Slon7: определение жёсткости подпиточной воды котла
×50
Пересчёт для умягчённой водыСтолько миллилитров 0,005 н. трилона Б ушло на 100 мл пробы — умножьте на 50, и перед вами жёсткость в мкг-экв/кг. Если вода жёстче 100 мкг-экв/кг, титруют 0,05 н. раствором и расход делят на два.
Нормы жёсткости подпиточной воды по РД 24.031.120-91
Для водогрейных котлов от 2,33 до 209 МВт нормируют не общую, а карбонатную жёсткость — и предел зависит от температуры на выходе из котла, топлива и pH. Подпиточная вода из напорной линии подпиточного насоса должна отвечать тем же нормам, что и сетевая.
700 мкг-экв/кг — газ и мазут, 800 — твёрдое топливо.
- Одинаково для открытой и закрытой системы теплоснабжения.
- Прозрачность по шрифту: не менее 40 см в открытой системе и 30 см в закрытой.
- Кислород в подпиточной воде — не более 50 мкг/кг.
600 мкг-экв/кг на газе и мазуте, 750 на твёрдом топливе.
- Железо: 250–300 мкг/кг в открытой системе, 400–500 в закрытой.
- pH при 25 °C: 7,0–8,5 для открытой, 7,0–11,0 для закрытой.
- Нефтепродукты — не более 1,0 мг/кг.
300 мкг-экв/кг на газе и мазуте, 375 на твёрдом топливе.
- Кислород в сетевой воде — не более 20 мкг/кг.
- Для пылеугольных и слоевых топок норму жёсткости допускается поднять на 25 %.
- При окисляемости ниже 6 мг/кг предел уточняют при наладке котла.
В открытой системе такая вода не допускается. В закрытой предел берут по чертежу 1 РД из карбонатной щёлочности Щк и температуры.
- Пример из РД: Щк = 3 мг-экв/кг при 150 °C даёт предел около 60 мкг-экв/кг.
- Щк считают по фенолфталеиновой и общей щёлочности: при Щфф < 0,5·Щоб Щк = 2·Щфф.
- Расчёт по этим формулам верен при фосфатах не выше 1 мг/кг.
Для паровых котлов нормируют общую жёсткость, и она на порядок строже: заводы-изготовители котлов низкого и среднего давления требуют не более 0,02 мг-экв/л.
- По таблице из приложения к правилам промбезопасности: 5 мкг-экв/кг при 4 МПа, 3 мкг-экв/кг при 10 МПа.
- При коэффициенте упаривания 10 жёсткость котловой воды вырастет до 0,2 мг-экв/л.
- Щёлочность питательной воды должна в несколько раз превышать остаточную жёсткость.
Сроки контроля жёсткости подпиточной воды: смена, неделя, месяц
Объём химконтроля зависит от теплопроизводительности котла; рубеж — 35 МВт (30 Гкал/ч). Ниже — рекомендуемый график для схемы «фильтрование — Na-катионирование — атмосферная деаэрация».
- Каждые суткиКотёл до 35 МВт: общая жёсткость и щёлочность после подпиточного насоса — 1 раз. От 35 МВт: осветлённая и химочищенная вода — 3 раза в сутки.
- Раз в неделюОт 35 МВт: карбонатная жёсткость, железо и pH после подпиточного насоса; нефтепродукты по всем точкам сетевой воды.
- Раз в месяцИсходная вода целиком: сульфаты, окисляемость, условная сульфатно-кальциевая жёсткость, карбонатная щёлочность.
- До пуска котлаВодоподготовку и деаэратор налаживают не позже чем за месяц. Котёл подключают, когда жёсткость и кислород перед ним в норме, а железо превышает предел не более чем на 50 %.
- Каждый отбор пробыРасход через пробоотборник 30–50 кг/ч при 30–50 °C; пробу берут не раньше чем через 15 минут после продувки линии.
- Раз в три годаРевизия водоподготовки, правка инструкции по ВХР и переутверждение режимных карт.
Безопасность при анализе жёсткости котловой и подпиточной воды
- Пробу берите только через холодильник пробоотборной точки: вода на выходе должна быть 30–50 °C. Открывать вентиль на горячей линии без охлаждения нельзя — это пар и ожог.
- Аммиачный буфер содержит 25 %-ный аммиак, раствор едкого натра 2 н. разъедает кожу. Работайте в очках и перчатках, буфер открывайте под вытяжкой.
- Раствор сернистого натрия храните отдельно от кислот: при контакте выделяется сероводород. Держите его в полиэтилене не дольше двух недель.
- Оттитрованные пробы с реагентами не сливайте в дренаж котла — только в канализацию лаборатории.
Где остановиться. Если жёсткость подпиточной воды выше нормы в двух пробах подряд, не пытайтесь «добить» её реагентами в котёл. Сообщите ответственному за водно-химический режим и вызывайте специализированную наладочную организацию. Вскрытие и осмотр котла под давлением — только по наряду-допуску.
Трилонометрическое определение жёсткости подпиточной воды
Трилон Б при pH выше 9 связывает кальций и магний в прочный комплекс и вытесняет их из окрашенного соединения с индикатором. Момент, когда весь кальций и магний связан, виден по смене окраски — это точка эквивалентности.
Отмерить 100 мл пробы в коническую колбу на 250 мл
Мутную воду фильтруют. На сутки пробу не консервируют — если анализ откладывается, разбавьте её дистиллятом 1:1.Верно: проба прозрачная, объём по мерному цилиндру.Выбрать нормальность трилона Б
Для воды жёстче 100 мкг-экв/кг — 0,05 н. раствор. После Na-катионитового фильтра — 0,005 н. из микробюретки с каплей не больше 0,05 мл.Верно: у микробюретки видна цена деления 0,02 мл.Добавить аммиачный буфер и индикатор
5 мл буфера (pH около 10) и 5–7 капель кислотного хром тёмно-синего или хромогена чёрного ЕТ-00.Верно: раствор вишнёво-красный.Титровать медленно, постоянно перемешивая
Ведите трилон до перехода в синий: у хромогена чёрного — с зеленоватым оттенком, у хром тёмно-синего — с фиолетовым. Сравнивайте с фоном слегка перетитрованной пробы.Верно: следующая капля уже не меняет цвет.Посчитать и повторить
0,05 н.: миллилитры делят на два — это мг-экв/кг. 0,005 н.: миллилитры умножают на 50 — это мкг-экв/кг. Расхождение параллельных определений — не больше 2 отн. %.Верно: если ушло больше 10 мл 0,05 н., возьмите меньший объём и разбавьте до 100 мл.При необходимости — кальциевая жёсткость
2 мл 2 н. едкого натра поднимают pH до 12 и осаждают магний. Через 5 минут — 3 капли хром тёмно-синего и титрование 0,05 н. трилоном до фиолетово-голубого.Верно: ЖCa нужна для сверки с условной сульфатно-кальциевой жёсткостью.
Помехи трилонометрии и спорные трактовки жёсткости
Справочник Slon7 собирает здесь то, из-за чего в журнале ВХР появляются цифры, которым никто не верит: мешающие ионы, путаница общей и карбонатной жёсткости, неверный источник солей.
Мешающие ионы и чем их убрать
- Медь и цинк: переход окраски размытый0,5 мл 10 %-ного Na₂S перед титрованием
- Марганец: проба сереет и обесцвечивается3–5 капель гидроксиламина солянокислого
- Высокая щёлочность: затяжное титрованиенейтрализовать 0,1 н. HCl и продуть 5 минут
- Хромоген чёрный потерял чёткостьраствор живёт 10 суток, сухая смесь с NaCl — дольше
Карбонатная жёсткость подпиточной воды считается, а не титруется
Жк определяют расчётом из общей жёсткости и общей щёлочности. Если Жо больше Щоб, карбонатная равна щёлочности; если меньше — равна общей жёсткости. Именно Жк, а не Жо, сравнивают с нормой водогрейного котла.
Экспресс-проверка содой: откуда пришла жёсткость
Если котловая вода помутнела, а щёлочность по фенолфталеину упала, практики советуют простой приём: около 1 г каустической соды в пробу при перемешивании. Быстрые обильные хлопья — жёсткая вода. Так отдельно проверяют подпиточную воду и конденсат и находят, что виновато — умягчитель или загрязнённый возврат. Это ориентир для вызова наладчиков, а не замена анализа.
Что изменилось в нормах по жёсткости
Ответственность за нарушение водно-химического режима
Котельная с котлами под давлением обычно зарегистрирована как опасный производственный объект. Нарушение требований промышленной безопасности подпадает под ч. 1 ст. 9.1 КоАП РФ: для юрлица штраф до 400 тыс. руб. или приостановка деятельности до 90 суток. Отсутствие журнала анализов инспектор видит первым — сверяйте актуальную редакцию кодекса.
Вопросы о жёсткости подпиточной воды
- Чем общая жёсткость подпиточной воды отличается от карбонатной?
- Общая — сумма кальция и магния, её титруют трилоном Б. Карбонатная — часть, связанная с бикарбонатами; её рассчитывают по общей щёлочности. Для водогрейных котлов по РД 24.031.120-91 нормируют карбонатную, для паровых — общую.
- Какой трилон Б брать для воды после умягчителя?
- 0,005 н. из микробюретки с каплей до 0,05 мл: при жёсткости ниже 100 мкг-экв/кг 0,05 н. раствор даёт слишком грубый шаг. Расход в миллилитрах умножают на 50 — получают мкг-экв/кг. В Slon7 to этот пересчёт встроен в калькулятор.
- Индикатор не переходит в синий, проба стала серой. Что не так?
- Серый цвет и обесцвечивание — признак марганца: добавьте гидроксиламин солянокислый до реактивов. Размытый переход — медь или цинк, их связывает сернистый натрий. Если титрование затягивается, мешает высокая щёлочность.
- Подойдут ли тест-полоски для журнала ВХР?
- Полоски дают полуколичественную оценку и годятся для быстрой проверки. Капельные наборы на остаточную жёсткость считают с шагом 0,05–0,1 °dH на каплю. Для записи в журнал применяют методику, утверждённую в инструкции по ВХР, — обычно трилонометрию.
- Как перевести мг-экв/л в градусы жёсткости?
- Российский градус равен 1 мг-экв/л, то есть 0,5 ммоль/л. Немецкий градус: мг-экв/л умножить на 2,8. Микрограмм-эквиваленты на килограмм — это мг-экв/л, умноженные на 1000.
- Что такое Slon7.to и откуда нормы?
- Slon7to — справочник Slon7 по водоподготовке котельных. Цифры взяты из РД 24.031.120-91, ГОСТ 4151-72 и практики наладки; перед применением сверяйте их с инструкцией завода-изготовителя котла.