鍋爐水質安全檢測誤差因素及預防措施

文/亓海峰

鍋爐是工業(yè)生產常用的高耗能特種設備，對水質要求非常嚴格。在鍋爐的使用中，水質的優(yōu)劣直接關系到鍋爐效率的高低和安全節(jié)能狀況，因水質不良會出現很多安全隱患。本文著重從鍋爐給水角度，結合實際操作例子，從取樣、化驗分析、試劑等方面加以闡述其中存在的誤差，提出幾點預防措施，以提高鍋爐水質檢測的準確性。

根據《特種設備安全監(jiān)察條例》第二十七條規(guī)定，鍋爐使用單位應當按照安全技術規(guī)范的要求進行鍋爐水（介）質處理，并接受特種設備檢驗檢測機構實施的水（介）質處理定期檢驗。在標 準TSG G5001-2010《 鍋 爐水（介）質處理監(jiān)督管理規(guī)則》和TSG G5002-2010《鍋爐水（介）質處理檢驗規(guī)則》中均對鍋爐水汽質量的檢驗提出了具體要求。特種設備檢驗機構應定期對鍋爐水（介）質進行檢測，并對檢測結果不合格的提出整改意見和期限。因此，提高水質檢測水平，加強水質管理工作至關重要。

檢測中引起誤差的常見因素

取樣誤差

工業(yè)鍋爐給水取樣分析時，某些檢驗人員將離子交換器交換出口的水作為給水取樣，這并不具有代表性。經過多年檢驗發(fā)現，離子交換器出水檢測合格，但儲水池內的水不一定合格。因為合格的軟化水進入儲水池后，可能會因大氣中灰塵、池底防腐性不好，或者冷凝水夾帶著雜質進入儲水池，造成企業(yè)司爐工或水處理作業(yè)人員認為鍋爐給水合格的假象，長此以往會導致給水硬度超標，使得鍋爐結生水垢。另外，在從給水箱液位計下取樣時，未排盡管內存水并沖洗液位指示管，這樣取的水樣也不具有代表性。還存在對鍋爐水、除鹽水、飽和蒸汽、過熱蒸汽等水汽取樣時，取樣桶沖洗不干凈或未涮洗三遍以上，上述這些情況都不符合取樣要求。

電站鍋爐水汽取樣時，流速應適度調節(jié)，排放時間宜在3 min 以上，如果排放時間太短，會對鐵離子含量造成影響。當在取樣時，也要防止相鄰水或者灰飛的濺入。以上幾種情況在取樣時應當格外注意。

由于水質不良導致鍋爐內結生的水垢

化驗分析誤差

在進行容量分析時，一定要仔細慢滴，避免滴定不足或過量，讀數時要讀取液體凹液面的最低處，不可仰視或俯視。常見的如在對給水硬度、爐水堿度、氯離子含量測定時，滴定量的準確與否直接關系到檢驗結論的正確性。另外，在配置標準溶液時，會用到移液管和吸耳球，應熟悉其使用方法，否則會造成分析誤差。

在測定鍋爐給水硬度或者在對電站鍋爐爐水氯離子測定時，應選用微量滴定管。當滴定管讀數精度不足時，也會影響準確性。滴定管讀數應讀到準確估讀位數，并注意有效數字的修約，否則會造成分析結論的誤差，水處理檢測師在審核報告時，也應注意數據的有效性。

現場檢驗時發(fā)現，一些企業(yè)的鍋爐水處理作業(yè)人員為了省事，在測定爐水PH 值時，只是用PH 試紙簡單一測，與對照卡對照后就認為爐水合格。事實上，在水質化驗時，堿度合格PH 值就合格，而PH值合格，堿度不一定合格。在對工業(yè)鍋爐的給水硬度測定時，也存在這種粗放式的化驗分析，導致分析誤差。根據鍋爐水質檢測標準，作業(yè)人員應該用滴定法進行化驗分析。

試劑誤差

在配置標準溶液時，分析實驗室用水應滿足GB/T 6682-2008《分析實驗室用水規(guī)格和試驗方法》標準的要求，配置用水應達到一級水或二級水標準。但外購的試劑難免會有質量問題，在實際檢測中，如國產的優(yōu)級純鹽酸中有時鐵含量較高，有時還發(fā)現某專業(yè)的標準試劑公司的硅標準液濃度與實際不相符，試劑中鈉和硅含量偏高，尤其是對電站鍋爐水汽質量檢測時，這種試劑會直接影響測定結果。在對強酸或強堿稀釋制備時，一方面要注意安全防護，按照操作規(guī)程謹慎操作，防止灼傷；另一方面在用容量瓶稀釋時，用滴定管和稀釋管滴加純水時，要遵循一慢二看三觀察的規(guī)則，視線與凹液面最低處平齊，讀數一定要準確。

易受環(huán)境影響的標準溶液應定期標定，當用容量瓶對標準溶液進行標定時，如不慎滴定過量，應重新配置標準溶液。一些低濃度的標準溶液，如0.001 mol/L 的乙二胺四乙酸二鈉（簡稱EDTA），或0.01 mol/L 的EDTA，如果存放時間過長容易失效；一些還原劑或指示劑，如鉻黑T 指示劑、測磷酸根和硅含量的還原劑，也易失效。此外，裝試劑的容器對試劑也有影響，如硼砂緩沖溶液和氨——氯化銨緩沖溶液，儲存在玻璃瓶中會腐蝕玻璃，增加硬度，所以應儲存在塑料瓶中。對某些易感光的試劑，如硝酸銀溶液，需要盛放在棕色試劑瓶中，在取樣分析時，也應當使用棕色滴定管進行滴定，防止感光失效。

提高水質檢測準確性的預防措施

嚴格水樣采集要求

工業(yè)鍋爐用水樣檢測一般應取給水、鍋水各500 ml。有軟水箱的一般取軟水箱內的水，根據需要可采取適量的原水或軟化水等加以分析比對。電站鍋爐用水檢測還要增加飽和蒸汽、過熱蒸汽、凝結水、生產回水、疏水等，用取樣冷卻器采集水樣時，應調節(jié)閥門，使水樣流速穩(wěn)定，溫度為30℃～40℃為宜。采集水樣時，應先將取樣管路中的積水放凈，沖洗數分鐘后再采集水樣。盛水樣的瓶應是硬質玻璃或專用塑料瓶。采樣前應先將取樣瓶清洗干凈，采樣時再用待取水樣沖洗3 次以上才能采集水樣。采樣后應迅速加蓋密封，并粘貼標簽，注明單位名稱、鍋爐型號、登記證號、水樣名稱、取樣日期等。如果使用單位自行采集的水樣，應保證在48 小時內完成檢測，并對水樣的真實性負責。檢驗人員在采集水樣時，受檢單位應做好現場配合工作，可根據需要在檢驗機構的抽樣申請單上簽字確認，共同對水樣的真實性、代表性負責。

加強業(yè)務學習 提高人員檢測水平

認真學習溶液配置標準，將理論應用到實踐中，多操作，勤觀察。例如在測定給水硬度時，鉻黑T 指示劑對鎂離子比較敏感，對鈣離子不敏感，所以可在緩沖溶液中加入合適的EDTA—Mg 鹽，可提高測定的靈敏度。在配置時，EDTA 和Mg 兩者不一定正好等量，配置時用的試劑水也會存在硬度，因此緩沖溶液配制后需要鑒定。如取10 mL緩沖液加9 0 mL 除鹽水和3 滴鉻黑T 指示劑，如果呈現紫紅色，則Mg2+過量；正確的配置方法是：用EDTA 標準溶液滴定至恰好藍色，根據標準液消耗量，加入等量的EDTA 至緩沖液，再鑒定；如果呈現藍色，用Mg2+標準液滴定至紫藍色，0.05 mmol/L 的Mg2+標準液消耗＜0.01 mL 時，兩者等量；當Mg2+標準液消耗＞0.01 mL 時，說明EDTA 過量，需在緩沖溶液中加入等量的Mg2+標液。調整后需再次鑒定，直到確認EDTA 與Mg2+等量為止。

在滴定過程中，由于溫度低，絡合反應速度慢，所以滴定過程必須慢。熟練學習各標準要求，在標準中要求微量硬度測定采用酸性鉻藍K，但實際上酸性鉻藍K 在到達滴定終點時呈藍紫色，對于經驗不足的檢測人員易引起誤差。在平時的水質檢測工作中，還要加強業(yè)務學習，努力提高人員檢測水平。

強化測定方法的適用性

例如在測定給水硬度時，如果有鐵離子干擾，可加掩蔽劑。用莫爾法測定鍋爐水中，有氯離子干擾時，需采用滴定法。采用聚膦酸鹽作防垢劑時，測磷酸鹽需用過硫酸鉀分解，否則測定的結果會明顯偏低。目前很多檢驗機構只用測正磷酸鹽去測定，使得結果誤差較大。在測電站鍋爐爐水中硅含量時，為避免磷酸鹽干擾，標準規(guī)定加2mL草酸或酒石酸掩蔽，如果磷含量高時可加5mL 草酸或酒石酸掩蔽。為了避免溫度對測定結果產生影響，最好將水溫調節(jié)至25 ℃，如果條件不具備也可通過儀器調節(jié)進行溫度補償。但是通過儀器補償后的測定值，與直接調節(jié)水樣溫度后的測定值相比較，稍有誤差。

加強儀器的維護保養(yǎng) 定期校準檢定

定期對儀器進行維護保養(yǎng)，及時校準，如選用緩沖溶液對PH 酸度計進行校準時，應注意標準溶液的有效期和電極的性能。采用標準電導溶液和標準電極對電導率電極常數校準時，對于測高純水的，需進行電導率補償的方法進行校準。分光光度計標準曲線校準時，應用標準試劑重新制作標準曲線，提高測定準確度。

根據《中華人民共和國計量法》的規(guī)定，應對儀器設備進行定期檢定，并溯源到國家計量基準。逐一核查儀器設備的使用情況，及時糾正出現的異常狀態(tài)。保證儀器設備的完好，提高測定結果的準確性。

嚴格遵循水質檢測標準 確保檢測質量

按照GB/T 1576-2018《工業(yè)鍋爐水質》或GB/T 12145-2016《火力發(fā)電機組及蒸汽動力設備水汽質量》標準要求。定期對水處理設備進行維護保養(yǎng)，加強水質檢測管理工作，配備持證水處理作業(yè)人員，努力提高水處理作業(yè)人員各方面素質，在抽取水樣、溶液配制、標準溶液的標定、分析過程、儀器使用及維護、化驗方法等方面持續(xù)研究，及時更新標準規(guī)范的要求，持續(xù)增強業(yè)務能力和技能水平。

例如，鍋水堿度不合格的處理，可根據水質檢測指標的高低，作出合理的處理意見，應與溶解固形物或氯離子含量、給水情況結合起來分析。對于原水堿度較高的，鍋外處理除去硬度后，鍋水堿度濃縮，鍋水堿度會更高，這種情況下可采用氫離子交換或者冷凝水回用。如果鍋爐爐水堿度過高，也可適當增加排污。鍋水堿度過低時，可能與排污過多有關，若鍋爐啟動不久尚未濃縮，此情況下不可盲目加堿，否則鍋水濃縮后，堿度就會過高。另一個原因是給水硬度偏高，防垢劑加藥量不足。針對上述幾種情況，還是要具體問題具體分析，保證水汽質量在標準允許的范圍內。及時準確地對鍋爐水樣進行化驗分析。

檢測記錄和報告的規(guī)范性

對每一批次水樣檢測完成后，在已檢區(qū)留好樣，準確記錄鍋爐水汽質量檢測過程，確保原始數據的完整性、可靠性，注意數據修約規(guī)范化，對有疑問的樣品應重新復檢。原始記錄的格式設計應當合理，內容除報告所需信息以外，還應包括：檢測方法、儀器型號和編號、平行測定數據、標準溶液的濃度、計算公式、取樣和檢測中出現的問題等。查看是否有漏檢、錯檢等情況。根據多年的檢驗檢測經驗，統(tǒng)計數據表明，應根據不同地區(qū)的水質情況，制定不同的待檢水樣和檢測指標，這樣才能降低結生水垢的概率，避免事故的發(fā)生。在審核檢測報告時，檢查檢驗結論和處理意見是否正確，并符合相應標準和技術規(guī)范的規(guī)定，使檢測報告和記錄規(guī)范統(tǒng)一。

水質優(yōu)劣直接關系到鍋爐是否結垢，腐蝕，汽水共騰，水質不合格既增加了檢修和清洗費用，又縮短了鍋爐使用壽命。水質檢測的合格與否，直接關系到水處理設備的運轉是否良好，所以要維護好水處理設備。合理配置水處理設備，配備持證水處理作業(yè)人員，鍋爐使用單位應配合檢驗檢測機構加強水處理設備的檢驗和水質監(jiān)督檢測，保證鍋爐安全、經濟、高效運行。