2025年G3锅炉水处理考试题库及答案

2025年G3锅炉水处理考试题库及答案一、水质基础与锅炉腐蚀原理1.（单选）在25℃、pH=7.0的纯水中，溶解氧饱和浓度约为（）mg/L。A.6.4B.8.1C.9.2D.14.6答案：B2.（单选）下列哪种阴离子对碳钢阳极溶解的加速作用最强？（）A.Cl⁻B.SO₄²⁻C.HCO₃⁻D.NO₃⁻答案：A3.（单选）低压锅炉发生点蚀时，蚀孔内主要发生的电极反应是（）。A.O₂+2H₂O+4e⁻→4OH⁻B.Fe→Fe²⁺+2e⁻C.2H⁺+2e⁻→H₂↑D.Fe²⁺+2OH⁻→Fe(OH)₂答案：B4.（多选）下列因素中，可显著促进锅炉氧腐蚀的有（）。A.给水pH<8.0B.除氧器排气阀开度不足C.给水温度>105℃D.锅炉长期低负荷运行答案：A、B、D5.（判断）在碱性条件下，碳钢表面生成的Fe₃O₄膜属于n型半导体，具有阳离子选择性，因此能抑制进一步腐蚀。（）答案：错误6.（填空）GB/T15762018规定，额定蒸汽压力≤1.0MPa的锅炉，给水溶解氧应≤（）μg/L。答案：157.（简答）说明流动加速腐蚀（FAC）与氧腐蚀在机理上的本质区别。答案：FAC是碳钢在除氧、微酸性、高速流动的条件下，保护性Fe₃O₄膜被流体剪切力持续剥离，导致金属不断暴露并溶解，腐蚀产物被即时带走，无氧化还原反应参与；氧腐蚀则是氧作为去极化剂在金属表面发生电化学阴极反应，生成Fe₂O₃·nH₂O等氧化产物，腐蚀速率受氧扩散控制。8.（计算）某锅炉给水Cl⁻=48mg/L，投运后炉水浓缩倍率为12，排污率5%，求炉水平衡时Cl⁻浓度。答案：C=48×12×(1−0.05)=547mg/L9.（案例）一台10t/h蒸汽锅炉，给水硬度0.03mmol/L，采用磷酸三钠锅内处理，维持炉水PO₄³⁻=20mg/L，理论每班（8h）需加Na₃PO₄·12H₂O多少kg？（分子量380）答案：硬度消耗PO₄³⁻=0.03×31=0.93mg/L，额外维持20mg/L，合计20.93mg/L；8h蒸发量80t，需PO₄³⁻=80×20.93=1674g；换算Na₃PO₄·12H₂O=1674×380/95=6.7kg10.（论述）结合图（略），说明在pH=9.5、温度180℃条件下，碳钢表面生成双层膜结构（Fe₃O₄内层、γFe₂O₃外层）对腐蚀速率的影响，并指出控制要点。答案：内层Fe₃O₄致密、电子导电，可阻碍Fe²⁺向外扩散；外层γFe₂O₃高阻、减少氧还原位点；两层协同使腐蚀速率降至<0.05mm/a。控制要点：①维持pH9.2–9.6，防止酸性溶解；②保证PO₄³⁻>5mg/L，抑制局部酸性；③避免快速温度波动导致膜破裂。二、锅炉水垢组成与阻垢机理11.（单选）在炉水pH>11条件下，硅酸根主要存在的形式是（）。A.H₄SiO₄B.H₃SiO₄⁻C.H₂SiO₄²⁻D.SiO₃²⁻答案：C12.（单选）下列阻垢剂中，对CaSO₄垢抑制效果最好的是（）。A.PBTCB.HEDPC.ATMPD.PAA答案：A13.（多选）磷酸盐水解反应导致炉水pH下降，其影响因素包括（）。A.温度升高B.炉水PO₄³⁻浓度过高C.给水硬度突增D.排污量突增答案：A、B、C14.（判断）镁离子与硅酸根在炉水中可生成蛇纹石类水垢，其化学式为3MgO·2SiO₂·2H₂O。（）答案：正确15.（填空）采用全挥发处理（AVT）的锅炉，给水pH一般控制在（）范围内。答案：9.2–9.616.（简答）说明聚合物分散剂防止磁性氧化铁沉积的“立体稳定”机理。答案：聚合物链吸附在Fe₃O₄颗粒表面，形成水化层并产生空间位阻，使颗粒间排斥势能增大，克服范德华吸引，从而保持胶体稳定，不聚集沉积。17.（计算）炉水Ca²⁺=2mg/L，SiO₂=18mg/L，温度200℃，判断是否会生成硅酸钙垢（Ksp=1.0×10⁻⁷，离子强度修正后活度系数γ=0.72）。答案：IP=[Ca²⁺][SiO₃²⁻]=2/40×18/60=0.015，活度积=0.72²×0.015=7.8×10⁻³>Ksp，会生成垢。18.（案例）某厂使用反渗透+混床补给水，但连续三月过热器压差升高，割管发现棕色粉末，XRD为Fe₂O₃·H₂O，分析原因并提出对策。答案：原因：混床出水CO₂泄漏，给水pH<8.7，导致低压加热器铜合金腐蚀，铜离子催化铁氧化，生成疏松Fe₂O₃·H₂O，随蒸汽进入过热器沉积。对策：①增设混床后CO₂脱气膜，保证给水pH>9.2；②低压加热器改为不锈钢管；③投运磁性过滤器捕捉氧化铁。19.（论述）比较“磷酸盐隐藏”与“硫酸盐隐藏”现象的异同。答案：相同点：均因炉水局部浓缩导致盐类暂时沉积，负荷变化后重新溶解，电导率突升。不同点：磷酸盐隐藏发生在水冷壁高热负荷区，生成Na₃PO₄·nNaOH低共熔物，沉积温度600–800℃；硫酸盐隐藏则发生在低热负荷区，生成Na₂SO₄·Na₂CO₃复盐，沉积温度400–500℃，重新溶解温度更低，对水冷壁酸性腐蚀风险更大。三、锅炉水处理药剂与加药系统20.（单选）联氨在除氧反应中，每消耗1mg/LO₂理论上需N₂H₄（）mg/L。A.0.5B.1.0C.1.5D.2.0答案：B21.（单选）采用“低磷+聚合物”协调处理时，炉水PO₄³⁻控制下限为（）mg/L。A.0.5B.2.0C.5.0D.10答案：B22.（多选）下列药剂中，属于钝化剂的有（）。A.联氨B.亚硫酸钠C.丙酮肟D.抗坏血酸答案：A、C23.（判断）挥发性胺环己胺在蒸汽中的分配比（D值）随压力升高而降低，因此在高压锅炉中更适合用于中和CO₂。（）答案：错误24.（填空）配制10%的Na₃PO₄溶液，若水温低于（）℃，将析出Na₃PO₄·12H₂O晶体，堵塞加药泵单向阀。答案：2025.（简答）说明计量泵隔膜破裂的在线诊断方法。答案：在泵出口安装压力脉动传感器，采集0–100Hz频谱，若出现明显2倍冲程频率谐波且振幅突降>30%，同时流量开关报警，可判定隔膜破裂；另可在泵头加装漏液电导探头，检测到药液导电率突升即联锁停泵。26.（计算）锅炉蒸发量220t/h，给水溶解氧8μg/L，采用联氨除氧，要求出口氧≤2μg/L，联氨过剩量20μg/L，求每小时需投加20%联氨溶液多少升？（联氨密度1.02kg/L）答案：除氧需N₂H₄=(8−2)×1=6μg/L，过剩20μg/L，合计26μg/L；220t/h需N₂H₄=26×220×10⁻⁶=5.72kg；20%溶液量=5.72/0.2/1.02=28L/h27.（案例）某厂加药泵冲程调至50%，但炉水PO₄³⁻仍持续低于1mg/L，排查步骤。答案：①校验泵实际流量：用量筒接液10min，计算与额定值偏差；②检查药液浓度：取药液测PO₄³⁻，确认未误配成Na₂HPO₄；③检查管道：查看Y型过滤器是否堵塞，背压阀是否失效；④检查炉水采样：冷却器是否泄漏，导致样品被稀释；⑤核实锅炉负荷是否突增，导致药剂消耗加快。28.（论述）设计一套“零排污”超高参数锅炉水处理方案，并评估其风险。答案：方案：①采用全流量凝结水精处理（APT+混床），出水Na⁺<0.5μg/L，Cl⁻<0.5μg/L；②给水加氧处理（OT），O₂=30–50μg/L，pH=8.0–8.5；③设置闭式循环冷却，利用蒸发结晶器处理少量排污，固体废弃物外运。风险：①APT树脂失效瞬间，杂质进入锅炉，风险极高，需冗余100%备用；②加氧控制偏差，导致流动加速腐蚀；③结晶器故障，排污无法处理，需设置≥3天容量的高盐水缓冲罐。四、锅炉化学清洗与钝化29.（单选）采用5%柠檬酸清洗时，最佳缓蚀剂为（）。A.硫脲B.乌洛托品C.Rodine31AD.苯并三氮唑答案：C30.（单选）清洗碳钢时，若Fe³⁺>1000mg/L，必须添加（）防止点蚀。A.还原剂B.氧化剂C.碱化剂D.表面活性剂答案：A31.（多选）下列指标中，可作为清洗终点判断依据的有（）。A.酸液Fe²⁺浓度趋于稳定B.酸液pH上升C.监视管洁净D.循环泵电流下降答案：A、C32.（判断）采用EDTA清洗时，若残留EDTA>0.5%，会在锅炉启动后产生泡沫，需通过热态冲洗去除。（）答案：正确33.（填空）DL/T7942019规定，锅炉化学清洗后钝化液温度应控制在（）℃，时间≥（）h。答案：90–95，434.（简答）说明“碱洗+酸洗+漂洗+钝化”四步法中，漂洗的目的及控制指标。答案：漂洗用于去除酸洗后表面二次锈及Fe²⁺，防止钝化前产生二次锈；控制指标：Fe²⁺<50mg/L，pH9.0–9.5，电导率<50μS/cm，时间0.5–1h。35.（计算）锅炉水容积120m³，采用3%柠檬酸清洗，需加柠檬酸（）t，若商品酸纯度99%，需购（）t。答案：120×0.03=3.6t，3.6/0.99=3.64t36.（案例）某厂清洗后割管发现“铜色”沉积，能谱显示Cu85%，分析原因及处理。答案：原因：凝汽器铜管泄漏，酸洗前未彻底堵漏，Cu²⁺在酸洗中被铁置换，生成铜膜附着。处理：①清洗后采用5%氨水+0.3%过硫酸铵退铜，40℃循环2h；②凝汽器水压找漏，堵管率<0.5%；③退铜后重新钝化。37.（论述）比较“柠檬酸单酸清洗”与“柠檬酸+甲酸混酸清洗”在超临界锅炉应用的优劣。答案：单酸优点：废液简单，易生物降解；缺点：对SiO₂垢溶解力差，需90℃高温，Fe³⁺容忍度低。混酸优点：甲酸提供低pH，增强SiO₂溶解，Fe³⁺容忍度提高至2000mg/L，温度可降至80℃；缺点：甲酸挥发性强，气味大，需密闭系统，废液COD高，处理成本增加30%。五、锅炉水汽质量监督与异常分析38.（单选）采用氢电导率测量时，阳离子交换树脂失效会导致结果（）。A.偏高B.偏低C.不变D.波动答案：A39.（单选）炉水磷酸盐突然消失，最可能的原因是（）。A.负荷突降B.隐藏现象C.加药泵故障D.排污突增答案：B40.（多选）下列情况中，会导致蒸汽钠超标的有（）。A.汽包水位过高B.汽包水位过低C.汽水分离器破损D.磷酸盐加药过量答案：A、C41.（判断）采用在线离子色谱监测给水Cl⁻，若淋洗液浓度偏低，会导致出峰时间提前，结果偏高。（）答案：错误42.（填空）GB/T121452016规定，超临界机组蒸汽钠应≤（）μg/kg。答案：243.（简答）说明“二阶导数极谱法”测定联氨的原理。答案：在滴汞电极上，N₂H₄在−0.85V（vs.SCE）出现氧化峰，二阶导数处理可消除氧波干扰，峰高与浓度成正比，检测限0.5μg/L。44.（计算）某机组氢电导率0.20μS/cm，CO₂=8μg/kg，求真实杂质电导率。答案：CO₂贡献=8×0.23=1.84μS/cm，真实=√(0.20²−1.84²×10⁻⁴)=0.19μS/cm45.（案例）运行中蒸汽氢电导率突升至0.8μS/cm，钠=5μg/kg，磷酸根未检出，分析原因。答案：原因：凝汽器海水泄漏，Cl⁻进入，阴离子交换树脂失效，导致氢电导率升高；钠升高因海水NaCl；磷酸根未检出因采用OT处理。处理：①立即堵漏；②切换备用凝汽器；③精处