仍使用酚酞和甲基橙滴 定法 ， 因其相對容易掌握，數(shù)據(jù)也較準(zhǔn)確。 目前操作 最簡單、設(shè)備要求低的方法首推優(yōu)利多310鍋爐水-酚酞堿性化驗(yàn)法，而pH試紙測試法則作為輔助手段參考 并用。

3. 硬度測定方法及比較

( 1) 特利隆 (EDTA) 滴定法

①取50 mL爐水樣 ，加入硝酸 (數(shù)量與測酚酞堿 度時(shí)所用相同) ，使水呈中性。

②再加入2.5 mL氨緩沖液使水呈堿性 (pH=10) 。

③加入0.5%鉻黑藍(lán)指示劑3~4滴，至水呈葡萄酒 紅色[6]。

④在不斷搖動(dòng)下，用0.05mol/L特利隆標(biāo)準(zhǔn)液滴定 至溶液由葡萄酒紅色轉(zhuǎn)變?yōu)樗{(lán)色止。

⑤記錄特利隆標(biāo)準(zhǔn)液消耗的體積V， 硬度即為 V mg/L。

(2) 比色分析法 (水硬度檢測儀)

①按要求選配比色液。

②將水樣和比色液在水硬度檢測儀定容瓶中充分 混合。

③開啟比色光電源。

④將水樣和比色液充分混合后置于混合液槽，此

時(shí)混合液由于鉻黑與Ca2+ 、Mg2+離子的顯色反應(yīng)變?yōu)?酒紅色 ，顏色的深淺與硬度值的大小有對應(yīng)關(guān)系。

⑤檢測儀會(huì)自動(dòng)與標(biāo)準(zhǔn)曲線對比求出硬度值。

( 3) 爐水硬度的定性分析法

①調(diào)節(jié)水樣至適應(yīng)的pH值，加入適量指標(biāo)劑 ( 一 般將適宜的藥劑按一定的比例配制成硬度比度比色 劑) 并搖晃 ， 將水樣顏色與標(biāo)準(zhǔn)比色板顏色進(jìn)行比 較 ，讀出硬度值。

②當(dāng)水樣中不含硬度離子時(shí)顯藍(lán)色 ，水樣中硬度 含量未超過0.03mol/L時(shí)顯藍(lán)紫色，超過此數(shù)字時(shí)顯紫 色或紫紅色。

(4) 光度電極指示劑法

選用特定波長的吸收光并使其反射到水樣中，化 學(xué)反應(yīng)過程中溶液顏色的變化會(huì)引起光吸收強(qiáng)度的變 化，并轉(zhuǎn)化為電信號輸出，從而通過觀察電信號輸出 找到滴定終點(diǎn)。

( 5) 船舶使用條件下的比較分析

特利隆滴定法多需人工操作，繁瑣費(fèi)時(shí)，配置溶 液和滴定容易有偏差，從而造成測量結(jié)果偏差，而且 有廢液產(chǎn)生造成環(huán)境污染。比色分析法簡便、準(zhǔn)確、 節(jié)能、環(huán)保 ，有一定的市場推廣及應(yīng)用價(jià)值。比色液 除了鉻黑T外 ，包含多種化學(xué)物質(zhì)的特點(diǎn)保證了其測 量的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性、可靠性 。監(jiān)控儀還可在設(shè)定的監(jiān)控點(diǎn)發(fā)出報(bào)警信號并提供中斷輸出，誤差小 ，重現(xiàn) 性好 ，可靠性高 ， 比滴定法更受歡迎。爐水硬度的定 性分析法操作比較簡單，較適宜在船舶上推廣使用。

四 、結(jié) 論

輔鍋爐爐水水質(zhì)超標(biāo)時(shí) ，常見的水質(zhì)處理方法如 在爐水中添加磷酸三鈉水處理劑，并加強(qiáng)爐水上、下 排污等管理措施可有效減少輔鍋爐故障和延長輔鍋爐 使用壽命 ， 限于篇幅這里不展開。綜合比較而言，爐 水硬度定性分析法以及優(yōu)利多310鍋爐水化驗(yàn)法操作 比較簡單 ，且數(shù)據(jù)精度滿足船舶輔鍋爐要求，設(shè)備儀 器簡單，更適合在船舶上推廣應(yīng)用 。海船輪機(jī)員可根 據(jù)需要酌情選用適合的化驗(yàn)方法。船舶管理公司應(yīng)當(dāng) 加強(qiáng)對這方面的監(jiān)管以防止部分輪機(jī)員隱瞞、懈怠現(xiàn) 象的發(fā)生 。此外 ， 國內(nèi)專業(yè)的船舶爐水化驗(yàn)設(shè)備生產(chǎn) 商還是空白，進(jìn)口設(shè)備價(jià)格較貴，而船舶管理公司自 己去化學(xué)品市場選配很不專業(yè) 。這方面的工作亟待 加強(qiáng)。

來源講武堂