《电厂用水》PPT课件.ppt

第第2 2章章 电厂用水电厂用水2.1 2.1 水的性质水的性质2.2 2.2 水中的杂质水中的杂质2.3 2.3 水质指标水质指标2.4 2.4 水质指标间的相互关系及计算水质指标间的相互关系及计算2.5 2.5 水在火力发电厂的重要作用水在火力发电厂的重要作用2.6 2.6 火力发电锅炉的水汽质量标准及说明火力发电锅炉的水汽质量标准及说明单单分分子子水水由由原原子子量量计计算算得得分分子子量量为为18，但但实实验验测测得得气气态态水水的的分分子子量量为为18.64，液液态态水水的的分分子子量量还还大大，这这就就说说明明有有聚聚合合态态水水存存在在。通通常常把把这这种种由由简简单单分分子子结结合合成成复复杂杂分分子子的的集集合合体体，而而不不改改变变单个分子的化学性质的作用，称为分子的缔合：单个分子的化学性质的作用，称为分子的缔合：n(H2O)=(H2O)n（n=1、2、3）H 104.50 HHHHHHHHHHH2.1 2.1 水的性质水的性质1.1.水的组成及结构水的组成及结构 1.1冰的结构示意图冰的结构示意图2.2.水的物理性质水的物理性质水的蒸气压水的蒸气压(100时为时为101.325kPa)温度升高水的蒸气压升高温度升高水的蒸气压升高。PV=nRT水的密度水的密度(41.0103kg/m3)其它温度下水的密度均小于此值其它温度下水的密度均小于此值。水的比热水的比热(14.5至至15.5时为时为4.18kJ/kg.K)高于此温度水的比热变小，低于此温度变大高于此温度水的比热变小，低于此温度变大水的介电常数水的介电常数81（2525）温度升高水的介电常数减小温度升高水的介电常数减小水的的表面张力水的的表面张力(20时为时为72.810-3N/m2)温度升高水的表面张力减小温度升高水的表面张力减小3.3.高温（高温（300300以上）以上）炉水的性质炉水的性质高温炉水高温炉水温度升高至温度升高至接近临界点时：接近临界点时：蒸气压直线上升蒸气压直线上升水的密度水的密度直线下降直线下降水蒸汽的密度水蒸汽的密度直线上升直线上升水的比热水的比热直线下降直线下降水蒸汽的比热水蒸汽的比热直线上升直线上升水的介电常数水的介电常数直线下降直线下降水蒸汽的介电常数水蒸汽的介电常数直线上升直线上升水的表面张力水的表面张力直线下降至零直线下降至零水的临界点：水的临界点：374.15，22.1MPa性质性质温度温度临临界界温温度度水的密度水的密度水蒸汽的密度水蒸汽的密度3004.4.超临界水的性质超临界水的性质水水的的超超临临界界状状态态:当当水水的的温温度度和和压压力力分分别别高高于于临临界界温温度度和和临临界界压压力力时时的的状状态态。在超临界状态下水表现出与常温下不同的理化性质，在超临界状态下水表现出与常温下不同的理化性质，表表2.1.1普通水与超临界水性质的比较普通水与超临界水性质的比较水的状态水的状态普通水普通水 临界水临界水超临界水超临界水过热蒸汽过热蒸汽温度温度/2525374.15374.15450450450450压力压力/MPa/MPa 0.10.122.122.1272713.613.6介电常数介电常数 81815.45.41.81.81.01.0氧溶解度氧溶解度/(mgL/(mgL1 1)8 8完全互溶完全互溶完全互溶完全互溶完全互溶完全互溶密度密度/(mgm/(mgm3 3)0.9980.998 0.128 0.1284.19104.19103 3 粘度粘度/cp/cp 0.890 0.890 0.0298 0.0298 2.65102.65105 5 有效扩散系数有效扩散系数(cm(cm2 2ss1 1)7.74107.74106 6 7.67107.67104 4 1.79101.79103 3 2.2 2.2 水中的杂质水中的杂质 悬浮物：悬浮物：悬浮物是构成水中混浊度的主要因素，一般粒径在悬浮物是构成水中混浊度的主要因素，一般粒径在100nm 100nm 以上以上 胶体物质：胶体物质：是由许多分子或离子组成的集合体，其颗粒直径一般为是由许多分子或离子组成的集合体，其颗粒直径一般为1nm100nm1nm100nm之之间间 。溶解物质：溶解物质：天然水中溶解物质大都以离子或溶解气体的形式存在。天然水中溶解物质大都以离子或溶解气体的形式存在。溶解离子：溶解离子：Na Na+、K K+、CaCa2+2+、MgMg2+2+、HCOHCO3 3、CICI、SOSO4 42 2等。等。溶解气体：溶解气体：主要有主要有O O2 2、COCO2 2 等。等。根据电厂用水所含杂质不同将水分为：根据电厂用水所含杂质不同将水分为：原水：原水：原水就是锅炉的水源水。通常包括地表水和地下水。原水就是锅炉的水源水。通常包括地表水和地下水。给水：给水：直接进入锅炉供锅炉蒸发或加热的水称为锅炉给水。直接进入锅炉供锅炉蒸发或加热的水称为锅炉给水。补给水：补给水：生水经过各种水处理工艺处理后补充锅炉汽水损失的水生水经过各种水处理工艺处理后补充锅炉汽水损失的水 称为补给水。称为补给水。生产回水或凝结水：生产回水或凝结水：蒸汽的热能被利用后，所回收的冷凝水通常称为生产回水或凝蒸汽的热能被利用后，所回收的冷凝水通常称为生产回水或凝结水。结水。炉水：炉水：锅炉体内加热或蒸发系统中流动着的水称为炉水或称锅水。锅炉体内加热或蒸发系统中流动着的水称为炉水或称锅水。排污水：排污水：由于炉水经相当长时间循环运行，水中的微量杂质被浓缩，为保证炉水的由于炉水经相当长时间循环运行，水中的微量杂质被浓缩，为保证炉水的质量，必须排污，这就是排污水。质量，必须排污，这就是排污水。冷却水：冷却水：用作冷却介质的水称为冷却水。用作冷却介质的水称为冷却水。2.3水质指标与水质技术指标水质指标与水质技术指标锅炉用水中水质指标的表达方式通常有两种：锅炉用水中水质指标的表达方式通常有两种：一一种种是是表表示示水水中中所所含含有有的的离离子子或或分分子子来来表表示示，如如钠钠离离子子、氯离子、磷酸根离子、溶解氧等等氯离子、磷酸根离子、溶解氧等等,一般称为一般称为水质指标水质指标。另另一一种种则则并并不不代代表表某某种种单单纯纯的的物物质质，而而是是表表示示某某些些化化合合物的组合物的组合 或表征某种特性。或表征某种特性。如如硬硬度度、碱碱度度、溶溶解解固固形形物物、电电导导率率等等，这这种种指指标标是是由由于于技技术术上上的的需需要要而而拟拟定定的的。故故称称为为技技术术指指标标。在在实实际际中中有时不加区分。有时不加区分。2.2.水质技术指标水质技术指标1 1）悬浮物和浊度）悬浮物和浊度，悬浮物是指经过滤后分离出来的不溶于水的固体混合物，可以通，悬浮物是指经过滤后分离出来的不溶于水的固体混合物，可以通过重量法测定，由于方法很麻烦，在实际中常采用测浊度的方法来衡量悬浮物和胶体过重量法测定，由于方法很麻烦，在实际中常采用测浊度的方法来衡量悬浮物和胶体物质的含量。浊度的单位通常用物质的含量。浊度的单位通常用“福马肼福马肼”（FTUFTU）表示。）表示。浊度的测定浊度的测定:通过比较被测水样透过光和标准参比悬浊液透过光的强度而得到通过比较被测水样透过光和标准参比悬浊液透过光的强度而得到.标准参比悬浊液标准参比悬浊液(称为福马肼称为福马肼)是硫酸联胺溶液和六次甲基四胺组成是硫酸联胺溶液和六次甲基四胺组成.硫酸联胺溶液硫酸联胺溶液:1.000g:1.000g硫酸联胺加少量无浊水温热使之溶解冷却到室温后移入硫酸联胺加少量无浊水温热使之溶解冷却到室温后移入100mL100mL容量瓶中容量瓶中.用无浊水稀释至刻度用无浊水稀释至刻度.六次甲基四胺溶液六次甲基四胺溶液:10.00g:10.00g六次甲基四胺加少量无浊水溶解移入六次甲基四胺加少量无浊水溶解移入100mL100mL容量瓶中用容量瓶中用无浊水稀释至刻度无浊水稀释至刻度.福马肼浊度贮备液福马肼浊度贮备液:用移液管分别吸取用移液管分别吸取5mL5mL硫酸联胺溶液和六次甲基四胺溶液于硫酸联胺溶液和六次甲基四胺溶液于100mL100mL容量瓶中充分摇匀室温下保容量瓶中充分摇匀室温下保24h24h后用无浊水稀释至刻度后用无浊水稀释至刻度.此溶液的浊度为此溶液的浊度为400FTU.400FTU.福马肼浊度标准液福马肼浊度标准液(100FTU):(100FTU):取贮备液取贮备液25mL25mL于于100mL100mL容量瓶中容量瓶中,用无浊水稀释至刻用无浊水稀释至刻度度.用此法可获得一系列不同浊度的标准溶液用此法可获得一系列不同浊度的标准溶液,测出标准溶液的浊度绘制浊度与吸光度测出标准溶液的浊度绘制浊度与吸光度的关系曲线的关系曲线.浊度的单位浊度的单位1.1.FTUFTU单位表示的浊度所用仪器是普通的分光光度计的原理单位表示的浊度所用仪器是普通的分光光度计的原理，所用的标准浊度溶液是福马肼溶液。所用的标准浊度溶液是福马肼溶液。2.2.NTUNTU是用是用透射仪测定的浊度单位，所用的标准浊度溶液也透射仪测定的浊度单位，所用的标准浊度溶液也是福马肼溶液。是福马肼溶液。3.3.JTUJTU是用硅藻土作标准浊度溶液的，所用仪器同是用硅藻土作标准浊度溶液的，所用仪器同FTUFTU。4.4.这三种浊度单位表示的浊度对于同一种有浊度的溶这三种浊度单位表示的浊度对于同一种有浊度的溶液来说差别不大。液来说差别不大。3 3）硬度及其单位。硬度及其单位。硬度硬度：水中所有高价金属离子的总和都称硬度（：水中所有高价金属离子的总和都称硬度（YDYD）。）。常用的常用的 硬度的定义式为：硬度的定义式为：YDYD（1/2Ca 1/2Ca 2+2+1/2Mg+1/2Mg2+2+）硬度的单位硬度的单位：通常以碳酸钙或氧化钙或德国度表示。：通常以碳酸钙或氧化钙或德国度表示。量量浓浓度度，mol/L mol/L.C C(1/2CaCO(1/2CaCO3 3)=C C(1/2CaO)(1/2CaO)=C C (1/2Ca(1/2Ca 2+2+)mol/L)mol/L 德国度德国度，（，（o oGG）。）。1 1o oG=10mg/LCaOG=10mg/LCaO，由于由于1/2CaO1/2CaO的摩尔质量为的摩尔质量为28g/mol 128g/mol 1o oG=10mg/L28g/mol=G=10mg/L28g/mol=1/2.8(mmol/L)1/2.8(mmol/L)，1mmol/L1mmol/L（1/2CaO1/2CaO）=2.8=2.8 o oGG ppm ppm（mg/Lmg/L），），1mg/L CaCO 1mg/L CaCO3 3称为称为1 ppm1 ppm硬度。由于硬度。由于 1/2CaCO1/2CaCO3 3的摩尔质量为的摩尔质量为5 0g/L5 0g/L，1 mmol/L1 mmol/L的（的（1/2CaCO1/2CaCO3 3）硬度就）硬度就相当于相当于50mg/L50mg/L即即50ppm50ppm硬度。硬度。例例2.12.1 某某水水分分析析结结果果为为：CaCa2+2+的的浓浓度度为为60.0mg/L 60.0mg/L;MgMg2+2+的的浓浓度度为为24.3mg/L,24.3mg/L,试试用各种方法表示总硬度。用各种方法表示总硬度。解：解：1/2Ca2+和和1/2Mg2+的摩尔质量分别为的摩尔质量分别为20g/mol和和12.15g/mol。YD=（60/20+24.3/12.15）mmol/L=5.0mmol/LYD=5.0mmol/L2.8oG/mmol/L=14oGYD=5.0mmol/L50ppm/mmol/L=250ppm4）碱度和酸度）碱度和酸度碱度碱度表示水中能接受氢离子的一类物质的量，在水中碱度主要是表示水中能接受氢离子的一类物质的量，在水中碱度主要是OH、1/2CO32、HCO3。天然水中的碱度主要是。天然水中的碱度主要是HCO3。酸度酸度表示水中能接受氢氧根离子的一类物质的量，在水中酸度主要有各种酸表示水中能接受氢氧根离子的一类物质的量，在水中酸度主要有各种酸类及强酸弱碱盐，天然水中的酸度主要是类及强酸弱碱盐，天然水中的酸度主要是H2CO3。阳床出水的酸度主要是强酸阳床出水的酸度主要是强酸HCI、H2SO4。及碳酸。及碳酸H2CO3。碱度和酸度可用酸碱滴定法测定。碱度和酸度可用酸碱滴定法测定。5 5）有机物与化学耗氧量）有机物与化学耗氧量：表示水中有机物及还原性物质含量的一项指标。：表示水中有机物及还原性物质含量的一项指标。CODCOD的测定就是利用有机物可氧化这一特性，在一定的条件下，用一定的强氧化剂与的测定就是利用有机物可氧化这一特性，在一定的条件下，用一定的强氧化剂与水中各种有机物及亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等作用，然后将所消耗的氧化剂的水中各种有机物及亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等作用，然后将所消耗的氧化剂的量，计算折合成氧的质量浓度，称为化学耗氧量，单位以量，计算折合成氧的质量浓度，称为化学耗氧量，单位以mg/Lmg/L来表示。一般说来表示。一般说CODCOD越高，水中有机物污染越严重。不同测定方法测得的结果会有所不同。因此越高，水中有机物污染越严重。不同测定方法测得的结果会有所不同。因此表示有机物含量时应注明测定方法。一般情况下，有机物含量较低时采用高锰酸表示有机物含量时应注明测定方法。一般情况下，有机物含量较低时采用高锰酸钾法，而有机物含量高时采用重铬酸钾法。同一水样，用重铬酸法测定比用高锰钾法，而有机物含量高时采用重铬酸钾法。同一水样，用重铬酸法测定比用高锰酸钾测定结果要高一些。酸钾测定结果要高一些。1.碱度与硬度碱度与硬度2.42.4水质指标间的关系水质指标间的关系硬度大于碱度：硬度大于碱度：这种水称为非碱性水，钙、镁离子将首先与这种水称为非碱性水，钙、镁离子将首先与HCO3形成碳酸盐硬度（形成碳酸盐硬度（YDT），剩余硬度离子即钙镁离子与），剩余硬度离子即钙镁离子与SO42、CI等其它阴离子形成非碳酸盐硬度（等其它阴离子形成非碳酸盐硬度（YDF）。）。硬度等于碱度：硬度等于碱度：在这种水中，钙、镁离子全部与在这种水中，钙、镁离子全部与HCO3形成形成碳酸盐硬度。既没有非碳酸盐硬度也没有剩余碱度。碳酸盐硬度。既没有非碳酸盐硬度也没有剩余碱度。硬度小于碱度：硬度小于碱度：在这种碱性水中，硬度将全部形成碳酸盐硬在这种碱性水中，硬度将全部形成碳酸盐硬度，剩余的碱度则与度，剩余的碱度则与Na+、K+形成钠碱度（形成钠碱度（JDNa）称为负硬度，）称为负硬度，此时无非碳酸盐硬度。此时无非碳酸盐硬度。例例 2.4.1某某 井井 水水 的的 水水 质质 分分 析析 结结 果果 总总 硬硬 度度 为为 YD=2.6mmol/L;总总 碱碱 度度 为为 JD=1.2mmol/L;而而某某河河水水的的分分析析结结果果总总硬硬度度为为YD=3.8mmol/L;总总碱碱度度为为JD=4.1mmol/L。问问此此河河水水与与井井水水中中碳碳酸酸盐盐硬硬度度、非非碳碳酸酸盐盐硬硬度度和和负负硬硬度度分分别别为多少？为多少？解：解：井水中硬度大于碱度，所以：井水中硬度大于碱度，所以：碳酸盐硬度（碳酸盐硬度（YDT）=碱度碱度=1.2mmol/L非碳酸盐硬度（非碳酸盐硬度（YDF）=YDJD=2.6mmol/L1.2mmol/L=1.4mmol/L负硬度为负硬度为0mmol/L,此时的水通常称为非碱性水。此时的水通常称为非碱性水。河水中硬度小于碱度河水中硬度小于碱度碳酸盐硬度（碳酸盐硬度（YDT）=硬度硬度=3.8mmol/L非碳酸盐硬度（非碳酸盐硬度（YDF）=0mmol/L负硬度（负硬度（JDNa）=JDYD=(4.13.8)mmol/L=0.30mmol/L此时的水通常称为碱性水。此时的水通常称为碱性水。2.碱度与碱度离子碱度与碱度离子碱碱度度（JDJD）：碱碱度度是是表表示示水水中中能能接接受受氢氢离离子子的的一一类类物物质质的的量量。根根据据酸酸碱碱滴滴定定法法测测定定水水中中的的碱碱度度，这这时时所所用用的的标标准准溶溶液液是是HCI或或H2SO4溶溶液液，酸酸与与各各种种碱度离子的三个反应是：碱度离子的三个反应是：OH+H+=H2OCO32+H+=HCO3HCO3+H+=H2O+CO2根根据据所所加加指指示示剂剂不不同同，碱碱度度又又可可分分为为甲甲基基橙橙碱碱度度(JD甲甲)和和酚酚酞酞碱碱度度(JD酚酚)。加加酚酚酞酞指指示示剂剂时时只只能能完完成成上上述述两两个个反反应应；加加甲甲基基橙橙指指示示剂剂时时三三个个反反应应全全部部完完成。称成。称(JD甲甲)为全碱度。为全碱度。在在实实际际的的滴滴定定分分析析中中往往往往是是先先加加酚酚酞酞指指示示剂剂，滴滴至至终终点点pH约约为为8.2，再再加加甲甲基基橙橙指指示示剂剂继继续续滴滴至至终终点点pH值值为为4.2。此此时时的的总总碱碱度度应应为为(JD全全)=(JD)(JD)酚酚+(JD)(JD)甲甲。3.离子碱度可能存在的离子碱度可能存在的5种不同情况种不同情况假设滴定中消耗的酸量分别用假设滴定中消耗的酸量分别用a（酚）、（酚）、b（甲）（单位：（甲）（单位：mL)1 1.ab.ab 碱度离子为碱度离子为COCO3 3和和OHOH，没有，没有HCOHCO3 3；2.2.aba0.a=0,b0 碱度离子只有碱度离子只有HCOHCO3 3；没有；没有COCO3 32 2 ，OHOH ；5 5.b=0,a0.b=0,a0 碱度离子只有碱度离子只有OHOH。锅炉用水中碱度主要由锅炉用水中碱度主要由OHOH、CO CO3 32 2、HCOHCO3 3及其它少量的弱酸盐类组及其它少量的弱酸盐类组成。成。碱度的计量单位为碱度的计量单位为mmol/Lmmol/L，其基本单元为：其基本单元为：OH OH、1/2CO1/2CO3 32 2、HCOHCO3 3炉水中基本上不存在炉水中基本上不存在HCOHCO3 3，因为在高温高压下因为在高温高压下HCOHCO3 3COCO3 32 2+H+H2 2O+COO+CO2 2COCO3 32 2+H+H2 2OO2OH2OH+CO+CO2 2当氢氧根和碳酸氢根共存时，相互作用发生以下反应：当氢氧根和碳酸氢根共存时，相互作用发生以下反应：HCOHCO3 3+OH+OHCOCO3 32 2+H+H2 2OO所以所以炉水中的碱度炉水中的碱度主要是主要是COCO3 32 2、OHOH。生水中的碱度生水中的碱度主要是主要是HCOHCO3 3。例例2.4.2 2.4.2 某某锅锅炉炉炉炉水水的的水水质质分分析析结结果果如如下下：酚酚酞酞碱碱度度=11.8mmol/L,=11.8mmol/L,总总碱碱度度=15.3=15.3 mmol/L,mmol/L,溶溶解解固固形形物物=3200mg/L;=3200mg/L;求求该该炉炉水水中中：碱碱度度中中的的碳碳酸酸氢氢根根、氢氢氧氧根根、碳碳酸酸根根的的含含量量，并并以以质质量浓度表示。量浓度表示。解：解：JD JD甲甲=JD=JD总总JDJD酚酚=(15.3=(15.311.8)mmol/L=3.50mmol/L 11.8)mmol/L=3.50mmol/L JD JD甲甲JDJD酚酚 ，HCOHCO3 3=0 mg/L=0 mg/LOHOH=JD=JD酚酚JDJD甲甲=(11.8=(11.83.50)17mg/mmoL=141mg/L3.50)17mg/mmoL=141mg/LCOCO3 32 2=2JD=2JD甲甲=23.530mg/mmoL=210 mg/L=23.530mg/mmoL=210 mg/L HCO HCO3 3+OH+OHCOCO3 32 2+H+H2 2OO 所以所以炉水中的碱度炉水中的碱度主要是主要是COCO3 32 2 、OHOH。pHpH值值是是表表征征溶溶液液酸酸碱碱性性的的指指标标，pHpH值值越越大大，OHOH浓浓度度越越高高。而而碱碱度度中中，除除了了OHOH含含量量外外，还还包包含含了了COCO3 32 2和和HCOHCO3 3含含量量。所所以以，它它们们之之间间既既有有区区别别又又有有联联系系。其其联联系系是是：在在一一般般情情况况下下，pHpH值值会会随随着着碱碱度度的的提提高高而而增增大大，但但这这还还取取决决于于OHOH碱碱度度占占总总碱碱度度的的比比例例；区区别别是是：pHpH值值大大小小只只取取决决于于OHOH与与HH+的的相相对对含含量量，而而碱碱度度大大小小则则反反映映了了组组成成碱碱度度的的各各离离子子的的总总含含量量。因因此此，对对于于pHpH值值合合格格的的锅锅炉炉用用水水，有有时时碱碱度度不不一一定定合合格格；反反之之，碱碱度度合合格格的的水水，pHpH值也不一定合格。值也不一定合格。4.4.碱度与碱度与pHpH值值 例例 2.4.3 2.4.3 分分 别别 计计 算算 0.1mol/L 0.1mol/L NaOHNaOH、0.1mol/L 0.1mol/L NHNH3 3HH2 2OO、0.1mol/L NaHCO0.1mol/L NaHCO3 3三种碱度相同的溶液的三种碱度相同的溶液的pHpH值。值。解：解：0.1mol/L 0.1mol/L NaOHNaOH溶溶液液的的pHpH值值，由由于于强强电电解解质质全全部部电电离离，所所以以 HH+=10=101414/0.1=10/0.1=101313mol/Lmol/L pH=pH=logHlogH+=log10log101313=13=13 0.1mol/L 0.1mol/L NHNH3 3HH2 2OO溶溶液液的的pHpH值值，由由于于弱弱电电解解质质部部分分电电离离，2525时，电离平衡常数为时，电离平衡常数为K=1.7510K=1.75105 5。NHNH3 3HH2 2O=NHO=NH4 4+OH+OHK=OHK=OHNHNH4 4+/NH/NH3 3HH2 2O=1.7510O=1.75105 5因因平平衡衡时时 OHOH=NHNH4 4+，NHNH3 3HH2 2O=0.1-O=0.1-OHOH0.1mol/L0.1mol/L所以所以 OH OH=(0.11.7510=(0.11.75105 5)1/21/2=1.3210=1.32103 3HH+=10=101414/1.3210/1.32103 3=7.5510=7.55101212 ，pH=11 pH=11 0.1mol/L 0.1mol/L NaHCONaHCO3 3溶溶液液的的pHpH值值，由由于于弱弱酸酸强强碱碱盐盐水水解解呈呈碱碱性性，2525时时，碳碳酸酸的的一一级级电电离离平平衡衡常常数数为为K K1 1=4.45104.45107 7 ,K KWW=1.0101.0101414；碳碳酸酸氢氢钠的水解方程式为：钠的水解方程式为：HH2 2O+HCOO+HCO3 3=H=H2 2COCO3 3+OH+OH碳酸氢钠的水解常数表达式为：碳酸氢钠的水解常数表达式为：K Kh h=H=H2 2COCO3 3OHOH/（HCO HCO3 3HH2 2O O）HH2 2O 1O 1；OH OH=K KWW/H/H+代入上式得：代入上式得：K Kh h=HCO=HCO3 3K KWW/H/H+COCO3 32 2 即即K Kh h=K KWW/（HH+HCOHCO3 3/H/H2 2COCO3 3）式中分母就是碳酸一级电离平衡常数表达式即式中分母就是碳酸一级电离平衡常数表达式即K K1 1，K Kh h=K=KWW/K K1 1=1.010=1.0101414/4.4510/4.45107 7=2.210=2.2108 8因为因为 H H2 2COCO3 3=OH=OH，HCO HCO3 3=0.1=0.1OHOH0.10.1；K Kh h=H=H2 2COCO3 3OHOH/（HCO HCO3 3HH2 2O O）=2.210=2.2108 8OHOH=(2.210=(2.2108 8HCOHCO3 3)1/21/2=(2.210=(2.2108 80.1)0.1)1/21/2=4.6910=4.69105 5HH+=2.110=2.1101010 ，pH=9.6 pH=9.6答：它们的答：它们的pHpH值分别为值分别为1313、1111、9.69.6。例例2.2某电厂原水检验结果如下：某电厂原水检验结果如下：Ca Ca2+2+=46mg/L=46mg/L、MgMg2+2+=8.5mg/L=8.5mg/L、NaNa+=46mg/L=46mg/L、HCOHCO3 3=128.1mg/L128.1mg/L、SOSO4 42 2=72mg/L=72mg/L、CICI=49.7mg/L.=49.7mg/L.试计算下列各项：试计算下列各项：(1)审核阴、阳离子含量是否相等？审核阴、阳离子含量是否相等？(2)总总硬硬度度、碳碳酸酸盐盐硬硬度度、非非碳碳酸酸盐盐硬硬度度和和负负硬硬度度各各是是多多少少？(3)水中可能存在的化合物有哪些？水中可能存在的化合物有哪些？解：（解：（1 1）各阳离子物质的量：）各阳离子物质的量：n n(1/2Ca1/2Ca2+2+)=46mg/L20g/mol=2.3mmol/L=46mg/L20g/mol=2.3mmol/L n(1/2Mg n(1/2Mg2+2+)=8.5/12mg/L=0.7mmol/L)=8.5/12mg/L=0.7mmol/L n(Na n(Na+)=46mg/L/23=2mmol/L)=46mg/L/23=2mmol/L阳阳=2.3+0.7+2=5.0mmol/L=2.3+0.7+2=5.0mmol/L n(HCO n(HCO3 3)=128.1/61mg/L=2.1mmol/L)=128.1/61mg/L=2.1mmol/L n(1/2SO n(1/2SO4 42 2)=72mg48/L=1.5mmol/L)=72mg48/L=1.5mmol/L n(CI n(CI 阳阳=2.1+1.5+1.4=5.0mmol/L=2.1+1.5+1.4=5.0mmol/L 总硬度总硬度YDYD总总=Ca=Ca2+2+Mg+Mg2+2+=2.3+0.7=3mmol/L=2.3+0.7=3mmol/L 碳酸盐硬度碳酸盐硬度YDYDT T=2.1mmol/L=2.1mmol/L 非碳酸盐硬度非碳酸盐硬度YDYDT T=JD=JD总总YDYDFTFT =HCO=HCO3 3=(3=(32.1)mmol/L=0.9mmol/L2.1)mmol/L=0.9mmol/L 负硬度为负硬度为0 0，是非碱性水。，是非碱性水。水中可能的化合物有水中可能的化合物有CaHCOCaHCO3 3=2.1mol/L,=2.1mol/L,乘余的钙离子与乘余的钙离子与SOSO4 42 2结合形成结合形成CaSOCaSO4 4其含量为其含量为2.32.32.1=0.2(mol/L)2.1=0.2(mol/L)乘余的乘余的SOSO4 42 2与镁离子结合形成与镁离子结合形成MgSOMgSO4 4其含量为：其含量为：(1/2Mg(1/2Mg2+2+)=0.7(mol/L)=0.7(mol/L)乘乘余余的的SOSO4 42 2与与钠钠离离子子结结合合形形成成NaNa2 2SOSO4 4其其含含量量等等于于(Na(Na+)=1.6)=1.60.20.20.7=0.6(mol/L)0.7=0.6(mol/L)乘余的乘余的NaNa+与氯离子结合形成与氯离子结合形成NaCINaCI其含量等于其含量等于2 20.6=1.4(mol/L)0.6=1.4(mol/L)5.5.氯化物与溶解固形物的关系氯化物与溶解固形物的关系 天天然然水水和和锅锅炉炉用用水水中中的的氯氯化化物物一一般般较较稳稳定定，因因此此在在一一定定的的水水质质条条件件下下，水水中中的的溶溶解解固固形形物物含含量量与与CICI的的含含量量的的比比值值接接近近常常数数（k k），且且CICI的的测测定定较较方方便便，所所以以 汽汽包包炉炉现现场场水水质质监监测测中通常采用测定中通常采用测定CICI的含量的方法来间接控制溶解固形物的含量的方法来间接控制溶解固形物.即：即：k k=溶解固形物溶解固形物/CI/CI 式式中中的的溶溶解解固固形形物物与与氯氯离离子子的的比比值值k k简简称称为为固固氯氯比比。如如果果定定期期测测定定固固氯氯比比，那那么么知知道道了了k k，只只要要测测定定CICI的的含含量量即即可可求求出溶解固形物的含量，这样就可指导锅炉排污。出溶解固形物的含量，这样就可指导锅炉排污。注注意意：只只有有在在水水质质相相对对较较稳稳定定的的条条件件下下，即即k k近近似似为为常常数数时时才才可以应用上述方法。可以应用上述方法。直流炉不存在排污问题。直流炉不存在排污问题。天天然然水水的的分分类类方方法法很很多多，按按总总硬硬度度（1/2 1/2 CaCa2+2+1/2Mg+1/2Mg2+2+）的的大大小小，可可分分为为 极极 软软 水水（硬硬 度度 在在 1.0mmol/L1.0mmol/L以以 下下）、软软 水水（硬硬 度度 在在1.03.0mmol/L1.03.0mmol/L）、中中等等硬硬度度水水（硬硬度度在在3.06.0mmol/L3.06.0mmol/L）、硬硬水水（硬度在（硬度在6.09.0mmol/L6.09.0mmol/L）、极硬水（硬度在）、极硬水（硬度在9.0mmol/L9.0mmol/L以上）。以上）。按按含含盐盐量量的的高高低低，可可分分为为低低含含盐盐量量水水（含含盐盐量量在在200mg/L200mg/L以以下下）、中中等等含含盐盐量量水水（含含盐盐量量在在200mg/L500mg/L200mg/L500mg/L）、较较高高含含盐盐量量水水（含含盐盐量量在在500mg/L1000mg/L500mg/L1000mg/L）、高含盐量水（含盐量在）、高含盐量水（含盐量在1000mg/L1000mg/L以上）。以上）。按按硬硬度度和和碱碱度度的的关关系系，可可分分为为碱碱性性水水（碱碱度度大大于于硬硬度度）和和非非碱碱性性水水（碱碱度度小小于于硬硬度度）两两类类。非非碱碱性性水水又又可可分分为为钙钙硬硬水水（1/2 1/2 CaCa2+2+碱碱度度）和和镁镁硬水（硬水（1/2Ca1/2Ca2+2+碱度。碱度。6.6.天然水的分类天然水的分类 水水中中的的阴阴阳阳离离子子间间的的组组合合关关系系可可以以帮帮助助我我们们了了解解水水质质的的的的特特点点，以以便便选选择择合合适适的的水水处处理理方方法法。水水中中阴阴、阳阳离离子子是是独独立立存存在在的的，但但往往往往假假定定它它们们组组合合成成一一些些化化合合物物，称称为为假假想想化化合合物物。阳阳离离子子组组合合的的先先后后顺顺序序为为：MnMn2+2+、FeFe3+3+、AlAl3+3+、CaCa2+2+、MgMg2+2+、NHNH4 4+、NaNa+、K K+；阴阴离离子子组组合合的的先先后后顺顺序序为为：POPO4 43 3、HCOHCO3 3、COCO3 32 2、O HO H、F F、SOSO4 42 2、NONO3 3、CICI。假假设设天天然然水水中中阳阳离离子子有有CaCa2+2+、MgMg2+2+、NaNa+、K K+；阴阴离离子子有有HCOHCO3 3、SOSO4 42 2、CICI。对对于于碱碱性性水水来来说说可可组组成成与与表表2.4.22.4.2的假想化合物。表中单元格的宽度表示浓度的大小。的假想化合物。表中单元格的宽度表示浓度的大小。7.7.天然水中假想化合物的组成天然水中假想化合物的组成1/2Ca2+1/2Mg2+Na+K+HCO31/2SO42CI1/2Ca(HCO3)21/2Mg(HCO3)2NaHCO3,KHCO31/2Na2SO4,1/2K2SO4NaCI,KCI碱度碱度HCOHCO3 3 大于硬度的碱性水大于硬度的碱性水1/2Ca2+1/2Mg2+Na+K+HCO31/2SO42CI1/2Ca(HCO3)21/2CaSO41/2MgSO41/2Na2SO4,1/2K2SO4NaCI,KCI碱度碱度HCOHCO3 3 小于小于 1/2Ca1/2Ca2+2+硬度的非碱性水硬度的非碱性水1/2Ca2+1/2Mg2+Na+K+HCO31/2SO42CI1/2Ca(HCO3)21/2Mg(HCO3)21/2MgSO41/2Na2SO4,1/2K2SO4NaCI,KCI碱度碱度HCOHCO3 3 大于大于 1/2Ca1/2Ca2+2+硬度的非碱性水硬度的非碱性水图图2.5.2 2.5.2 汽包锅炉中的水汽系统汽包锅炉中的水汽系统给水给水给水泵给水泵低压加热器低压加热器高压加热器高压加热器上上升升管管下下降降管管下联箱下联箱汽包汽包过热蒸汽过热蒸汽图图2.5.3 2.5.3 直流锅炉中的水汽系统直流锅炉中的水汽系统给水给水给水泵给水泵省煤器管省煤器管水冷壁管水冷壁管过热器管过热器管过热蒸汽过热蒸汽1.蒸汽蒸汽（1）为为了了防防止止蒸蒸汽汽通通流流部部分分，特特别别是是汽汽轮轮机机内内积积盐盐，必必须须对对锅锅炉炉蒸蒸汽汽汽汽质质进进行行监监督督。饱饱和和蒸蒸汽汽和过热蒸汽应同时监督的原因是：和过热蒸汽应同时监督的原因是：便便于于检检查查蒸蒸汽汽汽汽质质劣劣化化的的原原因因。例例如如，饱饱和和蒸蒸汽汽汽汽质质较较好好，而而过过热热蒸蒸汽汽汽汽质质不不良良，表表明明蒸蒸汽在减温器内被污染。汽在减温器内被污染。可以判断饱和蒸汽中的盐类在过热器内的沉积量。可以判断饱和蒸汽中的盐类在过热器内的沉积量。（2）由由于于钠钠盐盐和和硅硅酸酸往往往往是是蒸蒸汽汽携携带带的的主主要要杂杂质质，所所以以对对钠钠和和硅硅含含量量的的监监测测是是监监督督蒸蒸汽汽品品质质的主要指标。的主要指标。（3）电电导导率率的的测测定定，操操作作简简便便、灵灵敏敏度度高高，因因此此高高压压以以上上的的锅锅炉炉为为了了及及时时掌掌握握蒸蒸汽汽中中的的含含盐盐量量，常常将将蒸蒸汽汽经经冷冷凝凝后后通通过过氢氢离离子子交交换换柱柱，连连续续测测定定其其电电导导率率的的大大小小，从从而而反反映映出出蒸蒸汽汽含含盐盐量量的的状状况况。采采用用氢氢离离子子交交换换后后的的电电导导率率而而不不采采用用总总电电导导率率，是是为为了了避避免免蒸蒸汽汽中中氨氨的的干干扰扰（对对凝凝结结水水电电导率测定也是如此）。导率测定也是如此）。2给水给水为为了了防防止止锅锅炉炉及及给给水水系系统统的的腐腐蚀蚀、结结垢垢，并并且且在在锅锅炉炉正正常常排排污污的的情情况况下下，能能保保证证锅锅水水水质量合格，必须对给水水质进行监督。标准中各项指标的监测意义如下：水质量合格，必须对给水水质进行监督。标准中各项指标的监测意义如下：水、汽质量标准的控制指标说明水、汽质量标准的控制指标说明（1）硬硬度度。为为防防止止锅锅炉炉及及给给水水系系统统的的结结垢垢，避避免免锅锅水水中中产产生生过过多多的的水水渣渣，须须严严格格控控制制给给水水硬硬度。度。（2）油油。由由于于给给水水中中若若含含有有油油质质，将将有有可可能能造造成成炉炉管管内内和和过过热热器器内内生生成成导导热热系系数数极极少少的的附附着着物物，危危及及锅锅炉炉安安全全运运行行；同同时时油油质质还还易易使使锅锅水水形形成成泡泡沫沫，劣劣化化蒸蒸汽汽品品质质，因因此此，须须对对给给水水中中油油质进行监督质进行监督（3）溶解氧。为了防止系统发生氧腐蚀，监督除氧器的除氧效果而进行监测。）溶解氧。为了防止系统发生氧腐蚀，监督除氧器的除氧效果而进行监测。（4）联联氨氨。给给水水中中加加联联氨氨时时，应应监监督督给给水水中中的的过过剩剩的的联联氨氨，以以确确保保除除去去残残余余的的溶溶解解氧氧，并并消消除因给水泵不严密等异常情况时偶然漏入的氧量。除因给水泵不严密等异常情况时偶然漏入的氧量。（5）pH值值。为为了了防防止止给给水水系系统统腐腐蚀蚀，给给水水pH值值应应控控制制在在规规定定范范围围内内。若若给给水水pH值值在在9.2以以上上，虽虽对对防防止止钢钢材材