工業鍋爐的水質PH酸堿度、電導率(硬度)檢測
工業鍋爐,是一種能量轉換設備,向鍋爐輸入的能量有燃料中的化學能、電能,鍋爐輸出具有一定熱能的蒸汽、高溫水或有機熱載體。鍋爐包括
工業鍋爐,是一種能量轉換設備,向鍋爐輸入的能量有燃料中的化學能、電能,鍋爐輸出具有一定熱能的蒸汽、高溫水或有機熱載體。鍋爐包括鍋和爐兩大部分:鍋的原義指在火上加熱的盛水容器,爐指燃燒燃料的場所。提供熱水的鍋爐稱為熱水鍋爐,主要用于生活,工業生產中也有少量應用。產生蒸汽的鍋爐稱為蒸汽鍋爐,多用于火電站、船舶、機車和工礦企業。
一、工業鍋爐的分類
1、按功能分為:
開水鍋爐、熱水鍋爐、蒸汽鍋爐、導熱油鍋爐、熱風鍋爐等,其中;
1)開水鍋爐分為:
KS-D電開水鍋爐、KS-Y燃油開水鍋爐、KS-Q燃氣開水鍋爐、KS-AII燃煤開水鍋爐等;
2)熱水鍋爐分為:
CLDZ(CWDZ)電熱水鍋爐、CLHS(CWNS)燃油熱水鍋爐、燃氣熱水鍋爐、CLSG(CDZH)燃煤熱水鍋爐等;
3)蒸汽鍋爐分為:
LDR(WDR)電蒸汽鍋爐、LHS(WNS)燃油蒸汽鍋爐、燃氣蒸汽鍋爐、LSG、DZG、DZH、DZL燃煤蒸汽鍋爐等。
2、按燃料分為:
電加熱鍋爐、燃油鍋爐、燃氣鍋爐、燃煤鍋爐、沼氣鍋爐、太陽能鍋爐等;
其中,燃煤鍋爐按燃燒方式可以分為:層燃鍋爐、室燃鍋爐和沸騰鍋爐。
3、按用途分類:
鍋爐可以作為熱能動力鍋爐和供熱鍋爐。
動力鍋爐包括:電站鍋爐、船舶鍋爐和機車鍋爐等,相應用于發電、船舶動力和機車動力。
供熱鍋爐包括:蒸汽鍋爐、熱水鍋爐、熱管鍋爐、熱風爐和載熱體加熱爐等,相應地得到蒸汽、熱水。熱風和載熱體等。
4、按結構分類:
1)火管(煙管)鍋爐:一種管內走火或者走煙,管外是水的鍋爐,包括立式鍋爐和臥式鍋爐。
2)水管鍋爐:正好與上述相反的鍋爐(目前使用的多數是水管鍋爐),包括橫水管鍋爐和豎水管鍋爐。
3)自然循環鍋爐:依靠管內工質密度差,提供水循環的動力。
5、按鍋爐水循環形式分類:
1)自然循環鍋爐:下降管和受熱面之間的循環,靠兩者之間的自然壓力來產生;
2)強制循環鍋爐:靠爐水循環泵加壓強制進行。
6、按燃燒方式分類:
1)室燃爐;
2)旋風爐;
3)流化床爐。
7、按壓力分類:
1)常壓鍋爐(無壓鍋爐,就是在一個正常大氣壓下工作的鍋爐);
2)低壓鍋爐(壓力小于等于2.5MPa);
3)中壓鍋爐(壓力小于等于3.9MPa) 高壓鍋爐(壓力小于等于10.0MPa);
4)超高壓鍋爐(壓力小于等于14.0MPa);
5)亞臨界鍋爐(壓力介于17—18MPa);
6)超臨界鍋爐(壓力介于22--25MPa)。
8、按鍋爐容量分:
1)小型鍋爐:蒸發量小于20t/h的;
2)大型鍋爐:蒸發量大于75t/h的;
3)中型鍋爐:蒸發量介于兩者之間的稱為。
9、按裝置形式分:
可以分為快裝鍋爐、組裝鍋爐和散裝鍋爐。此外,還有壁掛鍋爐、真空鍋爐和模塊鍋爐等形式。
二、鍋爐水質檢驗的重要性
在工業的鍋爐中,水不僅能夠為鍋爐輸送所需的熱量,還能夠為其提供足夠的動力,由此可見,水對于工業鍋爐是非常重要的。
通常情況下,天然的水含有多種不同的雜質,假如我們將天然水直接加入工業鍋爐中,這將會極大地影響到鍋爐的正常工作:
第一,隨著溫度的逐漸升高,鍋爐中的水分開始不斷地蒸發,此時,天然水中的鈣鎂鹽濃度逐漸地上升,最終在鍋爐的內側形成一層水垢,一旦形成水垢,鍋爐在排煙時的熱損失出現了一定程度的增加,降低鍋爐的熱效率;
第二,當鍋爐的溫度到達一定值時,金屬遇高溫會發生一定的形變,從而使得結水垢處的爐膽受熱發生塌陷,甚至導致受熱面的管子過熱而發生爆管;
第三,天然水中溶有一定量的二氧化碳和氧氣,其中,氧氣是一種去極化劑,從而發生電化學反應,并進一步加快鍋爐中金屬元件的腐蝕速度,如果水的PH酸堿度超過7,則電化學腐蝕的程度會得到進一步的加深,除此之外,水中的鹽絕大多數是呈離子狀態,從而加快電化學的腐蝕速度。
所以,通過對工業鍋爐進行水質檢驗,可以了解、監督鍋爐的水質情況,及時發現水處理設備在運行中存在的問題,確保鍋爐的正常運行。
三、工業鍋爐水質檢驗的主要方法、指標
1、檢驗方法
1)復檢法:
在抽取樣品檢驗鍋爐的水質時,通過保留水質的副樣,并對其登記相應的編號,再將副樣交給復驗,最后對比前后兩次樣品的結果。
2)平行樣分析法
每一個水質樣品都需要進行平行樣的檢驗,通常情況下,可根據樣品數的10%-20%來設計檢驗的比率,其中,平行樣檢驗結果允許的偏差,可詳細地參考水質的分析范圍。
3)比對和能力驗證
比對驗證可分為兩種,其一為室內比對,其二對室間比對,室內比對還可進一步分為三類,第一類是人與人的比對,第二類是檢測儀器之間的比對,第三類為實驗方法的比對,可通過室內的比對來估計出檢驗員之間的隨機誤差,而通過室間比對可估計出檢驗過程的系統誤差。
4)在線檢測法
水質在線分析檢測儀,對酸堿度PH值、電導率值即水硬度等指標數據進行實時連續檢測,提供信號遠傳到控制室進行系統閉環控制,可設置報警功能,實時、連續、在線、可控。
2、水質檢驗指標
1)堿度
指工業鍋爐的水中能夠附和氫離子的離子的總含量。堿性的物質能夠與鍋爐中的鈣鎂鹽等硬度物質發生化學的反應,最終形成一層水垢。因此,需要維持鍋爐水中的中性酸堿度,然而,如果水中的堿性過強,工業鍋爐的鍋身會遭受一定程度的腐蝕。
2)硬度(電導率)
指鍋爐水中鈣鎂等類似物質的總量。對工業鍋爐來說,鍋水的硬度(電導率)需要維持在一定穩定的范圍內,其中,硬度越高,水垢的形成就越快。
3)pH酸堿值
指水中指氫離子濃度對數值的負數。通過該值,可以快速地判斷鍋水的酸堿性,通常情況下,鍋水的酸堿度是超過7的,工業鍋爐的pH值是呈堿性的,這種情況會防止水垢的生成,同時還能夠避免鍋身遭受腐蝕,延長工業鍋爐的使用周期。
四、工業鍋爐水質不合格問題的結果
工業鍋爐水處理不合格會導致的結果是:結垢、腐蝕。
結垢與腐蝕的后果是:
①、腐蝕使金屬構件破損:
鍋爐的省煤器、水冷壁、對流管束及鍋筒等構件會因水質不良而引起腐蝕。結果這些金屬構件變薄和凹陷,甚至穿孔。更為嚴重的腐蝕會使金屬內部結構遭到破壞。被腐蝕的金屬強度顯著降低。因此嚴重影響鍋爐安全運行,縮短鍋爐使用年限,造成經濟上的損失。
②、增加鍋水中的結垢成份金屬的腐蝕產物(主要是鐵的氧化物):
被鍋水帶到鍋爐受熱面后,容易與其它雜質生成水垢。當水垢含鐵時,傳熱效果更差。例如,含8%鐵并混有二氧化硅的1mm厚的水垢所造成的熱損失,相當于4mm厚的其他成份的水垢。
③、產生垢下腐蝕含有高價鐵的水垢,容易引起與水垢接觸的金屬鐵的腐蝕:
鐵的腐蝕產物又容易重新結成水垢。這是一種惡性循環,它會導致鍋爐構件迅速損壞。尤其對燃油鍋爐,金屬腐蝕產物的危害更大。
五、水的硬度與電導率、TDS之間的關系
1、電導率與TDS
TDS(溶解性總固體)用來衡量水中所有離子的總含量, 通常以ppm表示。在純水制造業,電導率也可用來間接表征TDS。
溶液的電導率等于溶液中各種離子電導率之和,比如:純食鹽溶液:
Cond=Cond(pure water) + Cond(NaCl)
電導率和TDS的關系并不呈線性,但在有限的濃度區段內,可采用線性公式表示,例如:
100uS/cm x 0.5 (as NaCl) = 50 ppm TDS(uS微西門子)。
從上面兩個公式可以知道:
純水的電導率為:0.055uS (18.18兆歐),食鹽的TDS與電導率換算系數為0.5。所以,經驗公式是:將以微西門子為單位的電導率折半約等于TDS(ppm)。有時TDS 也用其它鹽類表示,如CaO3(系數則為0.66)。TDS與電導率的換算系數可以在0.4-1.0之間調節,以對應不同種類的電解質溶液。
2、電導率與水的硬度
水溶液的電導率直接和溶解性總固體濃度成正比,而且固體量濃度越高,電導率越大。利用電導率儀或總固體溶解量計,可以間接得到水的總硬度值,為了近似換算方便,1μs/cm電導率 = 0.5ppm硬度。但是需要注意:
1)以電導率間接測算水的硬度,其理論誤差約20-30ppm;
2)溶液的電導率大小決定分子的運動,溫度影響分子的運動,為了比較測量結果,測試溫度一般定為20℃或25℃;
3)采用試劑檢測,可以獲取比較準確的水的硬度值。
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