陳 格
(江西省鍋爐壓力容器檢驗檢測研究院九江分院,江西 九江 332000)
鍋爐是一種產(chǎn)生蒸汽和熱水的換熱設(shè)備。水是鍋爐發(fā)生蒸汽的原料。符合鍋爐給水要求的水質(zhì)應(yīng)能保證鍋爐安全、經(jīng)濟、可靠、穩(wěn)定運行以及產(chǎn)出合格蒸汽或熱水。水質(zhì)不良會導致鍋爐損壞。如果鍋爐給水中含有雜質(zhì),就會產(chǎn)生結(jié)垢、腐蝕、積鹽和汽水共騰等現(xiàn)象而使鍋爐發(fā)生危害,從而降低鍋爐的傳熱系數(shù)和設(shè)備強度,浪費燃料,縮短使用年限,嚴重時甚至會引起鍋爐爆炸事故。隨著高溫、高壓、大型化鍋爐的出現(xiàn),鍋爐水中各種雜質(zhì)引起的危害將日益突出,因而愈來愈受到人們的重視。
對鍋爐使用單位進行水質(zhì)檢驗,可以監(jiān)測鍋爐使用單位的水質(zhì)情況,檢查水處理操作人員的日常操作情況,及時發(fā)現(xiàn)水處理設(shè)備在運行中存在的問題,從而保證鍋爐的安全使用及經(jīng)濟運行。
鍋爐水質(zhì)水樣的采集是鍋爐水質(zhì)檢驗中的重要一環(huán),取出的水樣能否具有反映設(shè)備和系統(tǒng)中水汽質(zhì)量真實情況的代表性直接影響了水質(zhì)檢驗結(jié)果的準確性。鍋爐的水樣包括原水、給水、鍋水、回水、凝結(jié)水等,不同的水樣應(yīng)有其相對應(yīng)的取樣點和取樣裝置。舉例如下:
給水取樣點一般設(shè)在鍋爐給水泵之后,省煤器以前的高壓給水管上,為了監(jiān)督除氧器的運行情況,除氧器出口也有取樣裝置。為了保證樣品的代表性,取樣點應(yīng)設(shè)在離出口不大于1m 的水流通暢處。鍋水取樣一般是從汽包的連續(xù)排污中取出的,為了保證樣品的代表性,取樣點應(yīng)盡量靠近排污管引出汽包的出口,并盡可能裝在引出汽包后的第一個閥門之前。由于鍋爐及其熱力系統(tǒng)中的水溫較高,一般應(yīng)冷卻到25℃~30℃,所以應(yīng)將取樣點的樣品引至鍋水取樣冷卻器內(nèi)進行冷卻,下圖1 和圖2 分別為工業(yè)鍋爐和電站鍋爐的取樣冷卻裝置。凝結(jié)水取樣點一般設(shè)置在凝結(jié)水泵出口端的凝結(jié)水管上。設(shè)置合理的鍋爐水質(zhì)取樣點,是為水質(zhì)檢驗結(jié)果的準確性打下良好的基礎(chǔ)。
圖1 工業(yè)鍋爐的鍋水取樣冷卻裝置
圖2 電站鍋爐的水樣取樣裝置
取樣的方式方法正確與否,也直接影響了鍋爐水質(zhì)檢驗結(jié)果的準確性。水質(zhì)取樣時應(yīng)在取樣之前先沖洗取樣裝置,使用待取水樣清洗后的取樣瓶,避免取樣管和取樣瓶中附著雜質(zhì)的污染。取得的水樣種類應(yīng)正確并及時貼上標簽,否則使得檢驗結(jié)果不準確從而影響檢驗員的判斷。如我單位在接受某使用單位的鍋爐水質(zhì)委托檢驗時,經(jīng)檢驗測得的結(jié)果如表1,其原水堿度與給水堿度相差較大,在詳細詢問使用單位后發(fā)現(xiàn)該單位取樣人員取樣錯誤,其取得的原水為井水,而鍋爐實際使用的原水為河水,不同的水源水質(zhì)情況不同,其應(yīng)采取的水處理方式也不盡相同,從而使得檢驗結(jié)果不準確。因此水質(zhì)取樣的正確性十分重要,取樣人員應(yīng)在合理的取樣位置,使用取樣瓶取得樣品后密封保存,貼上標簽并寫上對應(yīng)的樣品名稱、取樣日期、取樣人名等信息,取樣人員應(yīng)對該樣品負責。
表1 某單位鍋爐水質(zhì)檢驗結(jié)果
檢驗水樣中不穩(wěn)定成分時,應(yīng)隨取隨測,或應(yīng)將不穩(wěn)定成分轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定狀態(tài)再檢驗,如檢驗給水的溶解氧時應(yīng)使用溶解氧儀在水質(zhì)取樣現(xiàn)場檢測。檢驗水樣中的銅、鐵、鋁時,應(yīng)使用專用磨口玻璃瓶,并將其用鹽酸(1+1)浸泡12h 以上,再用一級試劑水充分清洗,然后向取樣瓶內(nèi)加入優(yōu)級純濃鹽酸(每500mL 水樣加濃鹽酸2mL),直接采取水樣,并立即將水樣搖勻。測定水樣中的聯(lián)氨時,應(yīng)使用專用磨口玻璃瓶,每取100mL 水樣預(yù)先加入濃鹽酸1mL,水樣應(yīng)充滿取樣瓶。
鍋爐水質(zhì)取樣的采集數(shù)量應(yīng)滿足試驗和復(fù)核要求。供全分析的水樣不應(yīng)少于5L,若水樣渾濁時應(yīng)分裝兩瓶。供單項分析用的水樣不應(yīng)少于0.5L。水樣的存放時間受其性質(zhì)、溫度、保存條件及試驗要求等因素影響,采集水樣后應(yīng)及時分析,如遇特殊情況存放時間不宜超過72h。水樣運送和存放時,應(yīng)注意檢查水樣瓶是否封閉嚴密,并且應(yīng)防凍、防曬。
鍋爐水質(zhì)檢驗對于鍋爐的安全使用具有重大意義。對于各種鍋爐水質(zhì),我們除了可以采用常規(guī)檢測方法外,應(yīng)該積極采用科學先進的檢測方法,目的是為了提高檢測效率,更重要的是提高鍋爐水質(zhì)檢驗的準確性,為鍋爐水處理檢驗及鍋爐檢驗提供科學準確的技術(shù)參考。另外,在做好科學檢驗的同時,要能兼?zhèn)淇茖W管理,進一步確保鍋爐水質(zhì)檢驗的準確性。
科學管理應(yīng)該包括以下幾方面:第一,所有檢驗時使用的分析測試儀器設(shè)備,均按照國家計量部門的要求定期送檢,未經(jīng)檢定或檢定不合格的儀器禁止使用,新購置的儀器設(shè)備也需經(jīng)計量部門檢定合格后才能使用;第二,對于專業(yè)的檢驗設(shè)備及儀器,應(yīng)做好日常的保養(yǎng)和維護工作,定期核查和校核,以確保其準確性;第三,做好實驗室環(huán)境管理工作,檢驗時的環(huán)境條件,如溫度、適度、振動、電磁場等都會影響到分析儀器的測量精度,以致引起檢驗結(jié)果的誤差或錯誤,確保良好的工作環(huán)境才能保證儀器的正常工作,更能保證儀器的測量精度;第四,強化實驗室監(jiān)督機制,制定相應(yīng)的監(jiān)督約束機制,對鍋爐水質(zhì)檢驗人員進行培訓,經(jīng)考核合格后持證上崗,檢驗人員必須認真學習并熟練掌握所承擔的檢驗項目的質(zhì)量標準、標準測試方法和計量學要求,掌握所使用的各類儀器設(shè)備的性能、操作方法和計量知識。
鍋爐水質(zhì)檢驗穩(wěn)定性是指鍋爐水質(zhì)檢驗的方法或措施是否穩(wěn)定可靠,其主要取決于以下幾個方面:
合理有規(guī)律的對鍋爐水質(zhì)進行采樣,不僅提高了水質(zhì)檢驗的準確性,更重要的是提高鍋爐水質(zhì)檢驗的穩(wěn)定性。例如在一年內(nèi)采樣兩次或以上,對于檢驗結(jié)果不合格的鍋爐水質(zhì)應(yīng)適當增加取樣檢驗頻率的次數(shù)。按穩(wěn)定的取樣周期取樣,也可以提高鍋爐水質(zhì)檢驗的穩(wěn)定性。
鍋爐水質(zhì)取樣時間的合理性也對鍋爐水質(zhì)檢驗結(jié)果的準確性和穩(wěn)定性有影響。對于每年的多水期和枯水期可以分別進行取樣檢驗。也可按照當?shù)氐貐^(qū)的特點分四季來進行采樣。
在鍋爐使用時,鍋水的取樣時間直接影響其檢驗的結(jié)果。例如停(備)用鍋爐啟動時不應(yīng)該取樣,因為由于停用期間的腐蝕、啟動時水汽沖刷等原因,鍋爐啟動時給水總鐵含量、硬度有時會偏高;重新上水的停(備)用鍋爐剛啟動時,由于鍋水尚未濃縮,鍋水堿度往往偏低,如果為了達到堿度標準而加入過多的堿性阻垢藥劑,當鍋水蒸發(fā)濃縮至正常倍率時,堿度就會偏高,排污率也會偏高,而且還有可能影響蒸汽質(zhì)量。因此停(備)用鍋爐啟動時不應(yīng)取樣,當鍋爐蒸發(fā)濃縮倍率達到正常后,則可取樣。
專業(yè)的檢驗儀器可以保證鍋爐水質(zhì)檢驗結(jié)果的穩(wěn)定性,如pH 酸度計、電導率儀、離子色譜儀等,這類儀器要能夠快速準確檢測,通過儀器的穩(wěn)定性(如電極的穩(wěn)定性)來確保檢驗數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。
在水質(zhì)檢驗過程中,影響檢驗結(jié)果的因素有很多,如環(huán)境、儀器的不穩(wěn)定,因此需要做樣品復(fù)檢和平行樣分析。在對鍋爐水質(zhì)進行檢驗時,一定要對樣品編號并記錄,對副樣品進行保留處理,根據(jù)相關(guān)檢驗要求把副樣品交給復(fù)檢員,然后可以進行兩次檢驗結(jié)果的分析和比較。需要注意在規(guī)定時間內(nèi)完成副樣品的復(fù)檢,并保證良好的副樣品保存環(huán)境。
平行樣的檢測應(yīng)該在每一批樣品中都進行檢測,根據(jù)一般要求來看,應(yīng)該把檢測比率控制在樣品的10%~20%左右。平行樣的測定量可以根據(jù)樣品數(shù)量進行修改,在比較少的樣品情況下,應(yīng)該要求平行樣的測定量有所增加。
綜上所述,在進行鍋爐水質(zhì)檢驗過程中,需要先確定取樣點、取樣頻率及取樣時間的合理性,然后科學取樣,對取得的樣品使用專業(yè)的檢驗儀器科學檢驗,并進行平行樣分析和樣品復(fù)檢,實現(xiàn)鍋爐水質(zhì)檢驗的準確性和穩(wěn)定性的提高。