鍋爐水質(zhì)化驗(yàn)員：堿度正確檢測方法和計(jì)算公式及堿度偏高偏低處理措施

1.鍋爐水堿度是什么

堿度又稱鹽基度。堿度是表示水吸收質(zhì)子的能力的參數(shù)，通常用水中所含能與強(qiáng)酸定量作用的物質(zhì)總量來標(biāo)定。天然水中的堿度主要是由碳酸氫鹽、重碳酸鹽、碳酸鹽和氫氧化物引起的。磷酸鹽、硅酸鹽和硼酸鹽也會(huì)產(chǎn)生一些堿度。此外有機(jī)堿類、金屬水解性鹽類等也是堿度組成部分。在這些多種物質(zhì)組成堿度成分的情況下，堿度就成為一種水的綜合性指標(biāo)。

2.為什么要監(jiān)控鍋爐水堿度

2.1鍋爐水堿度高、鍋爐爐水堿度超標(biāo)三個(gè)危害

鍋爐水堿度過高危害一、會(huì)產(chǎn)生大量泡沫，引起蒸汽攜帶鹽分而結(jié)鹽垢，在過熱器易產(chǎn)生集鹽甚至堵死；

鍋爐水堿度過高危害二、鍋爐水堿度過高容易發(fā)生汽水共沸，不僅使蒸汽品質(zhì)惡化，造成過熱器水擊和管道水擊事故，嚴(yán)重的會(huì)損失用汽設(shè)備；

鍋爐水堿度過高危害三、如果爐水相對堿度即游離堿度NaOH過高，會(huì)使金屬表面的保護(hù)膜因溶解而破壞，容易在鉚接和脹管處金屬發(fā)生堿性腐蝕產(chǎn)生苛性脆化即堿脆。

2.2爐水堿度低于標(biāo)準(zhǔn)值對鍋爐本體二個(gè)危害

爐水堿度低于標(biāo)準(zhǔn)值對鍋爐本體危害一、爐水總堿度低于標(biāo)準(zhǔn)值對鍋爐本體容易結(jié)垢；

爐水堿度低于標(biāo)準(zhǔn)值對鍋爐本體危害二、爐水堿度如果呈酸性還會(huì)腐蝕鍋爐，時(shí)間長了就可以換鍋爐了。

3.堿度單位

堿度單位是過去所用的毫克當(dāng)量/升 mg/L，現(xiàn)已經(jīng)改用毫摩爾/升 mmol/L，數(shù)值一樣。檢測堿度是指一升溶液接受氫離子物質(zhì)的量。堿度有酚酞堿度和總堿度兩種。前者采用酚酞為指示劑，當(dāng)?shù)味ㄖ练犹甘緞┯杉t色變?yōu)闊o色時(shí)，溶液pH值即為 8.3，指示水中氫氧根離子(0H-)已被中和，碳酸鹽均被轉(zhuǎn)化為重碳酸鹽，此時(shí)的滴定結(jié)果稱為 “酚酞堿度”。當(dāng)?shù)味ㄖ良谆戎甘緞┯牲S色度為橙紅色時(shí)，溶液的pH值為4.4— 4.5，指示水中的重碳酸鹽(包括原有的和由碳酸鹽轉(zhuǎn)化成的)已被中和，此時(shí)的滴定結(jié)果稱為“總堿度”。

4.鍋爐水堿度的國家標(biāo)準(zhǔn)

4.1國家工業(yè)鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)GB/T1576-2008規(guī)定鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

采用鍋爐外水處理的自然循環(huán)蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐水質(zhì)國家標(biāo)準(zhǔn)，如下圖：

▲采用鍋爐外水處理的自然循環(huán)蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐水質(zhì)國家標(biāo)準(zhǔn)

補(bǔ)水使用軟化水無過熱器鍋爐，額定蒸汽壓力小于或等于1兆帕，鍋爐水全堿度為6~26mmol/L，酚酞堿度為4~18mmol/L；額定蒸汽壓力1.0＜p≤1.6MPa，鍋爐水全堿度為6~24mmol/L，酚酞堿度為4~16mmol/L；額定蒸汽壓力1.6＜p≤2.5MPa，鍋爐水全堿度為6~16mmol/L，酚酞堿度為4~12mmol/L；額定蒸汽壓力2.5＜p＜3.8MPa，鍋爐水全堿度為≤12mmol/L，酚酞堿度為≤10mmol/L；

補(bǔ)水使用軟化水有過熱器鍋爐，額定蒸汽壓力1.0＜p≤1.6MPa，鍋爐水全堿度為≤14mmol/L，酚酞堿度為≤10mmol/L；額定蒸汽壓力1.6＜p≤2.5MPa，鍋爐水全堿度為≤12mmol/L，酚酞堿度為≤8mmol/L；額定蒸汽壓力2.5＜p＜3.8MPa，鍋爐水全堿度為≤12mmol/L，酚酞堿度為≤10mmol/L；

補(bǔ)水使用除鹽水無過熱器鍋爐，額定蒸汽壓力小于或等于1兆帕，鍋爐水全堿度為≤10mmol/L，酚酞堿度為≤6mmol/L；額定蒸汽壓力1.0＜p≤1.6MPa，鍋爐水全堿度為≤10mmol/L，酚酞堿度為≤6mmol/L；額定蒸汽壓力1.6＜p≤2.5MPa，鍋爐水全堿度為≤8mmol/L，酚酞堿度為≤5mmol/L；額定蒸汽壓力2.5＜p＜3.8MPa，鍋爐水全堿度為≤4mmol/L，酚酞堿度為≤3mmol/L；

補(bǔ)水使用除鹽水有過熱器鍋爐，額定蒸汽壓力1.0＜p≤1.6MPa，鍋爐水全堿度為≤10mmol/L，酚酞堿度為≤6mmol/L；額定蒸汽壓力1.6＜p≤2.5MPa，鍋爐水全堿度為≤8mmol/L，酚酞堿度為≤5mmol/L；額定蒸汽壓力2.5＜p＜3.8MPa，鍋爐水全堿度為≤4mmol/L，酚酞堿度為≤3mmol/L。

4.2單純采用鍋爐內(nèi)加藥處理的自然循環(huán)蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐水質(zhì)國家標(biāo)準(zhǔn)，如下圖：

▲單純采用鍋爐內(nèi)加藥處理的自然循環(huán)蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐水質(zhì)國家標(biāo)準(zhǔn)

單純采用鍋爐內(nèi)加藥處理的自然循環(huán)蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐水全堿度為8~26mmol/L，酚酞堿度為6~18mmol/L。

5.鍋爐水堿度的測定方法

用干凈的吸球取100ml透明水樣置于錐形瓶中，加入2-3滴酚酞指示劑，如果此時(shí)溶液顯紅色，則用0.1mmol/L 硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至無色，記錄下耗酸體積 V1,然后再加入2 滴甲基橙指示劑，繼續(xù)用硫酸標(biāo)準(zhǔn)液滴定至橙紅色，記錄下第二次耗酸體積V2（這里不包括V1體積）。

6.鍋爐水堿度的計(jì)算公式

JD總=C(V1+V2)/VS×1000（mmol/L）

式中：JD總指全堿度；

C指硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度（mmol/L）;

V1、V2 指兩次滴定時(shí)所耗硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，單位ml；

VS 指水樣體積，單位ml。

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7.PH值與堿度的區(qū)別與聯(lián)系

PH值是表征溶液酸堿性的指標(biāo),它直接反映水中H+或OH-的含量.鍋水的PH值應(yīng)維持在一定范圍內(nèi),如果pH值較低,其危害是：水對鍋爐鋼材的腐蝕性增強(qiáng)；鍋水中磷酸根與鈣離子的反應(yīng),只有在pH值足夠高的條件下,才能生成容易排除的水渣；為了抑制鍋爐水中硅酸鹽的水解,減少硅酸在蒸汽中的溶解攜帶量.鍋水的pH值也不能太高,因?yàn)楫?dāng)鍋水磷酸根濃度符合規(guī)定時(shí),若鍋水pH值很高,就表明鍋水中游離量氧化鈉較多,容易引起堿性腐蝕。

堿度則除包括水中OH-含量外,還包括CO32- 和HCO-等堿性物質(zhì)的含量.對用軟化水作補(bǔ)給水的鍋爐,應(yīng)控制鍋水的堿度.鍋水的堿度太大時(shí),可能引起鍋爐的堿性腐蝕；使鍋水產(chǎn)生泡沫而影響蒸汽品質(zhì)；對于鉚接或脹接鍋爐可能發(fā)生苛性脆化.如果鍋水堿度太小時(shí),給水中的殘余硬度可能會(huì)生成水垢；磷酸根與鈣離子的反應(yīng)難以進(jìn)行；鍋水對鍋爐鋼材的腐蝕性增強(qiáng)。

PH值與堿度的區(qū)別是,在相同堿度的情況下,由于堿度成分不同,在相同堿度的條件下，由于溶液中組成堿度的成分不同，其PH值不一定相同。例如：堿度同是為0.1mol/L，NaOH溶液PH值為13， NH3.H2O溶液PH值為11，NaHCO3溶液PH值為8.3。

PH值與堿度的聯(lián)系是鍋爐水中的HCO3-、CO32-、OH-、H+等四種離子一般都是同時(shí)存在的。

PH值范圍為0-14,7為中性；小于7為酸性,大于7為堿性.鍋爐正常給水的PH值在7-8之間,爐水的PH值在10-12之間.總堿度隨鍋爐指標(biāo)的不同,在6-26mmol/L之間。

8.關(guān)于鍋爐水堿度常見問題解決辦法

8.1造成鍋爐爐水堿度過高三個(gè)的原因：

造成鍋爐水堿度過高原因之一、為在防止鍋爐管道產(chǎn)生氧腐蝕，在對鍋爐加氨處理時(shí)會(huì)產(chǎn)生堿；

造成鍋爐水堿度過高原因之二、在為鍋爐除去水垢時(shí)，一般會(huì)進(jìn)行磷酸鹽(Na3PO4、Na2HPO4)處理，同樣也會(huì)產(chǎn)生堿；

造成鍋爐水堿度過高原因之三、鍋爐超負(fù)荷運(yùn)行，濃縮倍率高。

造成鍋爐水堿度過高原因之四、鍋爐連排排污不及時(shí)也會(huì)產(chǎn)生堿。

8.2鍋爐水的堿度過高可以采用三種解決方法：

鍋爐水的堿度過高解決方法之一、加強(qiáng)排污（表面排污為主），注意大量排污會(huì)引起的熱損失。

鍋爐水的堿度過高解決方法之二、不加酸加降堿劑（酸式磷酸鹽），鍋水中投加磷酸氫二鈉（NaHPO4）或磷酸二氫鈉（NaHPO4），這兩種藥劑能與鍋水中的NaOH氫氧化鈉反應(yīng)，反應(yīng)后減少了氫氧化鈉含量，從而降低鍋水堿度，同時(shí)生成的磷酸三鈉起到防垢作用，酸式磷酸鹽加藥量要控制鍋水中磷酸根離子的濃度在10-30mmo1/L標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。如果鍋水游離的NaOH濃度太高即相對堿度高通常不建議選用此法，因需加入酸式磷酸鹽的量太大，酸式磷酸鹽消耗量太大不經(jīng)濟(jì)，同時(shí)增加鍋水含鹽量高。

鍋爐水的堿度過高解決方法之三、部分鈉離子交換法處理。在供水壓力、水量及水質(zhì)穩(wěn)定時(shí)，適宜采用部分鈉離子交換系統(tǒng)，爐水中的堿度因與硬度鹽類反應(yīng)形成水渣而被消耗，不僅降低了爐水的堿度還降低了硬度。

CaSO4+Na2CO3=CaCO3+Na2SO4

MgCL2+2NaOH=Mg(OH)2+2NaCL

在此系統(tǒng)中，由于需要軟化的水減少了，可以減少鍋爐水處理設(shè)備，而且可以降低水耗鹽耗量，但是因?yàn)橛猩苯舆M(jìn)入鍋爐，所以不能完全防止鍋爐內(nèi)部結(jié)垢，故在應(yīng)用本法時(shí)，要嚴(yán)格控制好軟化與原水的比例，保證給水的硬度不小于3.5，原水的配水比例和給水硬度的選擇，要通過一段時(shí)間的實(shí)驗(yàn)來確定，采用不同的配水比例和給水硬度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，及時(shí)測定幾小時(shí)內(nèi)和幾天內(nèi)鍋水各項(xiàng)指標(biāo)的變化情況，調(diào)整至鍋水水質(zhì)的各項(xiàng)指標(biāo)和排污率達(dá)到較佳狀態(tài)。采用部分鈉離子交換法，由于給水殘余硬度較高，要合理控制排污，既要控制熱損失又要防止沉淀產(chǎn)生二次水垢，在設(shè)備方面，只需要在原設(shè)備上增加一個(gè)分配水箱和轉(zhuǎn)子流量計(jì)，此外還可以在給水箱上布置一個(gè)藥箱，必要時(shí)加入適量的磷酸三鈉或酸式磷酸鹽，以消除殘余硬度和增強(qiáng)水渣的流動(dòng)性處理。

鍋爐水質(zhì)化驗(yàn)員：堿度正確檢測方法和計(jì)算公式及堿度偏高偏低處理措施（顏輝）