供热锅炉水质要求笔试题及答案

供热锅炉水质要求笔试题及答案一、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.根据GB/T1576-2018《工业锅炉水质》标准，对于额定出口蒸汽压力小于1.6MPa的蒸汽锅炉，其给水硬度应控制在（）mmol/L以下。A.0.03B.0.04C.0.05D.0.062.为了防止锅炉发生氧腐蚀，控制给水溶解氧含量的主要手段是（）。A.锅内加药B.热力除氧C.离子交换软化D.控制pH值3.锅炉给水经过钠离子交换器处理后，其水质变化的主要特点是（）。A.硬度降低，碱度不变B.硬度降低，碱度升高C.硬度降低，含盐量降低D.硬度不变，碱度降低4.在锅炉水质分析中，表示硬度的单位通常是（）。A.mg/LB.mmol/LC.μS/cmD.ppm5.锅炉锅水pH值的标准要求通常保持在（）之间，以防止锅炉酸腐蚀和碱性腐蚀。A.7.0-8.5B.8.5-10.0C.10.0-12.0D.12.0-14.06.相对碱度是指水中游离氢氧化钠含量与溶解固形物含量的比值，控制其目的是为了防止（）。A.氧腐蚀B.苛性脆化C.结垢D.汽水共腾7.对于额定功率大于4.2MW的热水锅炉，其补给水硬度应控制在（）mmol/L以下。A.0.3B.0.5C.0.6D.1.08.测定水质硬度时，常用的指示剂是（）。A.甲基橙B.酚酞C.铬黑TD.甲基红9.锅炉排污的主要目的是（）。A.降低锅水含盐量和碱度B.降低锅水温度C.增加锅水硬度D.提高锅炉效率10.当锅水中的（）含量过高时，容易引起汽水共腾，影响蒸汽品质。A.氯离子B.碱度C.溶解氧D.磷酸根11.采用锅外化学处理时，对于有过热器的锅炉，给水浊度应控制在（）FTU以下。A.2B.5C.10D.2012.在水质分析中，测定碱度时，若用酚酞作指示剂滴定至无色，此时测得的是（）。A.甲基橙碱度B.酚酞碱度C.总碱度D.碳酸根碱度13.为了防止锅炉产生钙垢，最常用的锅内加药处理方法是向锅内投加（）。A.碳酸钠B.氢氧化钠C.磷酸盐D.硫酸镁14.锅炉给水中铁离子的含量过高，主要会导致（）。A.锅内结垢B.锅炉腐蚀C.蒸汽带水D.锅水泡沫15.下列关于蒸汽锅炉锅水磷酸根（P）控制的说法，正确的是（）。A.所有锅炉都必须控制磷酸根B.只有额定压力大于等于1.0MPa的锅炉需要控制C.只有单纯采用锅内加药处理的锅炉需要控制D.铝制受热面锅炉严禁采用磷酸盐处理16.某锅炉给水采用氢-钠离子交换系统处理，其主要目的是（）。A.既除硬度又除碱度B.只除硬度C.只除碱度D.除盐17.测定水中溶解氧时，采用两瓶法，利用的是（）性质。A.氧化反应B.沉淀反应C.络合反应D.中和反应18.锅炉水质标准中，规定给水pH值应（）。A.大于或等于7B.大于或等于8.5C.小于7D.小于919.导致锅炉发生酸性腐蚀的主要原因是（）。A.给水pH值过低B.给水硬度超标C.锅水含盐量过低D.给水碱度过高20.在锅炉连续排污中，排污口通常设置在（）。A.锅炉最低部位B.锅炉汽包正常水位线以下100-200mm处C.锅炉蒸汽引出管D.省煤器入口二、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可分为（）。A.悬浮物质B.胶体物质C.溶解物质D.微生物E.有机物2.锅炉水质不良会导致的主要危害有（）。A.结垢B.腐蚀C.汽水共腾D.锅炉效率降低E.燃料消耗增加3.锅炉用水的软化处理方法主要包括（）。A.钠离子交换软化B.氢离子交换软化C.石灰软化法D.磷酸盐软化法E.电渗析法4.下列指标中，属于锅炉水质全分析项目的有（）。A.硬度B.碱度C.pH值D.氯离子E.溶解固形物5.造成锅炉受热面腐蚀的因素包括（）。A.溶解氧B.游离二氧化碳C.pH值过低D.高浓度的盐类E.温度过高6.锅炉进行定期排污的主要目的是排除（）。A.锅底的水渣B.泥垢C.部分高含盐量锅水D.表面泡沫E.溶解氧7.锅内加药处理常用的药剂有（）。A.碳酸钠(NCB.氢氧化钠(NaC.磷酸三钠(NPD.腐植酸钠E.EDTA8.关于锅水相对碱度的控制，下列说法正确的有（）。A.防止苛性脆化B.一般要求小于0.2C.计算公式为：游离NaOH含量/溶解固形物D.当相对碱度超标时，应增加排污E.只与给水硬度有关9.影响蒸汽带水（蒸汽品质恶化）的因素主要有（）。A.锅水含盐量过高B.锅水碱度过高C.锅炉负荷波动过大D.水位过高E.锅炉压力过低10.在GB/T1576-2018标准中，对于直流锅炉，其给水质量要求控制的项目包括（）。A.硬度B.pH值C.电导率D.含油量E.含铁量三、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.只要锅炉没有结垢，水质好坏对锅炉安全运行没有影响。（）2.蒸汽锅炉的给水硬度指的是水中钙、镁离子的总浓度。（）3.额定蒸发量小于等于4t/h的锅炉，且使用蒸汽主要为生活和采暖时，可以只采用锅内加药处理。（）4.热水锅炉always需要进行除氧处理。（）5.锅水的pH值越高，对防止锅炉腐蚀越有利。（）6.测定水的硬度时，如果水样呈酸性，应先加碱中和后再测定。（）7.锅炉排污率越高，说明锅炉运行管理水平越高。（）8.溶解固形物含量越高，说明锅水中的含盐量越高。（）9.钠离子交换器失效后，出水硬度会逐渐升高，碱度也会随之升高。（）10.锅内加药处理时，磷酸根主要起防止结垢和调节pH值的作用。（）11.除氧器除了能除去氧气外，也能除去水中的二氧化碳等气体。（）12.测定酚酞碱度时，指示剂由红色变为无色即为终点。（）13.为了节约用水，锅炉排污水可以直接作为给水送回锅炉。（）14.氯离子在锅内不挥发，因此常通过测定氯离子来控制锅水浓度（溶解固形物）。（）15.锅炉给水中的油类物质，会附着在管壁上阻碍传热，并污染蒸汽品质。（）四、填空题（本大题共20空，每空1分，共20分。请将正确答案填在题中的横线上。）1.锅炉水处理的主要任务包括：防垢、防腐、________和提高蒸汽品质。2.水的硬度可分为碳酸盐硬度和________硬度。3.在水质分析中，表示水中碱度的成分主要有O、C和________。4.钠离子交换软化法，是将水中的C、M置换成________。5.锅炉给水除氧最常用的物理方法是________除氧。6.GB/T1576-2018规定，对于工作压力≥1.6MPa的蒸汽锅炉，给水溶解氧应≤________mg/L。7.锅炉排污分为连续排污和________排污。8.锅内加药处理时，通常采用________作为防垢剂。9.测定水的硬度时，常用的标准溶液是________溶液。10.锅水相对碱度的控制指标一般是小于________。11.当锅水含盐量超标时，会引起________现象，导致蒸汽带水。12.水的pH值是表示水________的指标。13.为了防止锅炉发生碱性腐蚀，必须控制锅水的________和相对碱度。14.离子交换器运行过程中，树脂会逐渐失效，需要用________进行再生。15.测定水中氯离子时，通常采用________滴定法。16.锅炉给水浑浊度超标，会在锅内形成________，影响传热。17.热水锅炉补给水应控制________和pH值。18.锅炉水处理检验周期中，对于离子交换器的出水水质，应________小时测定一次硬度。19.锅内水处理主要是向锅内投加________药剂，与钙镁离子反应生成水渣。20.溶解固形物近似等于水中的含盐量，测定方法通常采用________法。五、简答题（本大题共6小题，每小题5分，共30分。）1.简述锅炉结垢的危害及主要原因。2.什么是锅炉的氧腐蚀？其特征是什么？3.为什么要控制锅水的pH值？GB/T1576-2018对锅水pH值一般有什么要求？4.简述钠离子交换软化的基本原理及其优缺点。5.锅炉排污的目的是什么？如何确定排污率？6.简述锅内加药处理与锅外化学处理的主要区别及适用范围。六、计算分析题（本大题共4小题，每小题10分，共40分。）1.某锅炉房采用钠离子交换器处理给水，测得原水硬度为4.5mmol/L，软化水硬度为0.015mmol/L，交换器周期制水量为200，再生用盐量为150kg。试计算该交换器的盐耗（g/mol）。2.某蒸汽锅炉，给水氯离子含量为15mg/L，锅水氯离子含量控制在450mg/L以下。求该锅炉的排污率至少为多少？3.取锅水水样50mL，用0.1000mol/L的硫酸标准溶液滴定。酚酞指示剂由红色变为无色时，消耗酸液=8.0mL4.某锅炉工作压力为1.0MPa，给水硬度为0.02mmol/L，给水碱度为1.2mmol/L。若采用磷酸盐锅内处理，要求维持锅水磷酸根含量为15mg/L（以P计），且不考虑锅炉排污带走的磷酸盐。已知每立方米给水需要投加的磷酸三钠量（以100%纯度计）可按经验公式估算：G=(65+5七、综合案例分析题（本大题共2小题，每小题15分，共30分。）1.案例背景：某工厂一台4t/h蒸汽锅炉，采用钠离子交换器进行锅外水处理，未进行除氧。运行半年后，在进行内部检验时发现：(1)锅筒底部及水冷壁管内有少量白色坚硬的水垢，厚度约1-2mm。(2)锅筒汽水分界线附近及下降管口处存在明显的溃疡腐蚀，腐蚀表面覆盖有腐蚀产物，呈红褐色。(3)蒸汽品质较差，用户端换热设备积盐严重。经查，运行记录显示：近期给水硬度在0.03-0.05mmol/L波动（标准要求≤0.03），锅水pH值常在9.0左右（标准要求10-12），锅水溶解固形物经常超标。请根据上述现象和数据分析：(1)该锅炉产生水垢的主要原因是什么？(2)产生溃疡腐蚀的原因及机理是什么？(3)蒸汽品质差的原因是什么？(4)针对上述问题，应提出哪些整改措施？2.案例背景：某小区供热锅炉房，装有3台7MW热水锅炉。供暖季开始后，2号锅炉在运行两个月后出现炉管爆管事故。经割管检查，爆口处管壁明显减薄，呈腐蚀穿孔状，管内壁有大量的黑色沉积物（F）和突起的腐蚀包。沉积物下有溃疡状蚀坑，且有明显的晶间裂纹特征。水质化验数据如下：补给水：硬度0.6mmol/L，pH7.2，溶解氧6.5mg/L。循环水：pH9.8。锅炉采用间歇补水，未安装除氧器，平时主要靠投放亚硫酸钠作为除氧剂，但投加不规律。请分析：(1)导致该锅炉发生腐蚀穿孔的主要水质原因是什么？(2)为什么会产生“沉积物下腐蚀”？其电化学过程是怎样的？(3)热水锅炉对于溶解氧和pH值有何要求？该锅炉在哪些方面未达标？(4)为了防止此类事故再次发生，应从水处理及运行管理方面采取哪些具体措施？参考答案及详细解析一、单项选择题1.A[解析]GB/T1576-2018规定，额定出口蒸汽压力小于1.6MPa的蒸汽锅炉，给水硬度应≤0.030mmol/L。2.B[解析]热力除氧是物理除氧方法，能将水中溶解氧绝大部分除去，是控制溶解氧的主要手段。3.A[解析]钠离子交换仅去除硬度（C,M），置换为N，阴离子（如4.B[解析]在工业锅炉水质标准中，硬度的法定计量单位是mmol/L。5.C[解析]锅水需维持一定的碱性以防止酸腐蚀，但碱性过高会导致苛性脆化，通常控制在10-12之间。6.B[解析]相对碱度过高（游离NaOH/溶解固形物>0.2），在应力集中部位容易导致金属晶间裂纹，即苛性脆化。7.C[解析]GB/T1576-2018规定，功率>4.2MW的热水锅炉，补给水硬度≤0.6mmol/L。8.C[解析]铬黑T是测定总硬度的常用金属指示剂，终点颜色由酒红变蓝。9.A[解析]排污是为了排出锅水高浓度的盐类和碱度（杂质），维持锅水水质标准。10.B[解析]锅水碱度过高（特别是氢氧化钠）会破坏水膜，导致汽水共腾。11.B[解析]有过热器锅炉对给水悬浮物要求更严，浊度应≤5FTU。12.B[解析]酚酞指示剂变色范围pH8.2-10.0，测定的是酚酞碱度（OH-和一半CO3^2-）。13.C[解析]磷酸盐能与钙镁离子反应生成松软的水渣（碱式磷酸钙），是锅内防垢的主要药剂。14.B[解析]铁离子含量高意味着系统存在腐蚀，且铁氧化物会沉积在管壁形成氧化铁垢，并促进进一步腐蚀。15.D[解析]铝制受热面会与磷酸盐反应生成铝酸盐，不仅消耗药剂，还可能产生气体引起腐蚀，故严禁使用。16.A[解析]氢-钠离子交换系统既除硬度（阳离子交换），又除碱度（H离子交换产生的H+中和HCO3-）。17.A[解析]两瓶法利用氧在碱性溶液中氧化锰离子（固定氧）和酸性溶液中氧化碘离子（滴定）的氧化还原性质。18.A[解析]给水pH值过低会腐蚀钢管，一般要求≥7，力求≥8.5-9.2（除氧后）。19.A[解析]给水pH值低，氢离子去极化作用强，导致金属发生酸性腐蚀（氢损伤）。20.B[解析]连续排污是为了排出表面高浓度水，故设在汽包正常水位线附近。二、多项选择题1.ABC[解析]天然水中杂质按颗粒大小分为悬浮物、胶体和溶解物质。2.ABCDE[解析]水质不良会导致结垢、腐蚀、汽水共腾，进而降低效率和增加能耗。3.ABC[解析]软化方法主要有离子交换（钠、氢）、化学沉淀（石灰）等。磷酸盐是锅内处理。4.ABCDE[解析]全分析通常包括硬度、碱度、pH、氯离子、溶解固形物等主要指标。5.ABCD[解析]溶解氧、CO2、低pH、高含盐量都会促进电化学腐蚀或化学腐蚀。6.ABC[解析]定期排污主要排底部泥渣、水垢和高浓度水，位置在下联箱或锅筒底部。7.ABCD[解析]常用药剂有碳酸钠（碱度、防垢）、氢氧化钠（pH）、磷酸三钠（防垢、残余硬度）、腐植酸钠（泥垢调节剂）。8.ABC[解析]相对碱度防苛性脆化，一般<0.2，计算涉及游离NaOH和溶解固形物。9.ABCDE[解析]蒸汽带水与锅水品质（含盐、碱度）、运行工况（负荷、水位、压力）均有关。10.ABCDE[解析]直流锅炉没有排污循环，对给水要求极严，需控制硬度、pH、电导率、油、铁等。三、判断题1.×[解析]水质不良还会导致腐蚀和汽水共腾，严重威胁安全。2.√[解析]硬度定义即为钙镁离子浓度总和。3.√[解析]符合GB/T1576-2018对于单纯采用锅内加药处理锅炉的条件限制。4.×[解析]热水锅炉应根据额定热功率和出水温度决定是否除氧，并非所有都必须除氧。5.×[解析]pH值过高会引起碱性腐蚀和苛性脆化。6.√[解析]酸性水中指示剂显色不准，且会腐蚀仪器，需先中和。7.×[解析]排污率过高浪费热量和水，说明控制锅水浓度能力差或水质差。8.√[解析]溶解固形物是蒸发残渣，近似代表含盐量。9.×[解析]钠离子交换器出水硬度升高，但碱度基本保持不变（因不交换阴离子）。10.√[解析]磷酸盐维持水中剩余硬度，形成水渣，并提高pH。11.√[解析]热力除氧基于亨利定律，能除去所有溶解气体。12.√[解析]酚酞由红变无即为pH降至8.3以下。13.×[解析]排污水含盐量高、硬度高，直接回用会迅速导致结垢和腐蚀，必须处理合格后才能回用。14.√[解析]氯离子不挥发、不分解，与溶解固形物有固定比例关系，常作为控制指标。15.√[解析]油质形成油垢阻碍传热，且污染蒸汽，影响用汽设备。四、填空题1.汽水质量监督（或提高蒸汽品质）2.非碳酸盐3.H4.N5.热力6.0.057.定期8.磷酸三钠（或磷酸盐）9.EDTA（或乙二胺四乙酸二钠）10.0.211.汽水共腾12.酸碱程度13.pH值14.再生剂（如食盐或盐酸）15.硝酸银（或沉淀）16.泥垢（或沉积物）17.硬度18.2-4（或定期，如每2小时）19.化学20.重量五、简答题1.答：危害：(1)浪费燃料：水垢导热系数极低（约为钢的1/30~1/50），大大降低传热效率，导致排烟温度升高，燃料消耗增加。(2)受热面损坏：水垢导致管壁温度急剧升高，金属强度下降，严重时引起爆管、鼓包。(3)降低锅炉出力：结垢使受热面换热能力变差，锅炉蒸发量下降。(4)缩短锅炉寿命：引起垢下腐蚀，加速设备老化。主要原因：给水中硬度（钙、镁离子）含量超过标准，在锅炉受热面高温下发生分解、浓缩，结晶析出并附着在金属表面形成水垢。2.答：定义：锅炉金属表面与溶解氧发生电化学反应而引起的腐蚀称为氧腐蚀。特征：(1)溃疡状腐蚀：腐蚀表面呈溃疡状，有鼓包。(2)腐蚀产物分层：表层为红褐色（F），次层为黑色（F），底层是腐蚀坑。(3)点蚀：往往在金属表面形成许多小坑，深度不一。(4)位置：多发生在给水管道、省煤器及下降管等氧含量较高的部位。3.答：原因：(1)防止酸性腐蚀：维持碱性环境，使金属表面形成保护膜（F），抑制的去极化腐蚀。(2)防止垢下腐蚀：适当的碱性可防止某些酸性物质（如Mg(3)利于磷酸盐反应：维持pH值有利于磷酸盐水渣的形成。要求：GB/T1576-2018规定，蒸汽锅炉锅水pH值一般控制在10.0-12.0之间；热水锅炉一般为9.0-11.0（根据是否有锅外处理而定）。4.答：原理：利用离子交换树脂中的N与水中的C、M进行等摩尔量交换，反应式为：22优点：出水残余硬度低，设备简单，操作方便。缺点：不能去除碱度，出水含盐量略有增加，再生需消耗食盐。5.答：目的：(1)排除锅水中过剩的含盐量、碱度和悬浮物（水渣），保证锅水水质在标准范围内。(2)排除锅底泥渣和沉积物，防止二次水垢形成。确定排污率：排污率P的计算公式基于物料平衡（以氯离子或溶解固形物为指标）：P其中：为给水某指标含量（如氯离子），为锅水允许的某指标最大含量。一般控制排污率在5%-10%以内，过高不经济。6.答：。锅内加药是向锅水投加防垢药剂，使钙镁离子形成水渣排出；锅外化学处理是通过离子交换等设备在进入锅炉前去除硬度。(2)效果：锅外处理效果好，水质纯度高；锅内加药效果相对较差，需控制排污。(3)适用范围：锅内加药：适用于额定蒸发量≤4t/h，且对蒸汽品质要求不高的锅炉，或作为锅外处理的辅助。锅外化学处理：适用于额定蒸发量>4t/h，或对蒸汽品质要求较高的锅炉，是大型锅炉的主要处理方式。六、计算分析题1.解：(1)计算周期去除的硬度总量：工作交换容量EE=(2)计算盐耗：盐耗KK答：该交换器的盐耗约为167.22g/mol。2.解：设排污率为P（%），根据氯离子平衡：给水带入的氯离子=排污水排出的氯离子+蒸汽带走的氯离子（蒸汽带走的忽略不计）即：P或者直接用简化公式：P代入数据：PP答：该锅炉的排污率至少为3.45%。3.解：已知：=50mL注意：硫酸是二元酸，1mol在碱度测定中，通常以为基本单元，故=0.2000m(1)酚酞碱度J：J(2)甲基橙碱度J（即从酚酞终点到甲基橙终点消耗的酸对应的碱度）：J(3)总碱度J：J(4)判断碱度成分：因为J>J>0，所以水中只有OC答：总碱度为48mmol/L，酚酞碱度为32mmol/L，甲基橙碱度为16mmol/L。碱度成分为氢氧根和碳酸根。4.解：根据题目给出的经验公式：G已知：YDE（经验系数）=1.5代入公式计算每立方米（）给水加药量：GGG即每吨给水需投加97.65克。答：每吨给水需投加约97.65克磷酸三钠。七、综合案例分析题1.分析及解答：(1)水垢原因：运行记录显示给水硬度在0.03-0.05mmol/L波动，而标准要求≤0.03mmol/L。这说明钠离子交换器出水硬度有时超标。硬度物质进入锅炉后，在高温下蒸发浓缩，结晶形成碳酸盐水垢或硫酸盐水垢。(2)溃疡腐蚀原因及机理：原因：锅水pH值偏低（9.0，标准10-12），且未进行除氧。机理：氧腐蚀：给水