电厂水质分析化学01

总有机碳（TOC）与总需氧量（TOD）
BOD5约为第一阶段BOD的70%，故具有一定代表性。
用仪器测定有机物完全燃烧后所产生的气体来反 映总含碳量—TOC；或反映消耗的氧量—TOD。
第二章 水质分析的一般步骤
分析方法的分类
按分析原理分： 化学分析法 (适用范围：常量组分，特点：仪器简单) 重量分析 滴定分析：酸碱、络合、氧化还原、沉淀 仪器分析法 (适用范围：微量组分) 光化学：紫外-可见、红外、荧光、磷光、 激光拉曼、核磁共振、原子发射、原子吸收
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水质分析步骤
步骤：采样制样分析数据处理
一、采样
分析试样的采取: 指从大批物料中采取少量样本作 为原始试样。 试样采取和制备的基本要求： 所采取和制备的试样应具有高度的代表性， 采取的试样的组成能代表全部物料的平均组成。 随机取样、顺序采样。
电厂水汽样品 的采集
方法提要：
从炉水及蒸汽中采集到的水样，必须是可以代表 不同采样位置的给水、炉水及蒸汽。 因此必须： 1）设计合理的取样器， 2）选择有代表性的取样点， 3）并严格遵守有关采样、运输和保管的规定才 能获得符合要求的样品。
有机物含量较低时采用高锰酸钾法，(COD)Mn。 有机物含量高时采用重铬酸钾法， (COD)Cr 。 同一水样，(COD)Cr比(COD)Mn要高一些。 测定COD时，要严格控制反应条件。温度、氧化时间 以及pH值对测定结果影响较大。
生化需氧量（BOD）
特定条件下，水中有机物进行生物氧化时所消耗 溶解氧的量。 mg/LO2 测定BOD的标准时间为5天，用BOD5表示。
浊度的单位
1. FTU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。
2. NTU是用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。
3. JTU是用硅藻土作标准浊度溶液的，所用仪器同 FTU。
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。
电厂生产过程
第一章 电厂用水的特性及对水质的要求
煤（燃料）粮食，水（工质）血液
水汽循环系统
过热蒸汽
2 汽轮机
发电机 排汽 锅 炉 给水 生 水 凝汽器 补给水处 补给水 理设备 冷却水 冷 却 水
凝结水
冷却水泵
高压加 热器
给水泵
除 氧 器
凝 结 低 压 水 精 加 热 处 理 器 设备
凝结水泵
电厂水质分析化学
华北电力大学 张胜寒
个人简历
工学博士。现任华北电力大学教授，博士生导师。 主讲《分析化学》、《热力设备腐蚀与防护》、 《水处理理论与技术》、《核电站水化学》等本科、研 究生课程。 主要研究领域为：金属材料的腐蚀与防护、电厂热 力设备的老化与腐蚀寿命消耗评估，水与废水处理、核 电站水化学控制技术。
江、河、湖和泉的水样，受气候、雨量等的变 化影响很大，采样时应注明这些条件。
采样量
原则：所采集水样的数量应满足试验和复 核的需要。
消耗量：考虑重复试验（3次） 取样量不少于消耗量的2-3倍。
校核、争议时的再检留样等
供全分析用的水样不得少于5L， 若水样浑浊时应分装两瓶，每瓶2.5L 左右。供 单项分析用的水样不得少于0.5L。
水中离子组成较稳定时，可求出电导率与含盐量关系 曲线。
纯度较高的水常用“氢电导”表示。即将水中阳 离子全部转换成H+再进行电导率测定。
硬度
（3）表征水中结垢物质的指标
水中易形成沉淀的高价金属离子含量总和。 主要是钙镁离子
钙硬（HCa）：水中Ca2+含量 镁硬（HMg）：水中Mg2+含量 总硬度：H=HCa+HMg=[(1/2)Ca2+]+ [(1/2)Mg2+] 水沸腾时析出沉淀，又称暂时硬度。
取样器
GB/T 6907《锅炉用水和冷却水分析方法：水样的采集 方法》、GB/T 14416《锅炉蒸汽的采样方法》中对采样 器做了规定。
典型取样点
取样点位置的正确选取是样品具有代表性的前提
水、汽集中采样系统
汽、水取样系统流程
高温高压取样架
水汽样品的采集方法
采集接有取样冷却器的水样时，应调节取样阀门 开度，使水样流量在500 -700mL/min，并保持 流速稳定，同时调节冷却水量，使水样温度为 30℃~40℃。 蒸汽样品的采集，应根据设计流速取样。 给水、炉水和蒸汽样品，应保持常流。
酸度
（5）表示水中酸性物质的指标
表示水中可以用强碱中和的物质的量。 mmol/L 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H2CO3。 强碱作标准溶液滴定测量。
甲基橙作指示剂，测出的为强酸酸度。 酚酞作指示剂，除强酸外，还有H2CO3酸度。 水中酸性物质对碱的全部中和能力称总酸度。
取样装置
取样器的安装和取样点的布置，应根据机炉的类型、 参数、水汽监督的要求进行设计、制造、安装和布 置。 电站锅炉除氧水、给水和蒸汽的取样管，均应采用 不锈钢管制造。 除氧水、给水、炉水、蒸汽和疏水的取样装置，必 须安装冷却器。
测定溶解氧的除氧水和汽机凝结水，其取样门的盘 根和管路应严密不漏空气。
（4）表征水中碱性物质的指标
表示水中可以用强酸中和的物质的量。 在水中碱度主要是OH-、1/2CO32-、HCO3-。天然水中的碱 度主要是HCO3- 。 酸碱滴定法测定水中的碱度，所用的标准溶液是HCl或 H2SO4溶液，酸与各种碱度离子的三个反应是： OH-+H+=H2O CO32-+H+= HCO3HCO3-+ H+=H2O+ CO2 加酚酞指示剂时只能完成前两个反应—酚酞碱度 加甲基橙指示剂时三个反应全部完成—甲基橙碱度，称为全 碱度。 在实际的滴定分析中往往是先加酚酞指示剂，滴至终点pH 约为8.2，再加甲基橙指示剂继续滴至终点pH值为4.2。 单位：我国mmol/L，美国ppmCaCO3，德国oG
水质全分析麻烦。
溶解固体 在规定条件下，水样经过过滤除去悬浮固体后， 在蒸发干躁所得的残渣重量。mg/L 只能近似表示水中溶解盐类的含量。
过滤时水中胶体及部分有机物可穿过滤纸，蒸干时结 晶水不能除尽，一些有机物分解，碳酸氢盐全部转换 为碳酸盐。
电导率 表示水中离子的导电能力的大小。μS/cm 电导率与水中离子含量、离子种类有关。故仅根 据电导率不能计算水中含盐量。
（2）表征水中溶解盐类的指标
含盐量
表示水中各种溶解盐类的总合，由水质全分析 的结果计算求出。
表示方法有两种：
重量法：水中阴、阳离子含量的质量浓度之和， mg/L，μg/L； 摩尔法：将水中阴离子（或阳离子）均按带一 个电荷的离子为基本单位，计其摩尔浓度，然 后相加。mmol/L
酸度与pH值不同。
pH值表示水中H+的量。 酸度表示水在中和过程中可以与强碱反应的全部H+， 包括原已电离的和将会电离（电离平衡）的两部分。
同样，碱度与pOH值也不同。
（6）表示水中有机物的指标
化学耗氧量（COD）
规定条件下，用氧化剂处理水样时，有机物氧化 所消耗的该氧化剂的量。mg/LO2 COD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。
含盐量
电导率
YL或C
DD
mg/L或 mmol/L
μS/cm
总有机碳
稳定度
TOC
mg/L
（1）表示水中悬浮物和胶体的指标
悬浮物 •是指经过滤后分离出来的不溶于水的固体混合物。 单位mg/L。 •仅能表征水中较大颗粒的悬浮物，不包括能穿透滤 纸的小颗粒悬浮物和胶体。 •重量法测定。过滤、烘干、称重，麻烦，不宜用作 现场的监督指标。 浊度 •是表示悬浮物和胶体物质含量的综合指标，表示水 的混浊程度。 •浊度仪测定。简单快速。现场的监督指标。 •浊度单位与标准水样配制方法及所用测试仪器有关
水的种类：给水、炉水、蒸汽、凝结水工质（血液） 生水、补给水、 疏水、返回水 冷却水：凝汽器、发电机、冷油器等
水质不良的危害与水汽质量监督的意义
血液中毒素浓度高各种疾病（尿毒症） 需要净化肾脏 水汽系统工质杂质过多：腐蚀、结垢、积盐事故 如何保证水汽质量？ 净化凝结水精处理 排污连排、定排 保证补给水水质 工质品质如何？净化效果怎么样？补给水水质？ 化学监督水汽化验分析
分析化学在发电厂中的应用 电厂化学监督 水：水分析 汽：蒸汽质量监督 煤：煤质分析 油：油分析 气：氢气、SF6等
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水、汽中各种 杂质，如 Ca,Mg,Fe,Cu, 碳酸盐、氯化 物、硫酸盐、 酸度、碱度、 硬度、溶解氧 等
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发热量、水份、 灰分、煤中汞、 全硫、氟、砷 等化学成分及 有关物理特性、 化学特性测定 与分析，煤灰 成分、特性测 定等
采集现场监督控制试验的水样，一般应使 用固定的采样瓶。 采集供全分析用的水样应粘贴标签，注明：
水样名称、 采样人姓名、 采样地点、 采样时间、 Байду номын сангаас样温度 以及其他情况（如气候条件等）。
分析水样中某些不稳定成分（如溶解氧、 游离二氧化碳等）时，应在现场取样测定， 采样方法应按各分析方法中的规定进行。 采集测定铜、铁、铝等的水样时，采样方 法应按照各分析方法中的要求进行。
碳酸盐硬度（HT）：水中钙镁碳酸盐及碳酸氢盐 的含量。 非碳酸盐硬度（HF）：水中钙镁的硫酸盐、氯化 物等的含量。
单位：我国mmol/L，美国ppmCaCO3，德国oG 换算关系：1 mmol/L =2.8 oG = 50ppmCaCO3
水沸腾时不能析出沉淀，又称永久硬度
碱度
电化学：电位、电导、库仑、安培、极谱 色谱法：柱、纸、薄层、GC、HPLC、CE 其他： 质谱、电子能谱、活化分析、免疫分析
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按试样量大小分
方法 固体试样质量(mg) 液体试样体积(mL)
常量 半微量 微量
>100 10～100 <10
>10 1～10 <1
按待测组分含量分
常量组分 (>1%) 微量组分 (0.01-1%) 痕量组分 (<0.01%)
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化学成分、 酸值、黏度、 燃点等
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水质指标
《DL/T502.1-502.32-2006火力发电厂水汽分析方法》 中的分析项目
行标《DL/T502.1-502.32-2006火力发电 厂水汽分析方法》中的分析项目
电厂用水的技术指标
指标 pH值 全固体 悬浮固体 浊度 透明度 溶解固体 灼烧减少 固体 符号 pH QG XG ZD TD RG SG 单位 —— mg/L mg/L FTU cm mg/L mg/L 指标 硬度 碳酸盐硬度 非碳酸盐硬 度 碱度 酸度 化学耗氧量 生化需氧量 符号 YD或H HT HF JD或B SD或A COD BOD 单位 mmol/L mmol/L mmol/L mmol/L mmol/L mg/LO2 mg/LO2
如果不是常流，先把管道里的积水放掉，再充分清洗 后取样。
采集其他水样时，应把管道中的积水放尽并冲洗 后方能取样。
现场采样
生水管路上取样：在生水泵出口处或生水 流动部位取样； 井水：在水面下50cm 处取样； 城市自来水：先冲洗管道5~10min 后再取 样； 江、河、湖和泉中的地表水：将采样瓶浸 入水面下50cm 处取样，并且在不同地点 分别采集，以保证水样有充分的代表性。
塑料瓶：聚乙烯瓶、聚丙烯瓶、聚苯乙烯瓶、 聚四氟乙烯瓶等。
适用于测定低含量的硅、钠、铝、钾、钙、硬度等 金属离子。
使用：取样冷却器应定期检修和清除水垢。 取样管道应定期冲洗（至少每周一次）； 机炉大修时，应安排检修取样器和所属阀门。 作系统定期腐蚀检查时，取样前要冲洗有关取样 管道，并适当延长冲洗时间。冲洗后水样流量稳 定后方可取样，以确保样品有充分的代表性。
采样瓶
玻璃采样瓶：
耐化学腐蚀的玻璃瓶、耐热腐蚀的硬质硼硅玻璃瓶。 玻璃瓶含：硅、钠、铝、钾、硼、钙。测定这些元 素的含量时，不能用玻璃瓶。 玻璃瓶适用于测定溶氧、pH、碱度、有机物、 TOC等。