电厂用水的类别及水质指标Word文档格式.docx
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Cl–
自几个mg/L
至几万mg/L
II
铁离子
锰离子
铵离子
Fe2+
Mn2+
氟离子
硝酸根
碳酸根
F–
自十分之几mg/L
至几个mg/L
III
铜离子
锌离子
镍离子
钴离子
铝离子
Cu2+
Zn2+
Ni2+
Co2+
Al3+
硫氢酸根
硼酸根
亚硝酸根
溴离子
碘离子
磷酸氢根
磷酸二氢根
HS–
BO–2
Br–
I–
小于十分之一mg/L
2、水中的主要化合物
2.1碳酸化合物
在天然水中，含量最大的杂质常常是碳酸的盐类。
碳酸是由二氧化碳与水作用而形成，在水中碳酸化合物可以四种形态存在：
溶于水中的气体态（CO2）、碳酸的分子态（H2CO3）、碳酸氢根（HCO–3）和碳酸根（CO2–3）离子态。
碳酸化合物的这四种形态随水的pH值而相互转化。
图1–1表示出在不同pH值时各自的相对含量。
图1–1水中各种碳酸化合物的相对量和pH的关系（25℃）
由图可见，在pH8.35以下，碳酸化合物主要是碳酸氢根和水中游离的二氧化碳，若pH降至4.3以下时，碳酸化合物均以二氧化碳的形态存在，此时若采用吹脱原理则很容易除去。
另外，大多数天然水的pH值低于8.35（聊城电厂黄河水为7.50～8.20）所以其碳酸化合物主要是碳酸氢根（HCO–3）。
随着pH的升高，水中碳酸根的百分比逐渐增加，当pH＞12以后，则主要以碳酸根的形态存在，所以炉水中常保持一个碱性环境以避免游离二氧化碳的腐蚀，无疑是其中的原因之一。
2.2硅酸化合物
硅酸是一种比较复杂的化合物，它的形态很多，在水中有离子态，分子态以至胶态。
硅酸的通式为xSiO2·
yH2O，当x和y均等于1时，分子式可写成H2SiO3，称为偏硅酸；
当x=1，y=2时，分子式为H4SiO4，称为正硅酸，当x＞1时，硅酸呈聚合态，称为多硅酸。
当硅酸的聚合度增大时，它会由溶解态转化成胶态，当其浓度较大时，会呈凝胶状自水中析出.。
当pH值不很高时，溶于水的二氧化硅主要呈分子态简单硅酸，书中均以偏硅酸（H2SiO3）来讨论。
硅酸的酸性很弱，电离度不大，所以当纯水中含有硅酸时不易用pH或电导率检测出来。
二氧化硅的溶解度随pH值变化的关系可由图1–2来表征。
图1–2SiO2的溶解度
图1–2表明，当pH值在9以下时，SiO2的溶解度是恒定的。
其原因为，在此条件下离子态HSiO3-的量非常少，水中硅酸化合物几乎都呈分子态H2SiO3，而水中可溶解的分子态H2SiO3的量是恒定的。
当pH值增大到超过9时，SiO2的溶解度就显着地增大，因为此时H2SiO3电离成HSiO3-的量增多，所以溶解的SiO2除了会生成H2SiO3外，还要生成大量的HSiO3-。
当pH值较大，且水中溶解的硅酸化合物量较多时，它们会形成多聚体，图1–2的虚线称为单核墙，它表示多聚体量达单体量
的情况，阴影部分表示水中溶解的多聚体已超过
。
天然水中硅酸化合物含量一般在1～20mg/LSiO2的范围内，地下水有的高达60mg/L。
硅酸化合物的这许多形态会影响到它的测定方法。
通常采用的钼蓝比色法能测得的只是水中分子量较低的硅酸化合物。
至于分子量较大的硅酸，有的不与钼酸反应，有的反应缓慢。
根据此种反应能力的不同，水中硅酸化合物可分成两类。
那些能够直接用比色法测得的称为活性二氧化硅（简称活性硅），不能直接测得的称为非活性二氧化硅（简称非活性硅）。
在火力发电厂中，水中硅酸化合物是有害的物质。
当锅炉水中铝、铁和硅的化合物含量较高时，会在热负荷很高的炉管内形成水垢。
在高压锅炉中，硅酸会溶于蒸汽，随之带出锅炉，最后沉积在汽轮机内，引起故障。
所以，硅化合物是需处理的主要以象之一。
2.3铁的化合物
在天然水中铁是常见的杂质。
水中的铁有亚铁（Fe2+）和高铁（Fe3+）两种。
在深井水中，因溶解氧的浓度很小和水的pH值较低，水中会有大量Fe2+存在，有多达10mg/L以上的，这是因为常见的亚铁盐类溶解度较大，水解度较小，Fe2+不易形成沉淀物。
当水中溶解氧浓度较大和pH值较高时，Fe2+会氧化成Fe3+，而Fe3+很易水解，从而转变成Fe（OH）3沉淀物或胶体。
当pH≥8时，水中亚铁离子（Fe2+）被溶解氧氧化的速度很快。
反应如下：
4Fe2++O2+2H2O→4Fe3++4OH–
Fe3++3H2O→Fe（OH）3?
+3H+
锅炉给水携带铁的氧化物会引起锅内生成氧化化铁垢。
必须注意，净水设备和热力设备的腐蚀，也有可能使给水带铁入锅炉，所以还应搞好设备防腐，以防止水质重新污染。
2.4氮的化合物
在天然水中有时含有氮的无机化合物，如NH4+、NO2–和NO3–。
它们的主要来源为动植物的各种含氮有机物，以及随工业排水混入的NH4+。
随污水带入水源的含氮有机物（如蛋白质、尿素等），在微生物的作用下会逐渐分解，生成组成较简单的氮化合物。
在没有氧存在的情况下，氨是有机氮分解的最终产物；
如果水中有氧，则在细菌参与下，能使氨继续分解，逐步转变成亚硝酸盐或硝酸盐。
为此，根据天然水中各种含氮化合物的相对含量，可以推测此水被有机物污染的时期。
如果NH4+含量百分率较大，则表示被污染的时期不长；
反之，如NO3-含量的百分率较大，则表示被污染已很久。
三、火力发电厂用水的水质指标
不同用途的水，常有不同的水质要求，这就需要采用不同的水质指标。
水质指标可用水中杂质的组成表示，也可以根据技术上的需要专门拟定，这种专门拟定的指标称之为技术指标。
表1–2即为电厂水处理中常用的水质指标，其中自悬浮物至稳定度都是技术指标。
表1–2水质指标及常用单位
水质指标
常用单位
悬浮物
mg/L
化学耗氧量
磷酸根
浑浊度
FTU
生物需氧量
透明度
cm
含油量
含盐量
稳定度
钙
溶解固体物
二氧化碳
镁
灼烧残渣
溶解氧
钾
电导率
?
s/cm
钠
碱度
mmol/L
氨
硬度
铁
碳酸盐硬度
铝
非碳酸盐硬度
二氧化硅
pH
电力生产中，常用的主要技术指标的意义如下：
1.溶解固形物和含盐量
溶解固形物是指水中除溶解气体之外各种溶解物的总量。
它除了包括全部阴、阳离子外，还应加上非离子态的二氧化硅、铁铝氧化物和有机物的的含量。
含盐量表示水中溶解盐类的总和，它可通过水质全分析后将阴、阳离子全部相加而得。
含盐量有两种表示方法：
其一是摩尔表示法，即将水中各种阳离子（或各种阴离子）均按带一个电荷的离子为一个基本单元，计算其含量（mmol/L），然后将它们全部相加；
其二是重量表示法，即将水中各种阴阳离子的含量换算成mg/L，然后全部相加。
2.悬浮物与浊度
水中悬浮物是各种水处理工艺中都需监督的项目。
悬浮物的含量可以用重量分析法来测定，但此法需要将水过滤，滤出的悬浮物需经烘干和称量等手续，操作麻烦、准确度低，不宜用作现场运行的监督指标，所以，通常采用较易测量的“浊度”作为衡量悬浮物的指标。
浊度一般用来衡量水中悬浮物和胶体物质的大致含量。
浊度表征溶液对光的散射性，其测定方法为：
将样品在90°
角度下的散射光强度与用标准溶液在同样条件下的散射光强度相比较。
此种测定常采用装有光电池的仪器（如激光浊度仪）来测定。
3.碱度和酸度
3.1碱度水的碱度是指水中含有能接受氢离子物质的量。
天然水中碱度主要由重碳酸根所组成。
因为碱度是用酸中和的办法来测定的，所以采用的指示剂不同，滴定终点也不同，所测得的物质也不同。
当用酚酞作指示剂时，终点pH为8.1～8.3，水中的氢氧根被中和成水，碳酸根中和成碳酸氢根，用酚酞作指示剂时测得的碱度称为酚酞碱度（PA）。
当用甲基橙作指示剂时，终点pH为4.3～4.5，水中氢氧根中和成水、碳酸根和碳酸氢根中和成碳酸，用甲基橙作指示剂时测得的碱度称为甲基橙碱度（MA）。
通过；
酚酞碱度（PA）和甲基橙碱度（MA）可算出水中氢氧根、碳酸根和碳酸氢根的含量。
3.2酸度水的酸度是指水中含有能接受氢氧根离子的物质的量。
可能形成酸度的物质有强酸，强酸弱碱盐、酸式盐和弱酸。
4.硬度
硬度是指天然水中多价阳离子的总浓度，对天然水来说主要是钙、镁离子，故水的硬度也就表示水中钙、镁离子之和。
硬度可分为以下两种：
4.1碳酸盐硬度碳酸盐硬度是指水中钙、镁的碳酸氢盐、碳酸盐之和。
但由于天然水中碳酸根的含量非常少，所以一般将碳酸盐硬度看作钙、镁的碳酸氢盐。
碳酸盐硬度又被称作暂时硬度，这是由于水长时间煮沸后，水中重碳酸钙和重碳酸镁会分解产生碳酸钙和氢氧化镁沉淀，使碳酸盐硬度消失，所以被称作暂时硬度。
4.2非碳酸盐硬度水的总硬度和碳酸盐硬度之差是非碳酸盐硬度，它们是钙、镁的氯化物和硫酸盐等。
它在水沸腾时不能被除去，所以又被称为永久硬度，其值近似等于非碳酸盐硬度。
为了使水质满足各种用途的要求，在进行水处理前必须对水进行取样和分析。
表1–3列出了通常分析的项目及其存在的危害和处理方法，根据需要及水质的特点在必要时可增加分析项目。
5.电导率
衡量水中含盐量最简便和迅速的方法是测定水的电导率，因为组成天然水含盐量的主要物质为离子，而离子具有导电性。
电导率的单位是S/m（S称为西，表示西门子）或us/cm。
一般水质的电导率较小，电导率的常用单位是us/cm。
实际测量中常用电导率表来测定。
6.有机物
水中有机物的组成复杂，不论是对某些有机物的量还是对有机物的总量都难以测定，因此采用了各种相对表示有机物含量的指标。
6.1化学需氧量（COD）化学耗氧量表示利用化学氧化剂氧化有机物所需的氧量，此量常用符号COD表示。
化学氧化剂一般用重铬酸钾或高锰酸钾。
目前常用重铬酸钾作氧化剂（CODcr），它可将大部分有机物氧化，从而表示出有机物全部氧化所需的氧量，从而可大致表示水中的有机物的含量。
6.2生物需氧量（BOD）生物需氧量表示用微生物氧化水中有机物所消耗的氧量。
在氧化的第一阶段中，主要是有机物转化成二氧化碳、水和氨；
第二阶段主要是氨转化成硝酸根和亚硝酸根。
测定方法一般分为两种：
BOD5和BOD21。
目前常以20℃和黑暗条件下用微生物氧化有机物5天所需的氧量进行测定，以BOD5来表示。
7.天然水的分析项目
表1–3天然水的一般分析项目
成分
化学式
引起的问题
处理方法
浊度
——
使水不透明，会在管道、生产设备水侧产生沉积物而影响热效率或工艺过程。
凝聚、沉降和过滤
Ca2+、Mg2+的盐类
是热交换设备、锅炉、管道等内部结垢的主要来源。
软化、除盐、锅内处理、表面活性剂处理
、
和OH–
炉水发泡和随蒸汽携带固形物。
碳酸氢盐和碳酸盐会使蒸汽中含有二氧化碳（凝结水管道中的一种腐蚀源）。
石灰或石灰一苏打软化、酸处理、氢型软化、除盐、阴离子交换剂脱碱
酸度
H2SO4、HCl等
酸性腐蚀
碱中和
CO2
水管道的腐蚀特别是蒸汽和凝结水管道的腐蚀
充气、除气、碱中和
pH=lg
pH随水酸性或碱性固形物含量而变化。
大多数天然水pH为6.0～8.0
碱性物质或酸性物质调节
增加水中固体物含量，会与钙子结合形成硫酸钙垢
离子除盐
增加水中固体物含量和水的腐蚀性
SiO2
锅内和冷却水系统结垢。
高参数设备由于二氧化硅的选择性携带，汽轮机叶片上会有不溶性沉积物
镁剂处理，除盐中用强碱阴离子交换树脂吸着
Fe3+
沉淀时会使水变色。
为水管、锅炉管等水侧沉积物的来源。
曝气、凝聚、石灰软化、离子交换、锰砂过滤、表面活性剂处理
锰
充气、凝聚、石灰软化、离子交换、接触过滤、表面活性剂处理
O2
引起管道、热交换设备和锅炉等腐蚀
除气、化学除氧剂处理
NH3
形成可溶性的复合离子使铜和锌合金腐蚀
氢型离子交换、氯化、除气
溶解固形物
在含量高时对工艺过程有影响，会导致热交换设备、锅炉、管道内有沉积物。
石灰软化或氢型离子交换、除盐
会导致热交换设备、锅炉、管道内有沉积物
凝聚、沉降、沉淀、过滤或联合处理
全固形物
含量过高时对工艺过程有影响，是炉水起泡原因之一，并会导致热交换设备、锅炉、管道内有沉积物
凝聚、沉降、沉淀、过滤、软化、除盐或联合处理
8、水中杂质对水处理设备和热力设备影响见下表1-1。
表1-1水中杂质对设备的有害影响
序号
杂质名称
对设备影响
1
污染树脂，降低其交换性能，尤其对逆流再生设备影响较大。
2
有机物
1、使阴离子交换树脂污染老化，降低交换容量及使用寿命；
2、进入锅炉后能造成汽水共腾，恶化蒸汽品质。
3
游离氯
是氧化剂，能形成树脂的不可逆膨胀而使树脂损坏。
4
可造成水处理系统和给水系统的腐蚀，但在高纯给水中进行中性水加氧处理，可形成一层保护膜，减缓对给水系统的腐蚀。
5
硅酸化合物
易在热力系统结垢，在汽轮机叶片上结垢析出，影响机组出力。
6
碳酸盐化合物
在加热后能分解出二氧化碳，在给水系统造成二氧化碳腐蚀。
7
钙镁盐类
能在强受热面上结出坚硬的水垢。
8
钾钠盐类
能在过热器、汽轮机叶片上结盐。
9
铜铁垢
进入离子交换树脂内不易再被交换出来；
在锅炉水冷壁管上结垢又能造成溃疡性垢下腐蚀，严重影响锅炉安全运行。
10
氨和铵盐
适量的氨对抑制系统中的二氧化碳腐蚀有好处，但量大后能促使对铜的腐蚀。
11
硝酸、亚硝酸盐
能形成水冷壁及过热器的腐蚀。
四、北疆电厂水源水质概况
北疆电厂有海水和自来水两种水源，其中海水作为电厂的正常生产用水水源，一部分用于电厂冷却用水，一部分用于海水淡化，自来水作为电厂施工用水及机组首次启动用水。
本工程所在地为淤泥质海岸，海水受风浪及潮流影响显着，泥沙易起不易沉降，海水悬浮物含量高，年温度变化范围为零下2.1℃～零上30℃。
已取得水质如下：
1、海水水质分析表2005年7月
站位
要素
HYS010W01
HYS010W02
HYS010W03
水温
28.2
28.0
盐度
27.76
27.63
27.81
8.04
8.05
8.07
悬浮物（mg/l）
158
110
112
浊度（度）
132
66
62
溶解氧（mg/l）
8.96
8.40
7.87
化学耗氧量（mg/l）
2.24
4.03
3.03
BOD（mg/l）
0.48
3.2
2.3
氨氮（mg/l）
0.0175
0.0125
0.0135
无机磷（mg/l）
0.017
0.015
0.012
TOC（mg/l）
5.32
5.88
5.63
12
油（mg/l）
0.062
0.084
0.083
13
硫化物（mg/l）
<
0.005
14
NH3（mg/l）
0.0016
0.0011
0.0012
15
碱度（mg/l）以CaCO3计
146.9
143.8
146.3
16
亚硝酸盐氮（mg/l）
0.0032
0.0027
17
硝酸盐氮（mg/l）
0.109
0.222
0.194
18
CO2（mg/l）
1.45
1.69
19
Mg2+（mg/l）
1067
1072
1030
20
Ca2+（mg/l）
358
376
408
21
Na2+（mg/l）
9066
9067
9044
22
K+（mg/l）
325
378
390
23
Fe2+（mg/l）
0.04
0.12
0.18
24
Fe3+（mg/l）
0.05
0.56
0.62
25
Al2+（mg/l）
0.074
0.001
26
HCO3-（mg/l）
177.4
173.7
176.7
27
CO32-（mg/l）
28
SO42-（mg/l）
2672
2735
2644
29
Cl-（mg/l）
19649
19700
20000
30
OH-（mg/l）
31
Ba2+（mg/l）
0.08
32
Sr2+（mg/l）
7.50
7.60
33
Pb（mg/l）
0.003
0.007
0.006
34
Mn（mg/l）
35
TDS（g/l）
28.55
28.75
28.82
36
全硬度（mmol/l）
45.80
46.11
53.12
37
碳酸盐硬度（mg/l）
4585
4615
5317
38
全硅量
0.03
1.64
0.20
39
胶硅量
0.02
40
色度
41
细菌总数（个/ml）
3.5×
102
2.0×
1.7×
2、海水水质分析表2006年1月
分析项目
N3
盐度（g/L）
33.45
8.11
SS（mg/L）
254
DO（mg/L）
11.15
CODMn（mg/L）
0.15
BOD5（mg/L）
氨氮（mg/L）
0.0067
总磷（mg/L）
0.0128
TOC（mg/L）
2.78
油（mg/L）
硫化物（mg/L）
NH3（mg/L）
0.0004
碱度（mg/L）以CaCO3计
155.8
亚硝酸盐氮（mg/L）
0.0014
硝酸盐氮（mg/L）
0.098
CO2（mg/L）
Mg2＋（mg/L）
1381
Ca2+（mg/L）
502
Na+（mg/L）
9946
K+（mg/L）
368
Fe2+（mg/L）
0.008
Fe3+（mg/L）
0.011
Al3+（mg/L）
HCO3－（mg/L）
188.8
CO32－（mg/L）
SO42－（mg/L）
2471
Cl－（mg/L）
18747
OH－（mg/L）
Ba2+（mg/L）
0.025
Sr2+（mg/L）
4.67
Pb（mg/L）
Mn（mg/L）
TDS（g/L）
34.53
全硬度（mmol/L）
69.3
碳酸盐硬度（mg/L）
6940
0.01
细菌总数（个/mL）
3.4×
42
波美度（Be′）
3.6
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