1、锅炉用水概述,2013.1.12,第一节 概述,一、水、天然水及其杂质 （一）水：水在自然界以气、液、固等三种状态存在。水的密度在3.98时最大，为1103kg/m3，温度高于3.98时，水的密度随温度升高而减小 ，在03.98时，水不服从热胀冷缩的规律，密度随温度的升高而增加。水在0时，密度为0.99987103 kg/m3，冰在0时，密度为0.9167103 kg/m3 。水分子的三个原子形成104.5度角 。,水三相点O是水的固、液、汽三相平衡共存时的温度(图l1，其值为27316K (约001)。它是在一个密封的装有高纯度水(水的同位素成分相当于海水)的玻璃容器 水三相点瓶内复现的。水
2、三相点瓶是各级计量检定机构检定基、标准铂电阻温度计、标准水银温度计零位的固定点装置。因此，水三相点的正确复现、准确测量是1990年国际温标(ITs一90)实施的关键。水的临界点A：当流体的压力和温度达到一定的高度（临界点）时，流体会处于一种介乎于液态和气态的中间态，称为临界态 。水的临界点A：压力：2.23107Pa，温度为374热力学温度又称开尔文温度，或称绝对温度，符号为k。绝对零度时的温度定义为0k。冰水混合物的温度为摄氏0度，定义为273.15k。绝对零度（大约-273.15）是科学家们推导出来的；它代表著在此温度之下，物质分子不再具有任何能量来进行热运动，也就是一切的分子都会停止活动
3、。,地球上水的体积大约有 1.36109 立方公里. 当中 海洋占了的1.32109立方公里(占97.2%)。 冰川和冰盖占了2.5 107立方公里(占1.8%)。 地下水占了1.3 107立方公里(占0.9%)。 湖泊，内陆海，和河里的淡水占了2.5105 立方公里(占0.02%)。 大气中的水蒸气在任何已知的时候都占了1.3104立方公里(或0.001%)。我国水资源总量为28124亿立方千米， 居世界第五位，但人均水资源量但人均只有2710立方千米，约为世界人均水资源量的四分之一，列世界第88位，被联合国农业组织列为世界13个缺水国家之一。,（二）天然水及其杂质一般将天然水体分为海洋水体
4、和陆地水体，其中陆地水体又可分为地表水体和地下水体。天然水中的杂质，按其颗粒的大小可分为三类，即悬浮物质、胶体物质和溶解物质。1悬浮物质 是指直径为110-4mm以上的颗粒。按其微粒大小和相对密度的不同，可分为漂浮的、悬浮的和可沉降的。悬浮物在水中很不稳定，分布也很不均匀，是一种比较容易除去的物质。主要危害：沉积于水处理系统中影响水处理系统的正常运行；沉积于锅炉中影响锅炉传热和水循环，严重的造成炉管的堵塞。常采用沉淀、过滤处理。,2胶体 胶体微粒是许多分子和离子的集合体，直径约在10-610-4mm之间，主要是铁、铝、硅的化合物、动植物有机体的分解产物、蛋白质、脂肪、腐殖质等。由于胶体物质的微
5、粒小，重量轻，单位体积所具有的表面积很大，故其表面具有较大的吸附能力，常常吸附着大量的离子而带电。同类胶体因带有同性的电荷而相互排斥，在水中不能相互粘合而处于稳定状态。所以，胶体颗粒不能通过自行沉降而去除，一般是在水中加入药剂破坏其稳定，使胶体颗粒增大而沉降予以去除。主要危害：吸附到水处理系统中影响水处理系统的正常运行；进入热力系统后在受热面上结成水垢；会使锅水起泡，形成汽水共腾现象。水处理中常采用吸附、混凝处理。3溶解物质 溶解物质是指直径小于10-6mm的颗粒，一般以离子、分子或气体状态存在于水中，成为均匀的分散体系，也称为溶液。,主要危害：进入热力系统中会造成系统结垢。这类物质不能用混凝
6、、沉降、过滤的方法除去，必须用蒸馏、膜分离或离子交换等方法才能除去 。天然水体中的 Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-、Na+、K+、Ca2+、Mg2+ 等八种离子，几乎占水中溶解固形物总量的95% 以上。天然水按含盐量可分为：,按硬度来分 (1/2Me2+)长江水、太湖流域水：硬度在1.03.0mmol/L在工业锅炉水处理中，钙离子、镁离子、铁离子、溶解氧等是主要处理与控制的对象；,按硬度与碱度的相互关系分类：水中离子的假想结合水质图原则：（1）阳离子按Ca2+、Mg2+、Na+、K+的次序排列；（2）阴离子按HCO3-、SO42-、Cl-次序排列；（3）各离子所占空格的大小，按其一
7、价摩尔浓度决定。分类：碱性水：JD（碱度）YD（硬度）,非碱性水（负硬水） JDYD 钙硬水：,镁硬水：,碳酸氢根和碳酸根（HCO3-、CO32-）： HCO3- 是淡水的主要成分，它主要来源于碳酸盐矿物的溶解，其在水中的含量也与水中二氧化碳的含量有关。水中HCO3-、CO32-与CO2 共同组成了一个碳酸化合物的平衡体系。水中HCO3- 的含量与氢离子浓度 H+ 成反比。计算表明，当水的pH4.0时，HCO3- 的含量已很少了，即在酸性条件下不存在HCO3-。在一般的地表水中，HCO3- 的含量一般在（50400）mg/L之间，在少数水中达到800mg/L。水中CO32- 含量也与 H+ 成
8、反比，计算表明，当水的pH SO42-Cl- 。氯离子几乎存在于所有的天然水中，但其含量相差很大，在某些地表水中只有几个毫克每升，在海水中却高达几十克每升。由于氯化物的溶解度大，又不参与水中任何氧化还原反应，也不与其他阳离子生成络合物，不被矿物表面大量吸附，所以Cl- 在水中的化学行为最为简单。,天然水中溶解的气体都以分子状态存在的，常见的溶解气体有氧（O2），二氧化碳（CO2）和氮（N2），有时还有硫化氢（H2S），二氧化硫（SO2）和氨（NH3）等。气体在水中的溶解情况服从亨利定律的规定。亨利定律Henryslaw，物理化学的基本定律之一，是英国的W.亨利在1803年研究气体在液体中的溶解
9、度规律时发现的，可表述为：“在一定温度下，某种气体在溶液中的浓度与液面上该气体的平衡压力成正比。”这一定律对于稀溶液中挥发性溶质也同样有用。气体B在溶剂A中溶液的组成无论是由B的摩尔分数xB，质量摩尔浓度bB，浓度cB等表示时，均与气体溶质B的压力近似成正比。用公式表示时亨利定律可以有多种形式。如： PB=Kx,BxB PB=Kb,BbB PB=Kc,BcB,按亨利定律，气体在水溶液中的溶解度 ，与水溶液相接触的该种气体的分压 成正比，这一关系可表示为：式中：K为某种气体的亨利常数（mol/ L.MPa)； 为同一种气体的分压（MPa）。亨利常数k ，其值与温度、压力以及溶质和溶剂的本性有关。
10、温度不同，亨利系数不同，温度升高，挥发性溶质的挥发能力增强，亨利系数增大。换而言之，同样分压下温度升高，气体的溶解度减小。 天然水体中O2 的主要来源是大气中氧的溶解，一般情况下，地下水中的氧含量总是比地表水低，地表水中氧的含量一般在014mg/L之间。,25时某些气体的亨利定律常数几种常见气体在不同温度下的溶解度(mg/L),二、天然水的特性（一）江河水江河水是水圈中最为活跃的部分，其在时间和空间上都有很大差异，使得其化学组分具有多样性和易变性，如一条河流的化学组分在冬季和夏季可能有很大变化，在上游和下游也有很大差异。,（二）湖泊水、水库水由于湖泊的进水与出水交替缓慢，所以即使处于同一气候带
11、的湖水和河水，湖水中离子总量从数十毫克每升到上万毫克每升。 湖水按其离子总量分为淡水湖、咸水湖和盐湖。淡水湖的离子总量为小于l000mg/L，咸水湖的离子总量为1000mg/L25000mg/L，盐水湖的离子总量为大于25000mg/L。水库水系相对比较独立，主要为雨、雪汇聚而成，含盐量以及硬度都比较低。,（三）地下水埋藏在地表以下的所有天然水都称为地下水 。地下水与地表水相比，悬浮物含量很少，清澈透明，除含有主要离子HCO3-、SO42-、Cl-、Na+、Ca2+、Mg2+ 以外，还含有较多的Fe2+、Mn2+、NO3-、NO2-、H+、As3+ 等。 （四）再生水再生水是指对污水处理厂出水
12、、工业排水、生活污水等非传统水源进行回收，经适当处理后达到一定水质标准，并在一定范围内重复利用的水资源。再生水经过处理后达到锅炉用水标准后可用于锅炉原水。,三、锅炉用水汽及其名称锅炉是一种产生蒸汽和热水的换热设备。符合锅炉给水要求的水质应能保证锅炉安全、经济、可靠、稳定运行以及产出合格蒸汽或热水。水质不良会导致锅炉结垢、损坏。现代锅炉的运行经验表明，很多问题直接与水、汽系统内的沉积物和腐蚀有关。（一）原水原水也称生水，是指未经任何净化处理的天然水或城市自来水。原水是锅炉补给水的主要水源。（二）锅炉补给水原水经过处理后，用来补充锅炉排污和汽水损耗的水。根据处理工艺的不同，锅炉补给水可分为澄清水、
13、软化水和除盐水等。,（1） 澄清水： 去除了原水中悬浮杂质的水。（2） 软化水： 去除了原水中钙镁离子的水。（3） 除盐水： 去除了原水中盐类离子的水。（三）凝结水 主要指火电厂锅炉产生的蒸汽在汽轮机做完功的乏汽进入凝汽器之后，经冷却水冷凝成的水，或生产过程中采用间接加热方式，使蒸汽冷凝的水。（四）回水 锅炉产生的蒸汽、热水，做功后或热交换后返回到给水中的水。（五）疏水 锅炉过热器，在启动或停炉时。由冷态到热态或热态到冷态时蒸汽会在过热器集箱凝结成的水。（六）锅炉给水锅炉给水是指直接送进锅炉的水，由凝结水、疏水、回水和补给水组成。,（七）锅水锅炉运行时，存在于锅炉中并吸收热量产生蒸汽或热水的水
14、。（八）排污水为了保证锅水在一定浓度范围内，防止锅炉结垢和改善蒸汽质量，需从锅中排放掉一部分锅水，以排走由给水带入的盐分和锅内的沉渣，这部分排出的锅水称为排污水。（九）减温水调节过热器出口蒸汽在允许范围内，以保证过热器管壁温度不超过允许的工作温度，而用来减温的水。 （十） 冷却水是锅炉在运行中需要将蒸汽冷却而采用的水，通过凝汽器进行间接冷却，一般为原水或经过澄清的水。,（十一）饱和蒸汽是指饱和状态下的蒸汽，即水在一定压力下，加热至沸腾汽化，这时蒸汽的温度也就等于饱和温度。这种状态的蒸汽称为饱和蒸汽。这是由气体分子之间的热运动现象造成的。（十二）过热蒸汽如果把饱和蒸汽继续进行加热，其温度将会升高
15、，并超过该压力下的饱和温度。这种超过饱和温度的蒸汽称为过热蒸汽。（十三）再热蒸汽再热蒸汽是指在汽轮机中做了一部分功又送回锅炉再加热的蒸汽。,四、水质不良对锅炉的危害如果锅炉给水中含有不良杂质，就会产生结垢、腐蚀、积盐和汽水共腾等现象而使锅炉发生危害，从而降低锅炉的传热系数和设备强度，浪费燃料，缩短使用年限，严重时甚至会引起锅炉爆炸事故。 （一）水垢和水渣的形成与危害1水垢和水渣的形成：锅炉运行一定时间以后，在受热面上粘附一层坚硬的附着物，称为水垢。其形成原因：（1）锅炉给水中钙、镁的重碳酸盐类在高温下转化成碳酸盐垢；（2）钙镁离子的碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐等的溶解度随水温升高而下降，导致水垢的析
16、出；（3）铁、铜氧化物等腐蚀产物也容易在高温受热面形成水垢。,（4）水中的悬浮物、胶体和有机物等附着在受热面时，长期高温也会形成水垢。锅水中析出的固体物质悬浮在锅水表面或沉积在锅炉汽包和下联箱等水流缓慢处，形成的松软物质称为水渣。水渣可通过排污除去，但若排污不及时，水渣粘附在受热面上，经高温作用后也可转变为水垢 。2水垢和水渣的危害 锅炉受热面结生水垢后易造成：（1）降低热效率，浪费燃料，不符合节能减排要求；（2）影响锅炉水循环 受热面管子结垢后使有效流通截面减小，管内水循环的流动阻力增加，严重时流通截面甚至完全堵塞； （4）造成锅炉金属过热，引起鼓包或爆管；（5）锅炉结生水垢后会引起垢下金属
17、的碱性腐蚀或酸性腐蚀，缩短锅炉使用寿命，增加检修清洗费用。（6）水渣过多影响蒸汽质量，并促使汽水共腾，还会引进堵管，水渣也会转为水垢；（7）水垢、水渣过多还会影响锅炉出力。,全面腐蚀是指腐蚀发生在整个金属表面上，腐蚀表面较为平整的称为均匀腐蚀；腐蚀表面明显不平的称为不均匀腐蚀。容易发现、容易控制（缓蚀剂）局部腐蚀是指腐蚀主要集中在金属表面的局部区域，而其它部分几乎未受到腐蚀，具有隐蔽性、发展快、破坏大特点。局部腐蚀通常有以下几种类型：（1）电偶腐蚀：由于两种不同金属在腐蚀介质中相互接触，导致电极电位较负的金属在接触部位发生局部腐蚀加快，称为电偶腐蚀。如凝汽器铜管胀口附近的碳钢管板，因碳钢电极电
18、位较负而发生的腐蚀。（2）点状腐蚀（点蚀）：又称为孔蚀。是一种典型的局部腐蚀。其特点是腐蚀主要集中在金属表面的某些活性点上，并向金属内部纵深扩散，严重时可使设备穿孔。热力,设备中主要发生在不锈钢和铜合金部件上。如凝汽器不锈钢管或铜管水侧管壁与含氯离子的冷却水接触，一定条件下可能发生点蚀；汽轮机停运时保护不当，不锈钢叶片也有可能发生点蚀。（3）选择性腐蚀：在几种不同成分金属组成的合金中，其表面上只有一种金属成分发生的腐蚀，其中电位较低的成分选择性溶解，造成另一种成分富集于金属表面，这种腐蚀称为选择性腐蚀。该腐蚀使金属强度和韧性降低，如黄铜脱锌腐蚀。（4）缝隙腐蚀：金属表面上由于存在异物或结构上的
19、原因形成缝隙而引起的缝隙内金属的局部腐蚀。如结构件与螺栓之间；金属与金属的结合部之间（凝汽管不锈钢管与管板之间）；金属与保护性表面覆盖层、法兰盘垫圈接触形成的缝隙；,第二节 锅炉水质的质量指标及关系,一、锅炉常用的水汽质量指标锅炉用水的水质指标通常分为两类，一类是反映水中某种杂质含量的成分指标，如溶解氧、磷酸根、氯离子、钙离子等；另一类是为了技术上的需要而人为拟定的，反映水质某一方面特性的技术指标，通常表示的是某一类物质的总含量。例如，硬度，碱度，电导率、含盐量等。（一）表征水中悬浮物和胶体的指标1、悬浮物：是表示水中不溶解的悬浮和漂浮物质的含量。测定可采用用重量分析法，即取1L水样经定量滤纸
20、过滤后，将滤纸截留物在110下烘干称重来确定，单位为mg/L表示。由于这种分析方法比较麻烦，所以常用浊度近似表示水中悬浮物的含量。,2. 浊度：水中由于含有悬浮及胶体状态的杂质而产生浑浊现象，其浑浊的程度可以用浊度来表示。浊度是一种光学效应，表现出光线透过水层时受到的阻碍的程度，与颗粒的数量、浓度、尺寸、形状和折射指数等有关。ISO标准所用的测量单位为FTU（浊度单位），FTU与NTU（浊度测定单位）一致。制酒行业用EBC单位，1FTU=4EBC 硅单位（JTU） ：以不溶性硅如高龄土、漂白土等在蒸馏水中所产生的光学阻碍现象为基础，规定1毫克/升的SiO2所构成的浑浊度为1度，或称杰克逊浊度（
21、JTU）。散射浊度单位（FTU）：用硫酸肼和六次甲基四胺混合液作为标准浑浊液，可成为标准肼单位：即以1.000克硫酸肼加水配成100毫升溶液，10.00克六次甲基四胺也配成100毫升溶液，取两溶液各5.0毫升混合静置24小时，加水定容为100毫升，其浑浊度为400度。FTUJTU。,（二）表示水中溶解盐类的指标1含盐量：表示水中各种溶解盐类的总和，可由水质全分析得到的全部阳离子和阴离子相加而得，单位为mg/L；也可以物质的量浓度表示，即：将得到的全部阳离子（或全部阴离子）均按一价离子为基本单元相加而得，单位用mmol/L表示。2溶解固形物（RG）：由于用水质全分析求得含盐量非常麻烦，因此有时用
22、溶解固形物来表示含盐量，也以“TDS”来代表。溶解固形物是指分离了悬浮物之后的滤液，经蒸发、干燥至恒重，所得到的蒸发残渣，它包含了水中各种溶解性的无机盐类和不易挥发的有机物等，单位为mg/L。由于在测定过程中，水中的重碳酸盐会因分解而转变成碳酸盐，以及有些盐类的水分或结晶水不能除尽等原因，溶解固形物只能近似地表示水中的含盐量,3电导率DD：水中溶解的盐类均以离子状态存在，具有一定的导电能力，因此电导率可以间接地表示出溶解盐类的含量。水中所含离子杂质越多，导电能力越大。电导率是指一定体积溶液的电导，即在25时面积为1平方厘米，间距为1厘米的两片平板电极间溶液的电导，其单位为 mS/m或S/cm。
23、电导率大小除了与水中离子量有关外，还和离子的种类有关。因为不同的离子其导电能力不同，其中H+ 的导电能力最大，OH-次之，其它离子的导电能力与其离子半径及所带电荷数等因素有关。当水中各种离子的相对含量一定时，电导率随着离子总浓度的增加而增大。所以，在水中杂质离子的组成比相对稳定的情况下，可根据试验求得这种水的电导率与含盐量的关系（固导比），将测得的电导率换算成含盐量。,（三）硬度YD ：指水中易于形成沉淀物的金属离子总浓度，通常指水中钙、镁离子的总浓度。按照阳离子来分类，硬度可分为钙硬度和镁硬度，按照阴离子来分类，可分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。碳酸盐硬度也称暂时硬度。非碳酸盐硬度由钙、镁的硫
24、酸盐、氯化物等形成，不受加热的影响，因此也称为永久硬度。几种硬度之间的关系有：总硬度 = 钙硬度 + 镁硬度 = 碳酸盐硬度 + 非碳酸盐硬度硬度的单位有 mmol/L、mg/L (以CaCO3 计)、法国度和德国度，其中mmol/L是以1/2Ca2+、1/2Mg2+为基本单元的物质量浓度；法国度是以10mg/L的CaCO3为1法国度，记作1F；德国度是以10mg/L的CaO为1德国度，记作1D，单位之间的换算关系有：1 mmol/L = 2.8D= 50mg/L CaCO3 = 5F,（四）碱度 JD碱度是表示水中能接受氢离子（H+）的一类物质的量，包括各种强碱、弱碱和强碱弱酸盐，有机碱等，
25、如 CO32-、HCO3-、OH-、HSiO3-、H2BO3-、HPO4-、HS- 和 NH3等，其中CO32-、HCO3-、OH- 是构成碱度的主要阴离子。 碱度是用中和滴定法进行测定的。根据指示剂选择的不同，可以将碱度分为酚酞碱度 P和甲基橙碱度M，其变色的pH范围分别为 8.38.5、4.24.4。由于用甲基橙作指示剂时，所有的碱度都与酸发生了反应，所以甲基橙碱度也就是全碱度（其中包含了酚酞碱度）。,练习,例5. 有100.00mL水样，用c(HCl)=0.05000 mo1/LHCl滴定至酚酞终点，消耗HCl溶液15.20mL；再加甲基橙指示剂，继续以HCl溶液滴定至橙色，又用去25.
26、80 mL，问水样中含有何种碱度？,解：已知以酚酞为指示剂HCl用量P=15.20 mL；以甲基橙为指示剂HCl用量M=25.80 mL 。 PM，水样中含有CO32-和HCO3-碱度。 第一个反应中，碳酸盐碱度被中和了一半，HCl用量为P；第二个反应滴定的是碳酸盐碱度的一半和重碳酸盐碱度，此时HCl用量为M。故碳酸盐碱度消耗HCl量为2P，重碳酸盐碱度消耗HCl量为M-P。,基本规律：（1）OH-、HCO3-不能同时存在；（2）酚酞碱度P的终点：CO32-只能反应到HCO3- ；（3）甲基橙碱度M的终点： HCO3-能反应到CO2H2OM=P时：仅存在OH-M=2P时：仅存在CO32-M2P
27、时：存在CO32-、 HCO3- 其中：C（ HCO3-）=M-2P C1/2CO32- =2PM2P时：存在OH-、 CO32- 其中： C（ OH-）=2P-M C1/2CO32- =2（M-P）,（六）酸度(SD)（1）水中能与强碱起中和作用的物质的量 强酸：HCl、H2SO4等 强酸弱碱盐：FeCl3、Al2(SO4)3等 弱酸：H2CO3、H2S等（2）强酸酸度（M） 以甲基橙为指示剂滴定：包括、（3）总酸度： 以酚酞为指示剂滴定：包括、酸度并不等于水中的氢离子浓度。水中氢离子浓度常用pH表示，是指已呈离子状态的H+数量；而酸度则包括已经电离的与尚未电离的两部分氢离子含量，即水中凡能
28、与强碱进行中和反应的物质含量都为酸度。,（七）pH：是表征溶液酸碱性的一项指标。pH对水中其他杂质的存在形态、水质控制过程以及金属的腐蚀有着重要影响。 腐蚀速度 4023 PH 4 8当PH值很低时，由于氢离子作为去极化剂，腐蚀速度越大。,（八）表示水中有机物的指标1化学需氧量(COD) 指在一定严格的条件下，水中各种有机物质与外加的强氧化剂（K2Cr2O4、KMnO4）作用时所消耗的氧化剂量，以氧O的mg/L表示。COD愈高，表示废水中的有机物愈多。按氧化剂的不同，可分为重铬酸钾耗氧量和高锰酸钾耗氧量。重铬酸钾法可将水中绝大多数有机物质氧化，但对于苯、甲苯等芳香烃类化合物较难氧化；高锰酸钾法
29、不能代表水中有机物的全部含量，一般水中不含氮的有机物质在测定条件下易被高锰酸钾氧化，而含氮的有机物就难分解，一般用于测定天然水和含容易被氧化的有机物的一般废水。,2生物化学需氧量(BOD) 指在人工控制的一定条件下，使水样中的有机物在有氧的条件下被微生物分解，在此过程中消耗的溶解氧的mg/L数。BOD愈高，反映有机耗氧物质的含量也愈多。有机物生化分解耗氧的过程较长（20需100天以上），通常分为两个阶段进行。第一阶段称为碳化阶段，水中绝大多数有机物被转化为无机的CO2、H2O和NH3；第二阶段称为硝化阶段，主要是氨依次被转化为亚硝酸盐和硝酸盐。测定第一阶段的生化需氧量需在20下20天。目前多数
30、国家采用5天（20）作为测定的标准时间，所测结果称为5天生化需氧量，以BOD5表示。BOD包括不含氮有机物和含氮有机物中碳素部分。BOD不如COD彻底，BOD5只是一部分生化需氧量，所以BOD5比COD要低得多。,3总需氧量(TOD) 指水中的有机物全部被氧化时的需氧量，其中碳、氢、氮、硫分别被氧化成CO2、H2O、NO、SO2。总需氧量测定是在特殊的燃烧器中，以铂为催化剂，在900高温下使一定量的水样气化，其中有机物燃烧变成稳定的氧化物时所需的氧量，以氧（O）的mg/L表示。测定时间只需3分钟，可自动控制进行。快捷简便。测定结果比BOD、COD更接近于需氧量，一般认为是真正的有机物完全氧化的
31、总需氧量。4总有机碳(TOC) 指水中的有机物全部转化成二氧化碳后的测定值，因而水中原有的无机碳(CO2、HCO3-等)在分析前必须从废水中去除，或者通过计算加以校正。总有机碳的测定是在900950高温下，以铂为催化剂，使水样气化燃烧，有机碳即氧化成CO2，测量所产生的CO2量，在此总量中减去碳酸盐等无机碳元素含量，即可求出水样中的TOC。,（九）表示水汽纯度的指标1、氢电导率 氢电导率是指被测水样连续地流过氢型阳离子交换树脂后，再对其电导率进行测定所得到的电导率值。这是由于电站锅炉为了调节给水pH常加入氨或胺等化学药剂，影响给水、蒸汽和凝结水电导率测定值的真实性。检测时，水汽样品经过氢型阳离
32、子交换树脂交换后，除去氨或胺，使之能够真实地反映水汽中电导率。2钠 在蒸汽纯度标准中规定了钠的含量，实际上是对蒸汽中NaCl和NaOH的含量进行控制。3二氧化硅 高压以上的锅炉，必须对水汽中的硅含量进行控制，以免蒸汽中的硅酸盐影响机组的安全运行。硅酸是一种复杂的化合物，在水中可呈离子态、分子态和胶态，常用通式xSiO2yH2O来表示。当x=l，y=l时，分子式写成H2SiO3，称为偏硅酸；当x=l，y=2时，分子式写成H4SiO4，称为正硅酸；当xl时，硅酸呈聚合态，称,为多硅酸；当硅酸的聚合度较大时，由溶解态变为胶态；当浓度再大和聚合度更大时，会呈凝胶状从水中析出。在锅炉水处理中，水中的Si
33、均以SiO2表示。水中硅化合物的含量与水的pH有关。pH在8.418.91时，SiO(OH)3- 的含量占总溶解硅的10%；pH在9.419.91时，SiO(OH)3-可占总溶解硅的50%。4氯化物 蒸汽中的氯化物是一种腐蚀性化合物，它的含量大小是引起汽轮机叶片应力腐蚀产生裂纹的一个重要因素。所以我国对亚临界以上机组要求必须设置凝结水精处理系统，根据精处理系统情况，对高速混床出口水的氯离子含量做出规定。5铁和铜水汽质量标准中对铁、铜含量作出规定，主要是为了防止金属铁和铜的氧化物在过热器、再热器及汽轮机中沉积并发生腐蚀及磨蚀,二、水质指标之间的关系（一）阴阳离子间的关系水中的阳离子和阴离子是由各
34、种盐类溶解于水中电离而形成的。根据电中性原则，各阳离子的浓度之和c阳应等于各阴离子浓度之和c阴，即： 由于分析误差的关系，一般的分析结果并不能满足上式的要求，而是近似于：式中各离子单位以(1/n) mmol/L来计算，其中n为离子的价态。,阳离子和阴离子间的组合规律大致是根据组合所形成的化合物的溶解度大小次序得出的，即离子趋向组合出溶解度较小的化合物，这与水里沉淀出的水垢成分基本符合。1阳离子与阴离子的结合顺序为：Mn2+、Fe2+、Al3+、Ca2+、Mg2+、NH4+、Na+K+。在一般水质中，Ca2+、Mg2+及Na+浓度占主要地位，因此，与阴离子结合的阳离子的顺序为Ca2+、Mg2+、
35、Na+ K+。2阴离子与阳离子的结合顺序为：PO43-、HCO3-、CO32-、OH-、F-、SO42-、NO3-、Cl-。在一般水质中，HCO3-、SO42-及Cl-浓度占主要地位，因此，与阳离子结合的阴离子顺序为：HCO3-、SO42-、Cl-。,（二）硬度和碱度的关系在天然水中，通常硬度物质以Ca2+、Mg2+存在，碱度以HCO3-存在，在常温下它们都是以自由状态各自存在的，但当水体在蒸发浓缩时，这些离子将根据溶解度的大小而先后组合成化合物。通常有以下三种情况：1硬度大于碱度：在这种非碱性水中，Ca2+、Mg2+将首先与 HCO3-形成碳酸盐硬度（YDT），然后剩余的硬度离子与SO42-
36、、Cl-等其它阴离子形成非碳酸盐硬度（YDF）；2硬度等于碱度：在这种水中，所有的Ca2+、Mg2+将全部与HCO3-形成碳酸盐硬度，这时既没有非碳酸盐硬度，也没有剩余碱度；3硬度小于碱度：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Na+、K+形成钠钾碱度（JDNa），也称为负硬度，这时将没有非碳酸盐硬度。,（四）碱度与pH的关系pH 是表征溶液酸碱性的指标，它直接反映了水中 H+ 或 OH- 的含量；碱度除水中 OH- 的含量外，还包括 CO32- 和 HCO3- 等碱性物质的含量，因而两者之间既有联系，又有区别。其联系是：在一般情况下，pH值会随着碱度的提高而增大，但这还取决
37、于OH- 碱度占总碱度的比例；区别是：pH值的大小只取决于OH- 与H+ 的相对含量，而碱度大小则反映了构成碱度的各离子的总含量。所以，对于工业锅炉用水来说，有时pH合格的水，碱度并不一定合格，反之碱度合格的水，pH也不一定合格，两者不能互相替代。,水中各种碳酸化合物相对含量与pH的关系：,（1）当pH4.3时，水中只有游离CO2（以溶解气体形式存在于水中）；（2）当pH升高时，平衡右移CO2，HCO3-； 当pH=8.35时，98以上的碳酸化合物以HCO3-形态存在；（3）当pH8.3时，没有CO2；（4）当pH再升高，CO2消失，HCO3-，CO32-。 当pH12时，几乎全以CO32-形式存在。,O点：H2CO3= CO32-均很小，可忽略不计。HCO3-100%，a点：H2CO3100%，饱和时浓度为 mol/L，主要为一级电离，二级电离度小，忽略不计，H+HCO3-。,b点：CO32-100%，与a点对称 d点： H2CO3= HCO3-e点： HCO3-=CO32-,
