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第一章 天然水及其品质 1

第一节 天然水中的杂质 1

1.水在自然界是怎样循环运动的？ 1

2.自然界中的水大体可以分为几种？ 2

3.天然水中含有哪些杂质？ 2

4.天然水中溶有哪些主要离子？ 3

5.天然水中的主要离子是怎样进入水中的？ 4

6.天然水中有哪些溶解气体？ 4

7.天然水是如何按照硬度和含盐量来分类的？ 4

第二节 水质指标 5

8.对于锅炉用水，有哪些水质指标？ 5

9.全固形物、溶解固形物和悬浮物的含义是什么？ 6

10.含盐量指标的含义是什么？ 6

11.各种硬度名称的含义是什么？ 6

12.什么叫水的碱度？ 7

13.水中各种碱度的相互关系是什么？ 8

14.硬度和碱度有何关系？ 9

15.什么叫强酸阴离子总量？ 9

16.什么是水的电导率？ 9

17.什么是水的pH值？ 10

18.什么叫化学需氧量(COD)？ 11

19.什么叫生化需氧量(BOD)？ 11

20.水中硅酸化合物有哪些形态？ 12

21.如何对水质分析结果进行校核？ 13

第三节 锅炉水质标准 15

22.低压锅炉水质标准包括哪些内容？ 15

23.低压锅炉水质标准是怎样制定的？ 17

24.低压锅炉为什么规定炉内加药处理时悬浮物含量<200mg/L，而炉外化学处理时悬浮物含量<5mg/L？ 18

25.低压锅炉为什么规定炉内加药处理时，限制给水总硬度≤4.0mmol/L，而炉外化学处理时，限制给水总硬度≤0.03mmol/L？ 18

26.低压锅炉为什么要规定给水pH>7？ 18

27.低压锅炉控制给水含氧量有何意义？它的标准是怎样制定的？ 19

28.低压锅炉炉水pH值和炉水总碱度的标准是怎样制定的？ 19

29.低压锅炉测定炉水溶解固形物有何意义？它的标准是怎样制定的？ 20

30.低压锅炉控制相对碱度有何意义？ 20

31.低压锅炉控制给水含油量有何意义？ 21

32.中高压、超高压、亚临界、超临界机组的水汽质量标准包括哪些内容？ 21

33.为什么要制定水汽质量标准？ 21

34.《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准》(GB 12145)是怎样制定(修订)的？ 22

35.制定给水质量标准的原则是什么？ 24

36.制定水汽质量标准的原则是什么？ 24

37.给水质量标准的内容是什么？新标准做了哪些修改？ 24

38.蒸汽质量标准的内容是什么？新标准做了哪些修改？ 28

39.为什么要控制凝结水的质量？ 32

40.凝结水质量标准是什么？制定依据是什么？新标准做了哪些修改？ 33

41.为什么要控制炉水质量？ 34

42.炉水质量标准是什么？新标准做了哪些修改？ 35

43.锅炉补给水质量标准是什么？为什么要增加澄清池出水浊度的标准？ 37

44.减温水的质量标准是什么？ 40

45.疏水和生产回水的质量标准是什么？为什么要对疏水和生产回水质量进行控制？ 40

46.停、备用机组启动时的水汽质量标准是什么？ 41

47.为什么要制定停、备用机组启动时的水汽质量标准？该标准是怎样修订的？ 42

48.为什么要制定水质劣化时的水汽质量标准？标准包括哪些内容？ 42

49.炉水pH值偏高是什么原因？ 44

50.炉水的pH值不符合标准，对锅炉有何危害？ 45

51.汽包炉炉水磷酸盐含量不合格，是什么原因造成的？如何处理？ 45

52.如果汽包炉炉水的含硅量、含钠量及碱度不合格，是什么原因造成的？如何处理？ 46

53.为什么对直流炉给水质量的要求十分严格？ 46

54.直流炉中给水含盐量对炉管结垢有什么影响？ 47

55.为什么运行中15.7～18.3MPa 直流炉给水含钠量标准小于10μg/L，18.4～25MPa直流炉给水含钠量标准小于5μg/L？ 48

56.为什么运行中15.7～18.3MPa 直流炉给水含硅量标准小于20μg/L，18.4～25MPa直流炉给水含硅量标准小于15μg/L？ 49

57.为什么运行中直流炉给水含铜量标准小于5μg/L，期望值≤3μg/L？ 50

58.为什么运行中直流炉给水含铁量标准小于10μg/L？ 50

59.为什么运行中给水的pH值有铜系统控制在8.3～9.3之间，无铜系统控制在9.0～9.5之间？ 50

60.为什么直流炉给水中不能有硬度？ 50

61.如何取得有代表性的水样？如何取得有代表性的蒸汽样品？ 51

第二章 锅炉补给水处理 53

第一节 水的混凝澄清处理 53

62.混凝澄清的机理是什么？ 53

63.常用的混凝剂有哪几种？各有何特点？ 54

65.影响混凝处理效果的因素有哪些？ 58

66.混凝剂剂量如何确定？ 61

67.混凝剂的投加方式有几种？ 63

68.什么叫助凝剂？有哪些常用的助凝剂？ 63

69.什么是机械搅拌澄清池？有何优缺点？ 64

70.什么是水力循环澄清池？有何优缺点？ 66

71.什么是脉冲澄清池？有何优缺点？ 68

72.什么是悬浮澄清池？有何优缺点？ 70

73.影响澄清池性能的主要因素有哪些？ 71

74.提高混凝效果的方法有哪些？ 73

第二节 水的过滤处理 74

75.为什么水要进行过滤处理？ 74

76.水的过滤原理是什么？ 75

77.快速过滤的工艺型式有哪些？ 75

78.影响过滤的主要因素有哪些？ 76

79.滤料的种类和质量标准是什么？ 77

80.什么是虹吸滤池？ 81

81.什么是重力式无阀滤池？ 83

82.什么是变孔隙滤池？ 85

83.什么是压力式过滤器？ 86

84.活性炭在锅炉补给水处理中有何作用？ 89

85.粒状活性炭的理化性能指标有哪些？ 89

86.粒状活性炭过滤器的运行参数如何？ 90

87.影响活性炭对水中有机物吸附量的因素有哪些？ 91

88.粒状活性炭的再生方法有几种？ 92

第三节 离子交换树脂 94

89.离子交换树脂是怎样分类的？ 94

90.离子交换树脂的命名方法是怎样的？ 95

91.离子交换树脂的物理性能包括哪些指标？ 96

92.离子交换树脂的化学性能包括哪些？ 105

93.我国水处理用离子交换树脂的性能标准是怎样的？ 109

94.离子交换树脂的工艺性能包括哪些？ 111

95.离子交换树脂怎样运输和储存？ 113

96.如何鉴别失去标志的树脂？ 114

97.为什么要对新树脂进行预处理？如何处理？ 115

98.受污染的离子交换树脂如何进行复苏？ 116

99.离子交换树脂的报废标准是什么？ 117

第四节 离子交换除盐 118

100.水的化学除盐的原理是什么？ 118

101.常用的化学除盐系统有哪几种？ 119

102.化学除盐系统的组合方式有几种？ 122

103.化学除盐系统中设备的设置原则是什么？ 123

104.化学除盐设备对进水水质有哪些要求？ 124

105.化学除盐工艺是怎样分类的？ 124

106.什么是顺流再生工艺？ 125

107.什么是逆流再生工艺？ 140

108.什么是浮动床工艺？ 146

109.何谓强、弱树脂联合应用工艺？ 151

110.什么叫双层床？ 156

111.什么叫双室床？ 157

112.什么叫双室浮床？ 158

113.什么叫变径双室浮床？ 159

114.判断单床离子交换器运行效果的指标有哪些？ 160

115.什么叫混合床除盐？ 175

116.离子交换除盐设备运行中出现的问题是什么？如何解决？ 184

第三章 水中杂质对锅炉运行的危害 197

第一节 水垢的形成及其危害 197

117.锅炉水处理的目的是什么？ 197

118.水垢对锅炉有哪些危害？ 197

119.常见的锅炉水垢有哪些？ 199

120.锅炉中的沉积物有哪几种？ 200

121.在锅炉中沉积物是如何分布的？ 200

122.锅内沉积物如何鉴别？ 201

123.锅炉的水渣组成是什么？有何危害？ 202

124.钙镁水垢是如何形成的？ 203

125.硅酸盐水垢是如何形成的？化学成分是什么？如何防止？ 204

126.氧化铁垢沉积的原因是什么？如何防止？ 205

127.水冷壁管内沉积金属氧化物有何危害？ 207

128.什么是铜垢？铜垢中金属铜的分布有何特点？ 211

129.铜垢是如何形成的？如何防止？ 211

130.磷酸盐铁垢是如何形成的？如何防止？ 212

131.什么是磷酸盐暂时消失现象？盐类暂时消失的原因是什么？ 214

132.盐类暂时消失有什么危害？如何防止？ 217

133.锅炉给水的硬度为什么有时不合格？如何处理？ 218

134.锅炉水质浑浊的原因是什么？如何处理？ 218

135.锅炉给水中带油有什么危害？ 218

第二节 腐蚀的原因及危害 218

136.腐蚀对锅炉有哪些危害？ 218

137.锅炉常见的腐蚀有哪几种？ 221

138.金属的腐蚀机理是什么？ 222

139.腐蚀程度有哪几种表示方法？金属腐蚀速度如何计算？ 222

140.如何防止金属的腐蚀？ 223

141.均匀性腐蚀耐蚀性的评价等级是什么？ 224

142.给水系统溶解氧腐蚀的机理是什么？ 225

143.氧腐蚀的特征是什么？ 226

144.哪些因素影响氧腐蚀？防止氧腐蚀有哪些措施？ 227

145.水中同时存在溶解氧和游离二氧化碳腐蚀的特征是什么？ 229

146.防止停用时的氧腐蚀有哪些措施？ 230

147.给水中添加N2H4的作用是什么？应维持什么条件？ 230

148.钢在含有溶解氧的纯水中会发生什么样的腐蚀？ 232

149.钢在含有溶解氧的含盐水中会发生什么样的腐蚀？钢在无氧的含盐水中会发生什么样的腐蚀？ 233

150.钢表面已形成了Fe3O4保护膜，再与含氧的水接触是否会再产生腐蚀？ 233

151.钢铁产生酸性腐蚀的机理是什么？ 235

152.酸性腐蚀通常发生在什么部位？有何特征？ 236

153.水冷壁管发生碱性腐蚀的原因是什么？有何特征？发生在什么部位？ 237

154.防止水冷壁管产生碱性腐蚀有哪些措施？ 237

155.引起水冷壁管氢损坏的原因是什么？酸腐蚀的原因是什么？ 238

156.氢损坏有何特征？发生在什么部位？如何防止？ 238

157.什么是其他部位的酸、碱腐蚀？ 239

158.为何要进行一级加氨处理？ 239

159.为何要进行二级加氨处理？ 240

160.什么是钢在水汽中的腐蚀？发生的部位和特征是什么？腐蚀产物是什么？ 240

161.什么是金属在水汽中腐蚀的有关物理化学过程？ 242

162.碳钢的保护膜是怎样形成的？ 244

163.铜合金上保护膜的特征是什么？ 247

164.铜及其合金在水汽系统中形成什么样的腐蚀产物？ 248

165.镍合金在水、汽系统中形成什么样的腐蚀产物？ 248

166.水中成分对金属耐蚀性有什么影响？ 248

167.水中有机物及细菌对金属腐蚀有什么影响？ 250

168.合金元素对金属保护膜的质量有什么影响？ 251

169.局部腐蚀是怎样发生的？ 254

170.机械因素对金属保护膜的质量有什么影响？ 256

171.水、汽中气体和盐类有哪些富集作用？ 258

172.水、汽系统中CO2腐蚀的机理是什么？有什么特征？发生在什么部位？ 259

173.用什么办法减少给水系统金属的腐蚀？ 259

174.产生苛性脆化的条件是什么？如何防止发生苛性脆化？ 262

175.什么是缝隙腐蚀？机理是什么？影响因素是什么？ 262

176.什么是点蚀？机理是什么？有何影响因素？ 264

177.什么叫应力腐蚀破裂？应力腐蚀的机理是什么？ 265

178.应力腐蚀破裂的特征是什么？防止措施是什么？ 267

179.应力腐蚀破裂与纯力学平面应变有什么区别？ 267

181.腐蚀疲劳的特征和机理是什么？有何防止措施？ 268

182.什么是晶间腐蚀？其机理是什么？有何影响因素？ 268

第三节 蒸汽品质的恶化及危害 270

183.蒸汽中的杂质有何危害？ 270

184.汽包炉蒸汽污染的原因有哪些？ 270

185.有哪些因素影响汽包炉蒸汽带水？汽包内汽水分离装置和蒸汽清洗装置的主要作用是什么？ 271

186.饱和蒸汽溶解携带有什么特点？ 271

187.汽包炉炉水的pH值对蒸汽溶解携带SiO2有何影响？ 272

188.汽包炉过热器中盐类的沉积有何规律？ 272

189.汽包炉过热蒸汽中的各类杂质在汽轮机中的沉积有何特点？ 273

第四章 炉内处理 274

第一节 炉内水处理 274

190.何谓炉内水处理？ 274

191.炉内加药处理的方法有哪些？ 274

192.炉内水处理常用药剂有哪些？其作用如何？适用什么范围？ 274

193.纯碱处理的原理是什么？适用于何种水质？ 277

194.如何进行磷酸盐处理？ 278

195.如何进行炉水协调pH-磷酸盐处理？ 279

196.如何进行聚合物处理？ 280

197.如何进行螯合剂处理？ 282

198.采用EDTA螯合剂处理有哪些注意事项？ 282

200.如何进行平衡磷酸盐处理(EPT)？ 283

201.如何进行中性水处理(NWT)？ 284

202.如何进行联合水处理(CWT)？ 284

203.加氧处理的原理是什么？应具备什么条件？ 285

204.直流炉给水加氧处理与传统的全挥发性处理有何不同？ 286

205.对几种炉内处理方法有何评价？ 286

第二节 炉内水处理加药方法及锅炉排污 290

206.炉内水处理有哪几种加药方法 290

207.炉内水处理有哪些加药装置和加药系统？药剂加入什么地方比较好？ 290

208.炉内加药处理加药量怎样计算？ 293

209.炉内加药处理有哪些注意事项？ 298

210.直流炉加氧处理加氧点和加氧系统如何设计和实施？ 299

211.锅炉排污有什么目的？有哪几种排污方式？ 302

212.锅炉排污率如何计算？ 303

第五章 锅炉化学清洗 304

第一节 基本概念及原理 304

213.锅炉化学清洗的必要性是什么？ 304

214.如何确定投产前锅炉化学清洗的范围？如何确定运行锅炉化学清洗的范围和间隔时间？ 305

215.什么是化学酸洗洗垢法？ 307

216.酸洗基本过程的原理是什么？ 307

217.碱洗和碱煮的原理是什么？ 309

218.盐酸酸洗的原理是什么？ 310

219.氢氟酸酸洗的原理和特点是什么？ 313

220.其他几种酸洗方法的机理是什么？ 318

221.羟基乙酸清洗的原理是什么？ 321

222.羟基乙酸与EDTA清洗锅炉清洗能力有何不同？ 322

223.氨基磺酸清洗的原理是什么？ 323

224.除铜的基本原理是什么？ 324

225.柠檬酸有哪些性能？清洗原理是什么？ 324

226.螯合物清洗剂清洗的原理是什么？ 329

227.硫酸清洗的原理是什么？ 330

228.几种常用的有机酸和无机酸对不同垢溶解能力有何不同？ 332

229.蒸汽加氧吹洗的原理是什么？ 334

第二节 锅炉化学清洗剂的选择和应用 334

230.如何选择化学清洗介质？ 334

231.各种清洗工艺使用情况的调查，其结果如何？ 336

232.盐酸清洗的工艺特点是什么？ 336

233.氢氟酸清洗工艺的特点是什么？ 337

234.盐酸加柠檬酸清洗工艺有何特点？ 338

235.柠檬酸(H3Cit)清洗工艺的特点是什么？ 339

237.蒸汽加氧吹洗有哪些特点？应注意哪些问题？ 341

238.应如何选择化学清洗工艺？ 346

239.奥氏体钢不能用盐酸清洗的原因？ 347

第三节 锅炉化学清洗中缓蚀剂的选用 347

240.什么是缓蚀剂？它的缓蚀剂机理是什么？ 347

241.缓蚀剂有哪些基本要求？ 351

242.应用酸洗缓蚀剂时有哪些注意事项？ 352

243.国内有哪几种缓蚀剂配方？ 352

244.有哪些常用的锅炉酸洗国产商品缓蚀剂？ 362

245.国产商品缓蚀剂(盐酸、氢氟酸)的使用性能有哪些可供参考的试验数据？ 362

246.国产商品柠檬酸缓蚀剂的使用性能有哪些可供参考的试验数据？ 362

247.国产商品EDTA缓蚀剂有哪些使用性能可供参考？ 364

248.国产商品氨基磺酸缓蚀剂有哪些使用性能可供参考？ 366

249.国产商品缓蚀剂Lan-826、Lan-5在各种介质中对20号钢有哪些使用性能可供参考？ 366

250.国产商品缓蚀剂CM-991在各种介质中对各种金属的缓蚀效果及使用性能有哪些可供参考的试验数据？ 367

251.用于锅炉酸洗的国产盐酸缓蚀剂有哪些配方？氢氟酸酸洗缓蚀剂有哪些配方？ 368

252.用于酸洗的国产硫酸缓蚀剂有哪些？ 369

253.锅炉清洗时，一般加入的添加剂有哪些？有何作用？ 369

第四节 锅炉化学清洗的范围、工艺步骤和试验方法 370

254.锅炉化学清洗的目的是什么？ 370

255.锅炉化学清洗前有哪些准备工作？ 370

256.锅炉化学清洗有哪些化学清洗工艺步骤？ 371

257.锅炉化学清洗有哪些注意事项和安全措施？ 380

258.《火力发电厂锅炉化学清洗导则》(DL/T 794-2001)是怎样制定的？ 383

259.《火力发电厂锅炉化学清洗导则》(DL/T 794-2001)修订了哪些主要内容？ 385

260.《火力发电厂锅炉化学清洗导则》(DL/T 794-2001)增加了哪些新的清洗工艺？ 386

261.《火力发电厂锅炉化学清洗导则》(DL/T 794-2001)增加了哪些新的钝化工艺？ 387

262.《火力发电厂锅炉化学清洗导则》(DL/T 794-2001)增加了哪些可供选择的缓蚀剂？ 388

263.锅炉化学清洗进行小型试验的目的是什么？锅炉清洗垢量的测定方法是什么？如何制作腐蚀指示片？ 389

264.如何进行静态腐蚀试验？ 391

265.如何进行动态腐蚀试验？ 392

266.如何控制化学清洗条件？ 393

267.锅炉蒸汽加氧吹洗的工艺条件是什么？适用哪些范围？ 394

268.如何进行酸洗后铁的钝化处理？ 394

269.有哪些措施可提高钝化效果？对酸洗后钝化膜的耐蚀性有哪些鉴别方法？ 395

270.是否可以节省碱洗工艺？ 396

271.如何防止酸洗后在金属表面产生二次锈蚀的措施？ 398

272.是否可以节省漂洗工艺？ 398

273.锅炉化学清洗后有哪些保养方法？ 399

第五节 锅炉化学清洗中的监督控制和质量要求 399

274.锅炉化学清洗中有哪些监测项目？ 399

275.锅炉化学清洗中有哪些监测方法？ 401

276.锅炉化学清洗中的质量标准是什么？ 403

277.锅炉化学清洗废液排放标准是什么？ 404

278.新建锅炉启动前清洗排放水量有多大？ 404

279.锅炉清洗废液的主要成分有哪些？ 405

280.锅炉清洗废液有哪些处理方法？ 406

281.盐酸缓蚀剂的应用性能有哪些评价指标？ 411

282.盐酸缓蚀剂的应用性能有哪些试验方法？ 411

283.用CrSO4点滴试验其耐蚀性等级标准是什么？ 414

第六章 锅炉的化学监督 415

284.锅炉化学监督的目的和任务是什么？如何才能搞好化学监督工作？ 415

285.基建阶段锅炉化学监督包括哪些工作？ 415

286.如何进行锅炉的洗硅运行？ 416

287.运行阶段化学监督的项目有哪些？ 417

288.运行中水汽质量出现异常时，如何进行化学监督？ 417

289.锅炉大修期间应做哪些化学监督工作？ 419

290.锅炉停用阶段应做哪些化学监督工作？ 420

291.热力设备有哪些停用保护方法？其选择原则是什么？ 421

292.锅炉设备停用保护的原理是什么？ 425

附录 428

1.我国锅炉的水汽质量标准 428

(1)火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量(GB/T 12145-1999) 428

(2)中国几台引进机组工程的水汽质量标准 437

(3)中国超临界机组运行情况汇总表 439

(4)我国低压锅炉的水质标准(GB 1576-1979) 442

2.美国锅炉水汽质量标准 443

(1)美国机械工程师协会(ASME)锅炉连续运行水质控制导则 443

(2)美国一般压力锅炉的给水规范 444

(3)美国汽包锅炉水质规范(>13.8MPa) 444

(4)美国汽包炉在启动和正常运行时的给水质量限值 445

(5)美国16.1～17.9MPa汽包锅炉的运行导则 445

(6)美国通用电气公司推荐的汽质标准 446

(7)美国威斯汀豪斯(西屋)电气公司建议的汽质标准 446

3.前苏联锅炉水汽质量标准 446

(1)自然循环汽包锅炉给水质量标准 446

(2)前苏联火电厂直流炉给水规范 447

(3)超临界直流炉的给水水质标准 448

(4)超临界机组稳定运行和变工况运行时的给水水质标准 448

(5)炉水磷化处理方式下的水质指标 448

(6)汽包锅炉蒸汽质量标准 449

4.日本锅炉水汽质量标准 449

(1)汽包锅炉正常运行时推荐的汽质 449

(2)直流锅炉给水水质标准(JIS B 8223-1977) 449

(3)循环锅炉的给水及炉水水质标准(JIS B 8223-1977) 450

5.英国中央发电局对各类锅炉规定的水汽质量指标 451

(1)汽包锅炉的主要和次要指标 451

(2)石墨慢化气冷反应堆和超临界炉水汽循环中的主要指标 453

(3)改进气冷反应堆直流炉水汽循环中的主要指标 454

6.德国锅炉水汽质量指标 455

(1)蒸汽的控制值 455

(2)直流炉和循环锅炉零固形物处理给水 456

(3)零固形物给水处理时的炉水 456

7.欧洲和南非电厂的水质指标 456

8.瑞士勃朗·鲍威尔公司对汽轮机蒸汽纯度的要求 457

9.意大利GIE(电气机械工业集团)亚临界炉水质量标准 457

主要参考文献 458