第2章电厂用水.ppt

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1、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 单分子水由原子量计算得分子量为单分子水由原子量计算得分子量为18，但实验测得气态水的，但实验测得气态水的分子量为分子量为18.64，液态水的分子量还大，这就说明有聚合态水存，液态水的分子量还大，这就说明有聚合态水存在。通常把这种由简单分子结合成复杂分子的

2、集合体，而不改在。通常把这种由简单分子结合成复杂分子的集合体，而不改变单个分子的化学性质的作用，称为分子的缔合：变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 HH HH HH HH HH H2.1 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(4 1.0103kg/m3)其它温度下水的密度均小于此值其它温度下水的密度

3、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

4、 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的超临界状态水的超临界状态:当水的温度和压力分别高于临界温度和临界压力时的状态。当水的温度和压力分别高于临界温度和临界压力时的状态。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

5、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/(mg/(mgL L1 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/(mg/(mgmm3 3)0.9980.998 0.128 0.1284.194.1910103 3 粘度粘度/cp/cp 0.8

6、90 0.890 0.0298 0.0298 2.65 2.6510105 5 有效扩散系数有效扩散系数(cm(cm2 2s s1 1)7.747.7410106 6 7.677.6710104 4 1.791.7910103 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之间之间 。溶解物质：溶解物质：天然水中溶解

7、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：NaNa+、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

8、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

9、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：一种是表示水中所含有的一种是表示水中所含有的离子或分子离子或分子来表示，来表示，如钠离子、如钠离子、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。另一种则并不代表某种单纯的物质，而是表示另一种则并不代表某种单纯的物质，而是表示某些化合某些化合物的组合物的组合 或表征某种特性。或表征某种特性。如如硬度、碱度、溶解固形物、电导率等，这种指标是由硬度、碱度、溶解固形物

10、、电导率等，这种指标是由于技术上的需要而拟定的。故称为于技术上的需要而拟定的。故称为技术指标技术指标。在实际中。在实际中有时不加区分。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。浊度的单位通常用体物质的含量。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

11、: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100mL100m

12、L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

13、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是用透射仪测定的浊度单位，所用的标准浊度溶液也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。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。这三种浊度单位表示的浊度对于同

14、一种有浊度的溶液来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。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。量浓度量浓度，mol/L.mol/L.C C(1/2CaCO(1/2CaCO3 3)=)=C C(1/2CaO)=(1/2CaO)=C C(1/2Ca (1/2C

15、a 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/LG=10mg/L28g/mol=28g/mol=1/2.8(mmol/L)1/2.8(mmol/L)，1mmol/L1mmol/L（1/2CaO1/2CaO）=2.8=2.8 o oGG ppmppm（mg/Lmg/L），），1mg/L CaCO1mg/L CaCO3 3称为称为1 ppm1 ppm硬度。由于硬度。由于 1/2CaCO1/2CaCO3

16、 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 某水分析结果为：某水分析结果为：CaCa2+2+的浓度为的浓度为60.0mg/L;Mg60.0mg/L;Mg2+2+的浓度为的浓度为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/L YD=5.0mmol/L2.8 oG/mmol/L=14 oG YD=5.0 mmol/L50 ppm/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