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水汽分析规程

锅炉汽水分析规程

一、概述及总则

（一）、概述

水质分析在锅炉水处理工作中占有极其重要的地位，是判断水处理设备运行是否正常，给水品质好与坏的眼睛。

因此，对水质分析绝不可以掉以轻心，化验人员必须具有高度的责任感和较高的化学基础知识。

（二）、水质化验总则

1、所有化验人员必须按照要求，按时、按项目、严肃认真地进行水质分析，准确地记录结果，做出分析，并且提出意见，所有的数据和结论应记入资料和保存。

2、分析数据必须准确、无误，如实地反映运行实际，决不允许任意编造和修改数据。

有疑意，应做重复实验并将有关情况向负责人反映。

3、分析药品使用应准确，分析仪器和工作室必须清洁完好。

4、化验人员必须具有高度责任心，并认真学习专业知识，不断提高工作能力。

二、水汽样品的采集

1、采集装有冷却器的水样时，应适当调节冷却水量及取样阀门，使水样流量保持在500-700ml/min,温度为30℃-40℃的范围内。

2、采样前应将采样瓶冲洗干净，采样时再用水样冲洗三次，方可采集水样。

3、给水、炉水和蒸汽样品，原则上应保持常流。

4、所采集水样的数量应满足试验和复核的需要。

5、溶解氧应在现场取样测定。

三、给水和炉水的质量标准应符合GB1576-1996《低压锅炉水质标准》中的有关规定

1、给水水质：

硬度：

≤30μmol/L

溶解氧：

≤100μg/L

PH值（25℃）：

≥7

油：

≤2mg/L

2、炉水水质：

磷酸根：

10～30mg/L

炉水碱度：

≤14mmol/L

相对碱度＜0.2

PH值（25℃）：

10—12

四、锅炉出口蒸汽品质要求：

五、硬度的测定（EDTA滴定法）

（一）、概要：

在pH为10.0±0.1的被测溶液中，用铬黑T作指示剂，以乙二胺四乙酸二钠盐（简称EDTA）标准溶液滴定至蓝色为终点，根据消耗EDTA标准溶液的体积，即可计算出水中硬度的含量。

（二）、试剂及配制

1、C1/2EDTA=0.04mol/L标准溶液

2、C1/2EDTA=0.002mol/L标准溶液

3、氨-氯化铵缓冲溶液：

称取20g氯化铵溶于500ml,除盐水中，加入150mL浓氨水（密度0.90g/mL）以及5.0g乙二胺四乙酸镁二钠盐（简写为Na2MgY），用除盐水稀释至1000mL，混匀，取50.00ML，按（不加缓冲溶液）测定其硬度，根据测定结果，往其余950mL缓冲溶液中，加所需EDTA标准溶液，以抵消其硬度。

注：

测定前对所用Na2MgY必需进行鉴定，以免对分析结果产生误差，鉴定方法：

取一定量的Na2MgY溶于是高纯水中，按硬度测定法测定其Mg2+或EDTA是否有过剩量，根据分析结果精确的加入EDTA或Mg2，使溶液中ETDA和Mg2+均无过剩量，如无Na2MgY或Na2MgY的质量不符合要求，可用4.716gEDTA二钠盐和3.120gMgSO4·7H2O来代替5.0gNa2MgY配制好的缓冲溶液，按上述手续进行监定，并使EDTA和Mg2+均无过剩量。

4、硼砂缓冲溶液：

称取硼砂（Na2B4O7·10H2O）40g溶于80ml高纯水中，加入氢氧化钠10g溶解后用高纯水稀释至1000ml混匀，取50.00mL，加0.1mol/L盐酸溶液40mL然后按3.2测定其硬度，并按上法往其余950mL缓冲溶液加入所需EDTA标准溶液，以抵消其硬度。

5、0.5%铬黑T指示剂：

称取0.5g铬黑T（C20H12O7N3SNa）与4.5g盐酸羟胺，在研钵中磨匀，混合后溶于100mL95%乙醇中，将此溶液转入棕色瓶中备用。

（三）、测定方法：

1、水样硬度大于0.5mmol/L的测定。

按表1的规定取实量透明水样注于250mL锥形式瓶中，用除盐水稀释100mL。

表1不同硬度取水样体积

水样硬度，mmol/L

需取水样体积，mL

0.5——5.0

100

5.0——10.0

10.0——20.0

加入5mL氨-氯化铵缓冲溶液和2滴0.5%铬黑T指示剂，在不断摇动下用C1/2EDTA=0.0200mol/L标准溶液滴定至溶液由酒红色变为蓝色为终点，记录EDTA标准溶液所消耗的体积V。

硬度（YD）的含量按式（A1）计算

YD=

C1/2EDTA×V1/2EDTA

×103mmol/L

……（A1）

或YD=

C1/2EDTA×V1/2EDTA

106μmol/L

……（A2）

式中：

C1/2EDTA——标准溶液浓度，mol/L；

V1/2EDTA——滴定时所耗EDTA标准溶液的体积mL；

V2——水样体积，ML

2、水样硬度在0.001—0.5mmol/L的测定

取100mL透明水样注入250mL锥形瓶中，加3mL，氨-氯化铵缓和冲溶液（或1mL硼砂缓冲溶液）及2滴0.5%铬黑T指示剂，在不断摇动下，用C1/2EDTA=0.001mol/L标准溶液滴定至蓝色即为终点，记录上述标准溶液所消耗的体积。

硬度（YD）的含量计算按式（A2）。

（四）、测定水样时应注意事项：

1、若水样的酸性或碱性较高时，应先用0.1mol/L氢氧化钠溶液或0.1mol/L盐酸中和后再加缓冲溶液，水样才能维持pH（10±0.1）。

2、对碳酸盐硬度较高的水样，在加入缓冲溶液前，应先稀释或先加入所需EDTA标准溶液量的80%—90%（计人所消耗的体积内），否则有可能析出碳酸盐沉淀，使滴定终点拖长。

3、冬季水温较低时，络合反应速度较慢，容易造成滴定过量而产生误差，因此，当温度较低时，应将水样预先加温至30—40℃后进行测定。

4、如果在滴定过程中发现滴定不到终点或指示剂加入后颜色呈灰紫色时，可能是Fe、Al、Cμ或Mn等离子的干扰。

遇此情况，可在加指示剂前，用2ML1%的L一半胱胺酸盐和2mL三乙醇胺（1：

4）进行联合掩蔽，或先加入所需EDTA标准溶液80%-90%（计入所消耗的体积内），即可消除干扰。

5、pH（10±0.1）的缓冲溶液，除使用氨-氯化铵缓冲溶液外，还可以用氨基乙醇配制的缓冲溶液（无味缓冲液），此缓冲溶液的优点是：

无味、pH稳定，不受室温变化的影响，配制方法：

取400mL除盐水，加入55mL浓盐酸，然后将此溶液慢慢加入310mL氨基乙醇中，并同时搅拌，最后加入5.0g分析纯Na2MgY，用除盐水稀释至1000mL，在100mL水样中加入此缓冲溶液1.0mL，即可使pH值维持在10±0.1的范围内。

6、指示剂除用铬黑T外，还可选用表2所列的指示剂，由于酸性铬蓝K作指示剂滴定终点为蓝紫色，为了便于观察终点颜色变化，可加入适量的荼酚绿B，称为KB指示剂，它以固体形式存放较好，也可以分别配制成酸性铬蓝K和荼酚绿B溶液，使用时按试验确定的比例加入，KB指示剂的终点颜色为蓝色。

7、硼砂缓冲溶液和氨-氯化铵缓冲溶液，在玻璃瓶中贮存会腐蚀玻璃，增加硬度，所以宜贮存在塑料瓶中。

表2指示剂名称和配制方法

指示剂名称

分子式

配制方法

酸性铬蓝K

C16H9O12N2S3Na3

0.5g酸性铬蓝K与4.5g盐酸羟胺混合，加10ml氨-氯化铵缓冲溶液和40mL高纯水，溶解后用95%乙醇稀释至100mL

酸性铬深蓝

C16H10N2O9S2

0.5g酸性铬深蓝加10mL氨-氯化铵缓冲溶液，加入40mL高纯水，用95%乙醇稀释至100mL

酸性铬蓝K+

萘酚绿B（简称KB）

C16H9O12N2S3Na3+

C39H13FeN3Na3O15S3

0.1g酸性铬蓝K与0.15g萘酚绿B与10g干燥的氯化钾混合研细

铬蓝SE

C16H9O9S2N2C1Na2

0.5g铬蓝SE加10mL氨-氯化铵缓冲溶液，用除盐水稀释至100mL

依来铬蓝黑R

C20H13N2O3SNa

0.5g依来铬蓝黑R加10mL氨-氯化铵缓冲溶液，用无水乙醇稀释至100mL

六、碱度的测定（容量法）

（一）、概要

水的碱度是指水中含有能接受氢离子的物质的量，例如氢氧根、碳酸盐、重碳酸盐、磷酸盐、磷酸氢盐、硅酸盐、硅酸氢盐、亚硫酸盐、腐植酸盐和氨等，都是水中常见的碱性物质，他们都能与酸进行反应。

因此，选用适宜的指示剂，以酸的标准溶液对他们进行滴定，便可测出水中碱度的含量。

碱度可分为酚酞碱度和全碱度两种。

酚酞碱度是以酚酞作指示剂时所测出的量，其终点的pH值为8.3。

全碱度是以甲基橙作指示剂时测出的量，终点的pH值为4.2。

若碱度很小时，全碱度宜以甲基红-亚甲基蓝作指示剂，终点的pH值为5.0。

（二）、试剂及配制

1、1%酚酞指示剂（以乙醇为溶剂）

2、0.1%甲基橙指示剂

3、甲基红-亚甲基蓝指示剂：

准确称取0.125g甲基红和0.085g亚甲基蓝，在研钵中研磨均匀后，溶于100ml95%乙醇中。

4、C1/2H2SO4=0.1000mol/L、0.0500mol/L、0.0100mol/L标准溶液配制。

（三）、测定方法

1、大碱度水样（如锅水、化学净水、冷却水、生水等）的测定方法：

取100ml透明水样注入锥形瓶中，加入2-3滴1%酚酞指示剂，此时若溶液显红色，则用C1/2H2SO4=0.0500mol/L或等于0.1000mol/L标准溶液滴定至恰无色，记录耗酸体积V1，然后再加入2滴甲基橙指示剂，继续用上述硫酸标准溶液滴定至溶液呈橙红色为止，记录第二次耗酸体积V2（不包括V1）。

2、小碱度水样（如凝结水、高纯水、给水等）的测定方法

取100ml透明水样，置于锥形瓶中，加入2-3滴1%酚酞指示剂，此时溶液若显红色，则用微量滴定管以C1/2H2SO4=0.0100mol/L标准溶液滴定剂恰无色，记录耗酸体积V1（1/2H2SO4），然后再加入2滴甲基红-亚甲基蓝指示剂，再用上述硫酸标准溶液滴定，溶液绿色变为紫色，记录耗酸体积极V2（1/2H2SO4）（不包括V1（1/2H2SO4））。

3、无酚酞碱度时的测定方法：

上述二法，若加酚酞指示剂后不显色，可直接加甲基橙或甲基红-亚甲基蓝指示剂，用硫酸标准溶液滴定，记录耗酸体积V2（1/2H2SO4）。

4、碱度的计算

上述被测定水样的酚酞碱度（JD）酚和全碱度（JD）全按式（A3）、式（A4）计算：

（JD）酚=C1/2H2SO4×V1（1/2H2SO4）×10mmol/L………（A3）

（JD）全=C1/2H2SO4×V2（1/2H2SO4）。

×10mmol/L………（A4）

式中：

C1/2H2SO4——标准溶液浓度，mol/L

V1（1/2H2SO4）、V2（1/2H2SO4）。

——两次滴定时所耗硫酸标准溶液的体积，ML。

注：

1、碱度的基本单元采用OH-、1/2CO-23、HCO-3，

2、碱度单位毫克当量/升（mg-N/L）和毫摩尔/升（mmol/L）的关系为：

1mg-N/L=1mmol/L。

七、磷酸盐的测定（磷钒钼黄分光光度法）

（一）、概要：

在0.6NH2SO4的酸度下，磷酸盐与钼酸盐和偏钒酸盐形成黄色的磷钒钼酸，其反应为：

2H3PO4+22（NH4）2MoO4+2NH4VO2+23H2SO4P2O5·V2O5·22MoO2Nh2O+23（NH4）2SO4+（26-n）H2O

磷钒钼酸可在420nm波长下测定。

本法适用于炉水磷酸盐的测定，相对误差为±2%

（二）、仪器

分光光度计或者光电比色计（具有420nm左右的滤光片）。

（三）、试剂

1、磷酸盐贮备溶液（lml含1mgPO3-4）：

称取在105℃干燥过的磷酸二氢钾（KH2PO4）1.433g，溶于少量除盐水中，并稀释至1L。

2、磷酸盐工作溶液（1ml含0.1mgPO43-）：

取上述标准溶液，用除盐水准确稀释至10倍。

3、钼酸铵—偏钒酸铵—硫酸显色溶液（简称钼钒酸显色溶液）的配制：

1）、、称取50g钼酸铵〔（NH4）6Mo7O24·4H2O〕和2.5g偏钒酸铵（NH4VO3），溶于400ml除盐水中。

2）、取195ml浓硫酸，在不断搅拌下徐徐加到250ml除盐水中，并冷却至室温。

将按3·3·2配制的溶液倒入按3·3·1配制的溶液中，用除盐水稀释至1L。

（四）、测定方法

1、工作曲线绘制：

1）、根据待测水样的磷酸盐含量范围，按表3中所列数值分别把磷酸盐工作溶液（1ml含0.1mgPO43-），注入一组50ml容量瓶中，用除盐水稀释至刻度。

2）、将配制好的磷酸盐标准溶液分别注入相应编号的锥形瓶中，各加入5ml钼钒酸显色溶液，摇匀，放置2min。

3）、根据水样磷酸盐的含量，按表4选用合适的比色皿和波长，以试剂空白作参比，分别测定显色后磷酸盐标准溶液的吸光度，并绘制工作曲线。

表3磷酸盐标准溶液的配制

容量瓶编号

工作溶液体积（ml）

0.5

1.5

2.5

3.5

5.0

6.5

7.5

12.5

相当于水样磷酸盐含量（mg/L）

2、水样的测定：

1）、取水样50ml注入锥型瓶中，加入5ml钼钒酸显色溶液，摇匀，放置2min，以试剂空白作参比，在于绘制工作曲线相同的比色皿和波长条下，测定其吸光度。

2）、从工作曲线查得水样磷酸盐含量。

表4不同磷酸盐浓度的比色皿和波长的选用

磷酸盐浓度（mg/L）

比色皿（mm）

波长（nm）

10～30

450

5～15

420

0～10

420

注释：

1、水样浑浊时应过滤，将最初的100ml滤液弃去，然后取过滤后的水样进行测定。

2、水样温度应与绘制工作曲线的温度大致相同，若温差大于±5℃，则应采取必要的加热或冷却措施。

3、磷钒钼酸的黄色可稳定数日，在室温下不受其他因素影响。

4、采用72型分光光度计时，若波长在420nm下，空白调不到100%时，可采用略大于420nm的波长。

八、电导率的测定

（一）、方法概要

溶解于水的酸、碱、盐电解质，在溶液中解离成正、负离子，使电解质溶液具有导电能力，其导电能力大小可用电导率表示。

电解质溶液的电导率，通常是用两个金属片（即电极）插入溶液中，测量两极间电阻率大小来确定。

电导率是电阻率的倒数，其定义是电极截面积为1cm2，极间距离为1cm时，该溶液的电导。

电导率的单位为西/厘米（S/cm）。

在水分析中常用它的百万分之一即微西/厘米（μS/cm）表示水的电导率。

溶液的电导率与电解质的性质、浓度、溶液温度有关。

一般情况下，溶液的电导率是指25℃时的电导率。

（二）、仪器

1、电导仪（或电导率仪）：

测量范围为常规范围，可选用DDS-11型。

2、电导电极（简称电极）：

实验室常用的电导电极为白金电极或铂黑电极。

每一电极有各自的电导池常数，它可分为下列三类：

即0.1cm-1以下，0.1~1.0cm-1及1.0~10cm-1。

3、温度计：

精度应高于0.5℃。

（三）、试剂

1、1mo1/L氯化钾标准溶液：

称取在105℃干燥2h的优级纯氯化钾（或基准试剂）74.5513g用新制备的Ⅱ级试剂水（20℃±2℃）溶解后，移入1L容量瓶中，并稀释至刻度，混匀。

2、0.1mo1/L氯化钾标准溶液：

称取在105℃干燥2h的优级纯氯化钾（或基准试剂）7.4551g用新制备的Ⅱ级试剂水（20℃±2℃）溶解后，移入1L容量瓶中，并稀释至刻度，混匀。

3、0.01mo1/L氯化钾标准溶液：

称取在105℃干燥2h的优级纯氯化钾（或基准试剂）0.7455g，用新制备的Ⅱ级试剂水（20℃±2℃）溶解后，移入1L容量瓶中，并稀释至刻度，混匀。

4、0.001mo1/L氯化钾标准溶液：

于使用前准确吸取0.01mol/L氯化钾标准溶液100mL，移入1L容量瓶中，用新制备的Ⅰ级试剂水（20℃±2℃）稀释至刻度，混匀。

以上氯化钾标准溶液，应放入聚乙烯塑料瓶（或硬质玻璃瓶）中，密封保存。

这些氯化钾标准溶液在不同温度下的电导率如表5所示。

表5氯化钾标准溶液的电导率

溶液浓度，mol/L

温度，℃

电导率，μS/cm

65176

97838

111342

0.1

7138

11167

12856

0.01

773.6

1220.5

1408.8

0.001

146.93

（四）、操作步骤

1、电导率仪的操作应按使用说明书的要求进行。

2、水样的电导率大小不同，应使用电导池常数不同的电极，不同电导率的水样可参照表6选用不同电导池常数的电极。

表6不同电导池常数的电极的选用

电导池常数，cm-1

电导率，μS/cm

＜0.1

0.1~1.0

＞1.0~10

3~100

100~200

＞200

将选择好的电极用Ⅱ级试剂水洗净，再用Ⅰ级水冲洗2~3次浸泡在Ⅰ级试剂水中备用。

3、取50~100mL水样（温度25℃±5℃）放入塑料杯或硬质玻璃杯中，将电极用被测水样冲洗2~3次后，浸入水样中进行电导率测定，重复取样测定2~3次，测定结果读数相对误差在±3%以内，即为所测的电导率值（采用电导仪时读数为电导值），同时记录水样温度。

4、若水样温度不是25℃，测定数值应按式（A5）换算为25℃的电导率值。

S（25℃）=

DDK

1+ß（t－25）

………………（A5）

式中：

S（25℃）——换算成25℃时水样的电导率，μS/cm；

DD——水温t℃时测得的电导，μS；

K——电导池常数，cm-1；

ß——温度校正系数（通常情况下ß近似等于0.02）；

t——测定时水样温度，℃。

5、对未知电导池常数的电极或者需要校正电导池常数时，可用该电极测定已知电导率的氯化钾的氯化钾标准溶液（温度25℃±2℃）的电导（见表5），然后按所测结果算出该电极的电导池常数。

为了减小误差，应当选用电导率与待测水样相近的氯化钾标准溶液来进行标定。

电极的电导池常数按式（A6）计算。

…………………（A6）

式中：

K——电极的电导池常数，cm-1；

S1——氯化钾标准溶液的电导率，μS/cm；

S2——用未知电导池常数的电极测定氧化钾标准溶液的电导，μS。

6、若氯化钾标准溶液温度不是25℃，测定数值应按式（A5）换算为25℃时的电导率值，代人试（A6）计算电导池常数。

7、电导率与含盐的关系

对于同一类淡水，以温度25℃为准，电导率与含盐量大致成比例关系，其比例约为：

1μS/cm相当于0.55~0.90mg/L。

在其他温度下需加以校正，即每变化1℃含盐量大约变化2%，温度高于25℃时用负值，反之用正值。

注：

在20℃，测定某天然水的电导率为244μS/cm，试计算这种水的近似含盐量。

解：

设电导率1μS/cm时，含盐量相当于0.75mg/L则含盐量为244×0.75+244×0.75×2%×5=2.0×102mg/L。

根据实际经验，通常在pH5~9范围内，天然水的电导率与水溶液中溶解物质之比，大约1：

（0.6~0.8）。

一般锅水，如将电导率最大的OH-离子中和成中性盐，则锅水的电导率与溶解固形物之比约为1：

（0.5~0.6）（既1μS/cm相当与0.5~0.6mg/L）。

表7不同水质的电导率

水质名称

电导率，μS/cm

新鲜蒸馏水

天然淡水

高含盐量水

0.5~2

50~500

500~1000

九、pH的测定（电极法）

（一）、概要

水样中含有氧化剂、还原剂、高含盐量、色素、水样混浊以及蒸馏水，除盐水等无缓冲性的水样宜用此电极法。

当氢离子选择性电极pH电极与甘汞参比电极同时浸入溶液后，既组成测量电池对，其中pH电极的电位随溶液中氢离子的活度而变化。

用一台高阻抗输入的毫伏计测量，即可获得同水溶液中氢离子活度相对应的电极电位以pH值表示，即

pH=－lgaH+…………………（A7）

pH电极的电位与被测溶液中氢离子活度的关系符合能斯特公式，即

E=E0+2.306

lgaH+

………………………（A8）

根据上式可得：

0.058lg

aH+

=△EV

a1H+

1.058（pH－pH1）=△EV

pH=pH1+

△E

0.058

………………………（A9）

式中:

E——pH电极所产生的电位，V；

E0——当氢离子活度为1时，pH电极所产生的单位，V；

R——气体常数；

F——法拉第常数；

T——绝对温度，K；

n——被测离子的电荷价数；

aH+——水溶液中氢离子的活度，mol/L；

a1H+——定位溶液的氢离子活度，mol/L；

pH1=－lga1H+；

△E——被测溶液与定位溶液的氢离子浓度相对应的电极电位差值。

因此，在20℃时，当Ph－pH1=1时，△E=58mV。

（二）、仪器

1、实验室用pH计，附电极支架及测试烧杯。

2、pH电极、饱和或3mol/L氯化钾甘汞电极。

（三）、试剂及配制

1、pH等于4.00的标准缓冲溶液：

准确称取预先在115℃±5℃干燥并冷却至室温的优级纯邻苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4）10.12g，溶解于少量除盐水中，并稀释至1000mL。

2、pH等于6.86的标准缓冲溶液：

准确称取经115C±5C干燥并冷却至室温的优级纯磷酸二氢钾（KH2PO4）3.390g以及优级纯无水磷酸氢二钠（Na2HPO4）3.55g溶于少量除盐水中，并稀释至1000mL。

3、pH等于9.20的标准缓冲溶液：

准确称取优级纯硼砂（Na2B4O7·10H2O）3.81g，溶于少量除盐水中，并稀释至1000mL，此溶液贮存时，应用充填有烧碱石棉的二氧化碳吸收管，防止二氧化碳影响。

上述标准缓冲溶液在不同温度条件下，其pH值的变化列在表8。

表8标准缓冲溶液在不同温度下的pH值

温度，℃

邻苯二甲酸氢钾

中性磷酸盐

硼砂

4.01

4.00

4.01

4.02

4.03

4.04

4.06

4.08

4.10.

6.95

6.92

6.90

6.88

6.86

6.85

6.84

6.83

6.84

9.39

9.33

9.27

9.22

9.18

9.14

9.10

9.07

9.04

9.01

8.99

8.96

（四）、测定方法

1、新电极或长时间干燥保存的电极在使用前应将电极在蒸馏水中浸泡过夜，使其不对称电位超于稳定。

如有急用，则可将上述电极浸泡在0.1mol/L盐酸中至少1h，然后用蒸馏水反复冲洗干净后才能使用。

对污染的电极，可用沾有四氧化碳或乙醚的棉花轻轻擦净电极的头部，如发现敏感膜外壁外有微锈，可将电极浸泡在5%~10%的盐酸中，待锈消除后再用，但绝不可浸泡在浓酸中，以防敏感薄膜严重脱水报废。

2、仪器校正：

仪器开启半小时后，按仪器说明书的规定，进行调零、温度补偿以及满刻度校正等手续。

3、pH定位：

定位用的标准缓冲溶液应选用一种其

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