电⼚⽤⽔的类别及⽔质指标
让科技引领中国可持续发展电⼚⽤⽔的类别及⽔质指标
⼀、⽕⼒发电⼚⽤⽔的分类
由于⽔在⽕⼒发电⼚⽔汽循环系统中所经历的过程不同，其⽔质常有较⼤的差别，热⼒设备⽤⽔⼤致可分为：原⽔、补给⽔、给⽔、锅炉⽔、排污⽔、凝结⽔、疏⽔、返回凝结⽔、冷却⽔等。 1、原⽔：原⽔是未经任何处理的天然⽔（如江河⽔、湖⽔、地下⽔等）。在⽕⼒发电⼚中，原⽔是制取补给⽔的⽔源，也可以⽤来冲灰渣或作为消防⽤⽔。⼀般取⾃⾃备⽔源（地表⽔或地下⽔）或城市供⽔⽹。
2、补给⽔：原⽔经过各种⽔处理⼯艺处理后，成为⽤来补充⽕⼒发电⼚汽⽔损失的锅炉补给⽔。锅炉补给⽔按其净化处理⽅法的不同，⼜可分为软化⽔、蒸馏⽔或除盐⽔等。
3、给⽔：经过各种⽔处理⼯艺处理后送进锅炉的⽔成为给⽔。凝汽式发电⼚的给⽔主要由汽轮机凝结⽔、补给⽔和各种疏⽔组成；热电⼚的给⽔中还包括返回凝结⽔。
4、锅炉⽔：在锅炉本体的蒸发系统中流动着的⽔称为锅炉⽔。 5、排污⽔：为了防⽌锅炉结垢和改善蒸汽汽质，⽤排污的⽅法排出⼀部分含盐量⾼的锅炉⽔，这部分排出的锅炉⽔称为排污⽔。
6、凝结⽔：锅炉产⽣的蒸汽在汽轮机内做功后，经冷却⽔冷凝成的⽔称为凝结⽔。这部分⽔⼜重新进⼊热⼒系统，成为锅炉给⽔的主要部分。
7、疏⽔：在热⼒系统中，进⼊加热器的蒸汽将给⽔加热后，由这部分蒸汽冷凝下来的⽔，以及在停机过程中，蒸汽系统中的蒸汽冷凝下来的⽔都称为疏⽔。所有疏⽔经疏⽔器汇集到疏⽔箱，符合⽔质要求的，作为锅炉给⽔的⼀部分返回热⼒系统。由于⽕⼒发电⼚（尤其是热电⼚）的疏⽔系统⽐较复杂，⼀般在⽔汽循环的主要系统中不表⽰出来，另⾏阐述。
8、返回凝结⽔：热⼒发电⼚向热⽤户供热后，回收的蒸汽凝结成⽔，称为返回凝结⽔（也
称返回⽔）。其中⼜有热⽹加热器凝结⽔和⽣产返回凝结⽔之分。
9、冷却⽔：蒸汽在汽轮机中做完功以后，通常通过⽔冷，闭式⽔系统的冷却通常也需要⽔冷，这两部分⽔称为冷却⽔。⼀般说的冷却⽔主要是指这两部分。
⼆、天然⽔中⽔中杂质（离⼦和主要化合物）
天然⽔中的杂质可按其分散颗粒的⼤⼩分为：悬浮物、胶体和溶解物质。悬浮物是粒径10–4mm以上的粒⼦，它们在⽔中不稳定，可在重⼒或浮⼒的作⽤下去除，常为砂、粘⼟类化合物及动植物类的产物；胶体的粒径在10–6～10–4mm，常为不溶于⽔的分⼦所组成，胶体粒⼦⽐表⾯⼤、活性⼤并带有负电荷，它们常是铁、铝、硅的⽆机化合物和有机胶体，胶体可⽤混凝、澄清与过滤⼯艺去除；溶解物质是指粒径⼩于10–6mm的离⼦和⼀些溶解⽓体，采⽤离⼦交换、电渗析、反渗透的⼯艺可将其去除，⽔中的⼆氧化碳、氧⽓等溶解⽓体也是⽔处理⼯艺需除去的杂质。 1、⽔中的离⼦态杂质
天然⽔中的离⼦按其含量⽽可为三类，如表1–1，其中含量最⾼的第I类离⼦是⽔处理过程中需要净化的主要对象。 表1–1 天然⽔中的离⼦
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H4
SiO4，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1–2 SiO2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的溶解度就显著地增⼤，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1001
的情况，阴影部分表⽰⽔中溶解的多聚体已超过1001。
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。波纹钢管
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
氢氰酸
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。
特别的爱电影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。
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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（COD
cr），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。
数理化自学丛书7. 天然⽔的分析项⽬
表1–3 天然⽔的⼀般分析项⽬
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
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著，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：
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
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