什么是堿度?
堿度是指水中能夠接受H+(氫離子)與強(qiáng)酸進(jìn)行中和反應(yīng)的物質(zhì)含量。水中的堿度主要有碳酸鹽產(chǎn)生的碳酸鹽堿度和碳酸氫鹽產(chǎn)生的碳酸氫鹽堿度,以及有氫氧化物存在和強(qiáng)堿弱酸鹽水解而產(chǎn)生的氫氧化物堿度。所以,堿度是表示水中CO32-、HCO3-、OH-及其它一些弱酸鹽類的總和。這些鹽類的水溶液都呈堿性,可以用酸來中和??烧J(rèn)為:
總堿度M≈[HCO3-]+2[CO32-]+[OH-]
形成水中堿度的物質(zhì)碳酸鹽和碳酸氫鹽可以共存,碳酸鹽和氫氧化物也可以共存。而碳酸氫鹽與氫氧化物不能同時存在,它們在水中能起如下反應(yīng):
HCO3- + OH-=CO32- + H2O
因此,水中的堿度有五種存在形式:碳酸鹽、碳酸氫鹽、氫氧化物、碳酸氫鹽和碳酸鹽堿度、碳酸鹽和氫氧化物堿度。
鍋爐水中堿度檢測意義:
? 腐蝕防護(hù):適量的總堿度(主要是碳酸鹽、碳酸氫鹽和氫氧化物)可以中和鍋爐水中的酸性物質(zhì),防止鍋爐金屬表面的酸性腐蝕。
? 汽水共騰:過高的總堿度可能導(dǎo)致汽水共騰現(xiàn)象,即蒸汽中攜帶大量水滴,這不僅影響蒸汽質(zhì)量,還可能對蒸汽系統(tǒng)造成損害。
堿性的物質(zhì)能夠與鍋爐中的鈣鎂鹽等硬度物質(zhì)發(fā)生化學(xué)的反應(yīng),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(qiáng),工業(yè)鍋爐的鍋身會遭受一定程度的腐蝕。工業(yè)鍋爐水處理不合格會導(dǎo)致的結(jié)果是:結(jié)垢、腐蝕。
結(jié)垢與腐蝕的后果是:
1.腐蝕使金屬構(gòu)件破損:
鍋爐的省煤器、水冷壁、對流管束及鍋筒等構(gòu)件會因水質(zhì)不良而引起腐蝕。結(jié)果這些金屬構(gòu)件變薄和凹陷,甚至穿孔。更為嚴(yán)重的腐蝕會使金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到破壞。被腐蝕的金屬強(qiáng)度顯著降低。因此嚴(yán)重影響鍋爐安全運行,縮短鍋爐使用年限,造成經(jīng)濟(jì)上的損失。
2.增加鍋水中的結(jié)垢成份金屬的腐蝕產(chǎn)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(zhì)生成水垢。當(dāng)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(dāng)于4mm厚的其他成份的水垢。
3.產(chǎn)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(chǎn)物又容易重新結(jié)成水垢。這是一種惡性循環(huán)。它會導(dǎo)致鍋爐構(gòu)件迅速損壞。尤其對燃油鍋爐,金屬腐蝕產(chǎn)物的危害更大。
鍋爐水中堿度檢測指標(biāo):
根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 1576-2018 工業(yè)鍋爐水質(zhì)》中對于工業(yè)鍋爐給水水質(zhì)全堿度的要求規(guī)定可知,不同類型鍋爐水質(zhì)的全堿度標(biāo)準(zhǔn)限值是不同的:
1、采用鍋外水處理的自然循環(huán)蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐:以最常見的額定蒸汽壓力在1.6Mpa以內(nèi)的有過熱器的采用鍋外水處理的自然循環(huán)蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐為例,其全堿度要求為≤14.0mmol/L;如果額定蒸汽壓力在1.6~3.8Mpa之間,其全堿度要求為≤12.0mmol/L。
2、采用鍋內(nèi)水處理的自然循環(huán)蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐:如果是采用鍋內(nèi)水處理的自然循環(huán)蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐,其鍋水全堿度要求為8.0~20.6mmol/L。
3、直流蒸汽鍋爐:如果是直流蒸汽鍋爐,其給水全堿度應(yīng)≤12mmol/L。
4、貫流蒸汽鍋爐:如果是貫流蒸汽鍋爐,其鍋水全堿度應(yīng)≤12mmol/L。
一般鍋爐給水硬度應(yīng)控制在規(guī)定范圍以內(nèi),超出這個范圍鍋爐就有結(jié)垢腐蝕,同樣爐水堿度也有一個標(biāo)準(zhǔn),超出堿度控制范圍也會有堿垢腐蝕危害,當(dāng)爐水超過堿度上線標(biāo)準(zhǔn),就必須通過定期排污的方式來降低鍋爐爐水的堿度含量,所以爐水堿度指標(biāo)每4~8小時內(nèi)必須測試一次,以保證爐水變化在標(biāo)準(zhǔn)范圍以內(nèi),鍋爐水堿度低可投加氫氧化鈉和磷酸三鈉。
戈普儀器Aqualysis 800A運用滴定比色原理,對水質(zhì)堿度進(jìn)行在線監(jiān)測及水軟化過程質(zhì)量控制,結(jié)構(gòu)緊湊,操作簡單,且精確度高,試劑消耗少,維護(hù)成本低,可長時間連續(xù)運行。尤其適用循環(huán)冷卻水、鍋爐用水等軟化水質(zhì)堿度的檢測及控制,搭配MCS系列通道分配器可輕松實現(xiàn)2-8通道水堿度測量。
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