锅炉水处理设备运行监控工艺考核试卷及答案

锅炉水处理设备运行监控工艺考核试卷及答案一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分。在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填在题后的括号内。）1.在锅炉水处理中，钠离子交换器主要用来去除水中的（）。A.阴离子B.阳离子C.硬度成分（C,D.碱度成分2.工业锅炉水质标准中，给水硬度指标的测定，通常采用（）指示剂进行滴定。A.铬黑TB.酚酞C.甲基橙D.钙指示剂3.逆流再生离子交换器相比于顺流再生，其突出的优点是（）。A.再生剂耗量低B.操作简单C.反洗容易D.出水水质差4.锅炉给水除氧的主要目的是为了防止锅炉发生（）。A.结垢B.腐蚀C.汽水共腾D.蒸发恶化5.磷酸盐加药处理在锅炉水处理中的主要作用是（）。A.调节pH值B.消除残余硬度C.防止结垢和腐蚀D.降低含盐量6.测定水的pH值时，玻璃电极在使用前必须在（）中浸泡24小时以上。A.蒸馏水B.除盐水C.饱和KCl溶液D.待测水样7.在一定的温度下，水中钙、镁离子的浓度与某种阴离子的浓度乘积超过该温度下的溶度积时，就会产生（）。A.腐蚀B.结垢C.起泡C.电化学腐蚀8.锅炉排污率的大小主要取决于（）。A.锅炉蒸发量B.给水水质和锅水水质标准C.锅炉工作压力D.锅炉结构形式9.下列哪种物质常用于热力除氧后的辅助除氧，称为化学除氧剂？（）A.磷酸三钠B.氢氧化钠C.亚硫酸钠D.硫酸铝10.离子交换树脂失效后，其颜色变化通常表现为（）。A.变深B.变浅C.不变D.无规律11.混凝处理过程中，通常加入助凝剂（如聚丙烯酰胺）是为了（）。A.调节pH值B.增加矾花重量和强度C.氧化有机物D.杀灭细菌12.锅炉内部处理采用“协调pH-磷酸盐”处理时，控制的关键指标是（）。A.N与P的摩尔比B.C与S的比值C.电导率D.硬度13.反渗透（RO）膜的主要分离对象是水中的（）。A.悬浮物B.胶体C.离子和分子D.溶解气体14.当锅水相对碱度小于（）时，一般不会产生碱性腐蚀。A.0.1B.0.2C.0.5D.1.015.测定水中氯离子含量时，通常使用的标准溶液是（）。A.AB.NC.ED.K16.强酸性阳离子交换树脂失效后，通常使用（）进行再生。A.HClB.NaClC.NaOHD.S17.锅炉连续排污的主要目的是（）。A.排除底部泥渣B.排除锅水表面泡沫和高含盐量水C.降低锅水温度D.检修设备18.水中总硬度等于（）。A.钙硬度+镁硬度B.暂时硬度+永久硬度C.碳酸盐硬度+非碳酸盐硬度D.以上均不正确19.在锅炉水处理中，电导率常用于间接表示水中的（）。A.硬度B.含盐量C.碱度D.悬浮物20.树脂受到铁污染时，颜色会变成（）。A.红褐色B.黑色C.蓝色D.绿色二、多项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分。在每小题列出的五个备选项中有两个至五个是符合题目要求的，请将其代码填在题后的括号内。多选、少选、错选均不得分。）1.天然水中的杂质按颗粒大小分类，可分为（）。A.悬浮物质B.胶体物质C.溶解物质D.微生物物质E.放射性物质2.锅炉结垢的危害主要包括（）。A.浪费燃料B.降低锅炉热效率C.引起过热爆管D.缩短锅炉使用寿命E.增加清洗费用3.离子交换树脂的物理性能主要包括（）。A.粒度B.密度C.含水率D.溶胀性E.机械强度4.常用的锅炉给水除氧方法有（）。A.热力除氧B.真空除氧C.化学除氧D.解吸除氧E.电化学除氧5.造成离子交换器“偏流”（即水流分布不均）的原因可能有（）。A.进水装置损坏B.树脂层内部由于树脂破碎导致阻力不均C.反洗强度过大导致树脂分层混乱D.顶部排水装置堵塞E.再生液分布不均6.锅炉进行定期排污时，应注意（）。A.在高负荷时进行B.在低负荷时进行C.排污时间短，次数多D.排污时间长，次数少E.监视水位，防止缺水7.下列哪些指标属于锅水控制指标？（）A.pH值（>CB.电导率（C）C.溶解氧D.磷酸根E.浊度8.反渗透水处理装置在运行前必须进行的预处理包括（）。A.混凝过滤B.精密过滤C.阻垢剂添加D.调节pH值E.杀菌处理9.朗格利尔饱和指数（LSI）用于判断水质（）。A.腐蚀性B.结垢性C.稳定性D.毒性E.放射性10.锅炉水处理运行监控中，如果发现锅水pH值过高，可能导致的后果是（）。A.碱性腐蚀B.金属钝化C.汽水共腾D.产生泡沫E.加快结垢三、判断题（本大题共15小题，每小题1分，共15分。请判断下列各题的正误，正确的打“√”，错误的打“×”。）1.（）锅炉给水经过软化处理后，其含盐量会显著降低。2.（）钠离子交换器只能去除水中的硬度，不能去除碱度。3.（）离子交换树脂长期停运时，应保持树脂湿润，防止失水干裂。4.（）热力除氧器不仅能除去氧气，还能除去水中大部分的二氧化碳和其他气体。5.（）锅炉排污率越高，说明锅炉热效率越高。6.（）测定水的硬度时，若水样温度较低，应将水样加热至C∼7.（）逆流再生离子交换器不需要进行定期的大反洗。8.（）磷酸盐处理不仅能防垢，还能在金属表面形成保护膜，起到防腐蚀作用。9.（）氯离子对锅炉的危害主要是引起金属的酸性腐蚀。10.（）反渗透膜的透水量与运行压力成正比，与温度成反比。11.（）锅水含盐量过高是造成汽水共腾的主要原因之一。12.（）测定水中溶解氧时，取样时应严格隔绝空气。13.（）离子交换器再生时，再生液流速越快越好，可以提高生产效率。14.（）除盐系统中，阴离子交换器通常设置在阳离子交换器之后。15.（）锅炉停用保养不当，比运行过程中的腐蚀更为严重。四、填空题（本大题共15小题，每小题1分，共15分。请在每小题的空格中填上正确答案。）1.锅炉水处理的基本任务主要是防垢、________和________。2.水的硬度单位通常用________表示，符号为mm3.钠离子交换软化的化学反应方程式为：2R4.工业锅炉常用的锅内加药处理方法主要有________法和________法。5.离子交换树脂的工作交换容量主要取决于________、________和运行条件。6.热力除氧器是基于________定律设计的。7.锅炉排污分为________排污和________排污。8.测定水中碱度时，若用酚酞作指示剂，滴定至无色，此时测得的是________。9.反渗透膜的透过机理主要用________模型来解释。10.锅炉给水水质标准中，溶解氧指标一般要求≤________mg/L11.树脂在使用过程中，会逐渐被________、________和有机物等污染，导致交换能力下降。12.为了防止锅炉产生苛性脆化，必须控制锅水的________。13.混凝处理中，常用的混凝剂有________、________和硫酸亚铁等。14.电导率仪测定的是溶液的________能力，单位是________。15.某锅炉给水硬度为3.0mmol/L，软化器周期制水量为200，树脂体积为五、简答题（本大题共5小题，每小题5分，共25分。）1.简述锅炉水处理中离子交换器“乱层”的原因及其危害。2.简述热力除氧器的原理及运行中应注意的事项。3.为什么锅炉给水需要进行除氧？除氧效果不好对锅炉有什么危害？4.简述锅炉排污的目的及如何合理控制排污率。5.简述反渗透（RO）膜污染的常见类型及其预处理措施。六、计算题（本大题共3小题，每小题10分，共30分。）1.某锅炉房有一台钠离子交换器，内装001×7树脂1.5，树脂的工作交换容量为800m(1)该交换器的周期制水量是多少立方米？(2)若再生剂（工业盐）用量为150kg，再生盐耗是多少2.某蒸发量为10t/h的锅炉，给水含盐量为300mg3.某锅炉进行磷酸盐加药处理，已知锅水容积为15，锅水磷酸根（P）浓度目前为5mg/L，标准要求维持在15∼20mg/L。现需将磷酸根浓度提升至18mg/七、案例分析题（本大题共2小题，每小题15分，共30分。）1.案例背景：某化工厂一台20t问题：(1)根据上述现象，分析可能导致周期制水量下降和出水硬度超标的原因。(2)针对树脂破碎的问题，应采取哪些措施进行修复和预防？(3)简述如何判断离子交换树脂是否需要更换？2.案例背景：某热电厂锅炉给水系统采用“预处理+反渗透（RO）+混床”工艺。在冬季运行时，反渗透装置的产水量明显下降，段间压差增大，化学清洗后效果不明显。同时，保安过滤器滤芯更换频率增加。经化验，反渗透进水SDI（淤泥密度指数）有时大于5。问题：(1)分析反渗透装置产水量下降、压差增大的可能原因。(2)预处理系统（SDI超标）存在什么问题？应如何改进？(3)针对冬季低温运行，反渗透系统应采取哪些调整措施？参考答案与详细解析一、单项选择题1.C解析：钠离子交换器中的N置换水中的C和M，从而去除硬度。2.A解析：EDTA滴定法测定硬度时，在pH=10的缓冲溶液中，以铬黑T为指示剂，终点由酒红色变为蓝色。3.A解析：逆流再生时，再生液首先接触失效程度较低的树脂层，利用率高，因此再生剂耗量低，且出水水质好。4.B解析：氧是去极化剂，会引起锅炉金属的电化学腐蚀，因此必须除氧。5.C解析：磷酸盐能与锅水中的钙镁离子形成松软的水渣，防止结垢，同时能维持金属表面的保护膜，防止腐蚀。6.C解析：玻璃电极必须浸泡在水中（特别是含KCl的溶液）以保持水化胶层，否则无法响应pH变化。7.B解析：这是溶度积原理的基本应用，超过溶度积即析出沉淀形成水垢。8.B解析：排污率P=9.C解析：亚硫酸钠是常用的化学除氧剂，能通过化学反应除去水中残余的溶解氧。10.A解析：例如强酸性阳树脂由型转为N型（失效）时，颜色通常会变深（如由金黄变深棕）。11.B解析：助凝剂（PAM）起架桥吸附作用，使细小的矾花絮凝成大颗粒，增加沉淀速度。12.A解析：协调pH-磷酸盐处理通过控制Na13.C解析：反渗透膜孔径极小，能分离除水分子外的离子和有机小分子。14.B解析：相对碱度<0.215.A解析：沉淀滴定法（莫尔法）测定氯离子，使用Ag16.A解析：强酸性阳树脂通常用HCl或S再生，恢复为型。17.B解析：连续排污设在锅水表面最高含盐量处，目的是排掉高浓度含盐水和泡沫。18.B解析：总硬度=碳酸盐硬度（暂时硬度）+非碳酸盐硬度（永久硬度）。19.B解析：水中溶解的导电离子越多，电导率越高，故常用来间接表征含盐量。20.A解析：铁污染会使树脂呈现红褐色或深褐色。二、多项选择题1.ABC解析：水处理工艺通常将杂质分为悬浮物、胶体和溶解物质三类。2.ABCDE解析：结垢会导致燃料浪费、热效率下降、过热爆管、寿命缩短及清洗维护成本增加。3.ABCDE解析：粒度、密度、含水率、溶胀性、机械强度都是树脂的重要物理性能指标。4.ABCD解析：常用除氧方法包括热力、真空、化学、解吸等，电化学除氧较少见。5.ABDE解析：偏流通常由布水装置损坏、树脂层阻力不均、顶部装置堵塞或再生分布不均引起。6.BCE解析：定期排污应在低负荷、水位高时进行，时间短，且需监视水位。7.ABD解析：锅水主要控制pH、电导率（或氯根）、磷酸根、碱度等。溶解氧和浊度是给水指标。8.ABCDE解析：RO膜预处理要求极高，需去除悬浮物、胶体、微生物、结垢离子，并调节pH。9.ABC解析：LSI用于判断水质是倾向于结垢（LSI>0）、腐蚀（LSI<0）还是稳定（LSI=0）。10.ACD解析：pH过高会导致碱性腐蚀、汽水共腾和泡沫携带，但不会直接加快结垢（硬度低时反而防垢）。三、判断题1.×解析：钠离子交换将钙镁盐转化为钠盐，溶解度很大，含盐量不仅不降低，反而略有增加。2.√解析：钠离子交换只去除硬度（C,3.√解析：树脂是高分子有机物，干燥后会收缩破裂，失去交换能力，必须保持湿润。4.√解析：根据亨利定律，加热降低气体溶解度，不仅除氧，也除去了C等气体。5.×解析：排污率越高，排出的热水量越多，热损失越大，热效率越低。6.√解析：低温时反应慢，且指示剂变色不敏锐，加热有助于准确滴定。7.×解析：逆流再生为了压实树脂层，需要定期进行大反洗以去除截留的悬浮物。8.√解析：磷酸盐在金属表面形成磷酸铁保护膜，起到防腐蚀作用。9.√解析：氯离子（特别是C）会破坏金属表面的氧化膜，造成点蚀或酸性腐蚀。10.×解析：透水量与运行压力成正比，与温度也成正比（温度升高粘度降低，透水量增加）。11.√解析：锅水含盐量高，表面张力减小，容易产生汽水共腾。12.√解析：氧气极易溶入，取样接触空气会导致测定数据不准确（偏高）。13.×解析：再生液流速过快会导致接触时间短，再生反应不充分，浪费再生剂。14.√解析：必须先经阳床去除阳离子，降低电导率，否则阴床会生成难溶的钙镁盐沉淀。15.√解析：停炉期间氧浓度高，且往往保养不到位，腐蚀速度往往比运行时更快。四、填空题1.防腐；提高蒸汽品质2.毫摩尔每升3.C4.纯碱；磷酸盐5.再生方式；树脂类型6.亨利7.连续；定期8.酚酞碱度9.溶解扩散10.0.0511.铁；铝12.相对碱度13.聚合氯化铝（PAC）；硫酸铝14.导电；S/cm15.600解析：解析：(15)工作交换容量EQE五、简答题1.简述锅炉水处理中离子交换器“乱层”的原因及其危害。原因：1.反洗操作不当，反洗流速过高或气流扰动过大。2.交换器内部进水装置或排水装置损坏，导致布水不均。3.树脂层顶部压实不够，在高速运行水流冲击下翻腾。4.树脂破碎严重，细碎树脂导致水流阻力不均，产生沟流。危害：1.破坏了树脂层的按颗粒大小或失效程度的分布规律。2.导致再生剂利用率降低，再生效果差。3.周期制水量明显下降。4.出水水质提前超标，甚至出现大量泄漏。2.简述热力除氧器的原理及运行中应注意的事项。原理：根据亨利定律，气体在水中的溶解度与该气体在水面上的分压力成正比。将水加热至沸腾温度时，水蒸汽分压力接近于全压，其他气体分压力趋近于零，溶解于水中的气体（主要是氧气）被解析逸出。注意事项：1.必须将水加热至对应压力下的饱和温度，并在除氧器头保持一定的沸腾度。2.保证除氧器有足够的解析空间（水箱水位不宜过高或过低）。3.及时排汽，但排汽阀开度要适当，以减少工质和热量损失。4.维持除氧器压力稳定，防止压力波动影响除氧效果。5.进水温度不能过低，以免造成除氧器内剧烈震动或热冲击。3.为什么锅炉给水需要进行除氧？除氧效果不好对锅炉有什么危害？原因：水中溶解氧是导致锅炉金属发生电化学腐蚀的主要因素。氧是一种强去极化剂，能加速阴极反应，造成严重的氧腐蚀。危害：1.造成锅炉省煤器、水冷壁、汽包等金属部件的溃疡腐蚀或点状腐蚀。2.腐蚀产物（氧化铁）进入锅炉，会形成氧化铁垢，进一步导致传热恶化和垢下腐蚀。3.严重减薄管壁厚度，甚至导致爆管事故，缩短锅炉使用寿命。4.腐蚀产物随蒸汽带入汽轮机，会降低汽轮机效率。4.简述锅炉排污的目的及如何合理控制排污率。目的：1.排出锅水中悬浮的泥渣和水垢沉淀物（定期排污）。2.排出锅水中过高的含盐量和碱度，保证蒸汽品质（连续排污）。控制方法：1.根据水质分析结果，控制锅水水质指标（如电导率、氯根、磷酸根、碱度）在国家标准范围内。2.通过计算确定排污率P=。一般工业锅炉排污率控制在53.在保证水质的前提下，尽量减少排污率，以节约能源和软化水。4.加强给水处理，提高给水品质，是降低排污率的关键。5.简述反渗透（RO）膜污染的常见类型及其预处理措施。常见类型：1.胶体/颗粒污染（淤泥密度指数SDI超标）。2.无机盐结垢（如Ca3.有机物污染。4.微生物污染（细菌、藻类滋生）。预处理措施：1.过滤：设置多介质过滤器、精密过滤器（5μm）去除悬浮物和胶体，控制SDI2.阻垢：投加专用阻垢剂或添加酸（HC3.杀菌：投加非氧化性杀菌剂（如异噻唑啉酮）或使用紫外杀菌，控制微生物。4.吸附：使用活性炭过滤器吸附余氯（保护膜）及部分有机物。六、计算题1.解：(1)计算周期制水量Q：Q其中V=1.5,EQ(2)计算再生盐耗K：再生剂用量=总去除硬度=K答：该交换器的周期制水量约为266.67立方米；再生盐耗为125g2.解：设总蒸发量为D=凝结水回收率50，则凝结水量=10补水量=10给水含盐量为混合后含盐量：=锅水允许含盐量=3000排污率P计算公式：PP答：该锅炉的排污率约为5.26。3.解：锅水容积V=现有磷酸根浓度=5目标磷酸根浓度=18需增加的磷酸根浓度ΔC换算为需增加的磷酸三钠浓度：Δ=需加入的磷酸三钠质量（理论值）：=V考虑纯度98，实际加药量：=≈答：需加入约0.788公斤的磷酸三钠。七、案例分析题1.(1)原因分析：树脂破碎流失：反洗出水中有细碎树脂，说明树脂机械强度下降或受到物理冲击。破碎的树脂颗粒会堵塞布水装置，导致水流偏流（短路），使部分树脂未得到充分利用，导致周期制水量下降。树脂流失：细碎树脂随反洗水流失，导致交换器内树脂总量减少，总交换容量下降。再生效果差：树脂层乱层或布水不均，导致再生液分布不均，部分树脂再生不彻底，出水硬度提前超标。进水水质恶化：若原水浊度高或含铁，会污染树脂，导致交换容量降低。(2)修复和预防措施：补充树脂：根据设计高度和现