G3锅炉水处理考题及答案

G3锅炉水处理考题及答案一、单项选择题（每题1分，共20分）1.天然水中的杂质，按颗粒大小和存在状态可分为悬浮物、胶体和（）。A.溶解物质B.钙镁离子C.有机物D.微生物答案：A解析：天然水中的杂质通常按颗粒大小和存在状态分为三类：悬浮物、胶体和溶解物质。2.在锅炉水处理中，通常用（）指标来表示水中结垢物质的含量。A.碱度B.pH值C.硬度D.含盐量答案：C解析：硬度是指水中钙、镁离子的总浓度，是形成水垢的主要成分，因此是表示结垢物质含量的关键指标。3.下列离子中，属于永久硬度成分的是（）。A.Ca(HCO₃)₂B.Mg(HCO₃)₂C.CaSO₄D.以上都是答案：C解析：永久硬度（又称非碳酸盐硬度）主要由钙、镁的硫酸盐、氯化物等构成，如CaSO₄、MgSO₄、CaCl₂等，煮沸后不能除去。碳酸氢钙和碳酸氢镁构成的硬度为暂时硬度，煮沸后可分解沉淀除去。4.测定水的总硬度时，使用的指示剂是（）。A.酚酞B.甲基橙C.铬黑TD.淀粉答案：C解析：在EDTA滴定法测定水的总硬度时，常用铬黑T（EBT）作为指示剂，在pH≈10的氨-氯化铵缓冲溶液中，它与钙、镁离子形成酒红色络合物，滴定终点时变为纯蓝色。5.天然水经钠离子交换软化处理后，水中的（）。A.碱度降低B.含盐量增加C.硬度降为零D.pH值显著下降答案：B解析：钠离子交换原理是水中Ca²⁺、Mg²⁺与交换剂中的Na⁺交换，使水得到软化。但交换后，水中Ca²⁺、Mg²⁺被Na⁺取代，钠盐的溶解度很高，不会沉淀，因此水的总含盐量（溶解固形物）略有增加。6.锅炉给水进行除氧处理的主要目的是防止（）。A.结垢B.腐蚀C.汽水共腾D.苛性脆化答案：B解析：溶解氧是导致锅炉金属发生氧腐蚀的主要因素，尤其在高温下腐蚀加剧。除氧处理的首要目的是防止锅炉本体及给水系统的腐蚀。7.热力除氧的原理是基于（）定律。A.亨利定律B.法拉第定律C.质量守恒定律D.朗伯-比尔定律答案：A解析：亨利定律指出，在一定温度下，气体在液体中的溶解度与该气体在液面上的分压力成正比。热力除氧通过加热水至沸点，使水面上水蒸气的分压力趋于饱和压力，其他气体（如氧气）的分压力趋于零，从而使氧气从水中逸出。8.锅炉水磷酸盐处理的主要作用是（）。A.除去水中的溶解氧B.降低水的硬度C.调节pH值，防止结垢和腐蚀D.增加锅水碱度答案：C解析：磷酸盐处理（常用磷酸三钠）的主要作用是在锅水保持一定pH值和碱度的条件下，使钙、镁离子生成松软的水渣（碱式磷酸钙），并通过排污排除，从而防止结垢。同时维持碱性环境，抑制腐蚀。9.下列现象中，与锅炉水碱度过高直接相关的是（）。A.氧腐蚀B.酸性腐蚀C.苛性脆化D.汽水共腾答案：D解析：锅水碱度过高，会导致锅水表面张力减小，泡沫层增厚且稳定性增加，在负荷波动或水质不良时，易引发汽水共腾，影响蒸汽品质。10.“锅水临界pH值”通常指的是（）。A.pH=7B.pH=8.3C.pH=10.5D.pH=13答案：C解析：在锅炉高温高压条件下，当pH值超过某一数值（通常在10.5左右）时，金属表面保护膜可能被溶解，反而加剧腐蚀，这个pH值称为临界pH值。因此锅炉水的pH值需控制在一个合理的范围内（通常为9-11）。11.监督给水溶解氧的仪表是（）。A.钠度计B.溶氧表C.硅酸根分析仪D.电导率仪答案：B解析：溶氧表（如覆膜电极式或原电池式）是专门用于连续监测或间断测定水中溶解氧含量的仪器。12.锅炉化学清洗的主要目的是清除（）。A.水中的悬浮物B.运行中产生的水垢和沉积物C.水中的溶解氧D.水中的油污答案：B解析：锅炉化学清洗是在锅炉新建或运行一段时间后，采用化学药剂（酸、缓蚀剂等）清除金属内表面在运行中生成的水垢、腐蚀产物和其他沉积物，以恢复锅炉效率和安全性。13.下列药剂中，可作为锅炉酸洗缓蚀剂的是（）。A.联氨B.磷酸三钠C.若丁D.氢氧化钠答案：C解析：若丁是一种常用的酸性介质缓蚀剂，主要成分为二邻甲苯硫脲等，用于锅炉酸洗时抑制酸液对金属基体的腐蚀。14.锅内加药处理时，常用的有机阻垢剂是（）。A.碳酸钠B.氢氧化钠C.膦酸盐或聚合物D.亚硫酸钠答案：C解析：膦酸盐（如HEDP、ATMP）和聚合物（如聚丙烯酸、聚马来酸酐）是常用的有机阻垢剂，它们通过晶格畸变、分散等作用阻止水垢的形成和沉积。15.蒸汽品质不良，杂质被携带到过热器中，可能引起（）。A.结垢B.腐蚀C.盐类沉积和金属过热D.水击答案：C解析：蒸汽携带的盐分（主要是硅酸盐、钠盐等）会在过热器管壁上沉积，影响传热，导致管壁温度升高，严重时造成金属过热甚至爆管。16.测定锅水氯离子含量，通常采用（）方法。A.酸碱滴定B.沉淀滴定（莫尔法）C.络合滴定D.分光光度法答案：B解析：莫尔法是以铬酸钾为指示剂，用硝酸银标准溶液滴定氯离子的沉淀滴定法，是测定水中氯离子的常用方法。17.锅炉排污的目的是为了排除锅水中的（）。A.溶解氧B.水渣和过高的盐分、碱度C.二氧化碳D.硬度离子答案：B解析：定期排污和连续排污的主要目的是排除在锅炉运行过程中形成的悬浮水渣，以及控制锅水中溶解固形物、碱度、硅酸盐等杂质在允许范围内，防止结垢、腐蚀和蒸汽品质恶化。18.下列哪种情况可能导致锅炉发生苛性脆化？（）A.锅水pH值长期偏低B.锅水相对碱度过高且存在应力集中C.给水溶解氧超标D.锅炉负荷频繁波动答案：B解析：苛性脆化是一种发生在锅炉铆接、胀接等存在高机械应力和缝隙的部位，在锅水高浓度氢氧化钠（高相对碱度）作用下产生的应力腐蚀开裂。19.电导率仪可用于监测锅炉水的（）。A.硬度B.溶解氧C.含盐量（溶解固形物）变化趋势D.磷酸根含量答案：C解析：水的电导率与水中离子总浓度（即含盐量）有较好的相关性，因此在线电导率仪常用来连续监测给水、锅水、蒸汽凝结水等的含盐量变化趋势，是水质控制的重要指标。20.逆流再生固定床离子交换器与顺流再生相比，其主要优点是（）。A.设备结构简单B.再生操作方便C.再生剂比耗低，出水质量好D.对进水浊度要求低答案：C解析：逆流再生时，再生液流向与运行时水流方向相反，使得交换剂底层（出水端）再生度最高，保证了出水水质；同时，再生剂利用率高，比耗低。二、多项选择题（每题2分，共10分，多选、少选、错选均不得分）1.锅炉水处理的主要任务包括（）。A.防止锅炉结垢B.防止锅炉腐蚀C.保证蒸汽品质D.防止锅炉积盐E.节约能源答案：A,B,C,D,E解析：锅炉水处理的根本目的是确保锅炉安全、经济、长期稳定运行。具体任务包括防止结垢和腐蚀、保证蒸汽品质良好、防止过热器和汽轮机积盐，最终实现节能和延长设备寿命。2.下列物质中，可作为锅炉给水化学除氧剂的有（）。A.亚硫酸钠B.联氨（肼）C.二甲基酮肟D.氨水E.磷酸三钠答案：A,B,C解析：亚硫酸钠、联氨及其衍生物（如水合肼）、以及一些新型有机除氧剂如二甲基酮肟、异抗坏血酸钠等，都能与水中溶解氧发生化学反应而将其除去。氨水用于调节pH，磷酸三钠用于锅内处理，均无直接除氧功能。3.影响离子交换树脂工作交换容量的主要因素有（）。A.树脂的类型与交联度B.再生剂的种类、浓度和用量C.原水水质（离子组成、浓度）D.运行流速与温度E.交换终点的控制指标答案：A,B,C,D,E解析：工作交换容量是树脂在实际运行条件下的交换能力，受树脂本身性质、再生条件、运行条件（流速、温度）、进水水质以及交换终点控制标准等多方面因素综合影响。4.锅炉化学清洗方案中，主要步骤通常包括（）。A.水冲洗B.碱洗或碱煮C.酸洗D.漂洗E.钝化答案：A,B,C,D,E解析：完整的锅炉化学清洗流程一般包括：水冲洗（冲去疏松污物）、碱洗或碱煮（除油、松动部分沉积物）、酸洗（主清洗，除垢和腐蚀产物）、漂洗（去除残留酸和铁离子）、钝化（在金属表面形成保护膜）等步骤。5.锅炉发生汽水共腾时，可能出现的现象有（）。A.水位计内水位剧烈波动，模糊不清B.过热蒸汽温度下降C.蒸汽管道发生水击D.饱和蒸汽含盐量和湿度急剧增加E.炉水碱度降低答案：A,B,C,D解析：汽水共腾是锅水起泡泛溢，被蒸汽大量携带的现象。主要现象包括：水位剧烈波动、模糊；蒸汽带水导致过热蒸汽温度下降；严重时蒸汽管道发生水击；饱和蒸汽品质（含盐量、湿度）严重恶化。锅水碱度通常是导致共腾的原因之一，但共腾发生时碱度不一定降低，可能仍维持较高水平。三、填空题（每空1分，共15分）1.天然水中的碱度主要由氢氧根、碳酸根和______离子组成。答案：碳酸氢根（或HCO₃⁻）解析：碱度是指水中能与强酸发生中和作用的物质总量，通常由OH⁻、CO₃²⁻、HCO₃⁻构成。2.钠离子交换软化处理，只能除去水中的______硬度，不能除去碱度。答案：总（或永久和暂时）解析：钠离子交换是将所有钙镁离子（构成总硬度）置换为钠离子，但水中的阴离子（如HCO₃⁻、SO₄²⁻、Cl⁻）不变，因此碱度（与HCO₃⁻相关）保持不变。3.锅炉排污率是指排污量占______的百分比。答案：锅炉蒸发量解析：排污率（P）计算公式为：P=(排污流量D_p/锅炉蒸发量D)×100%，是控制锅水水质的重要运行参数。4.测定锅水磷酸根含量常采用______法，形成磷钼蓝进行比色测定。答案：磷钼蓝比色（或钼蓝比色）解析：在酸性条件下，磷酸盐与钼酸铵反应生成磷钼黄杂多酸，再被还原剂（如氯化亚锡、抗坏血酸）还原成蓝色的磷钼蓝，其颜色深度与磷酸根含量成正比，可用分光光度法测定。5.为了防止除氧器后的给水系统发生______腐蚀，通常需要在给水中加氨调节pH值至8.8-9.3。答案：二氧化碳（或酸性）解析：除氧后水中残留的CO₂溶于水形成碳酸，会引起给水系统和凝结水系统的酸性腐蚀。加氨中和碳酸，提高pH值，可有效抑制这种腐蚀。6.离子交换树脂长期使用后，性能下降，可能的原因有氧化降解、______污染和铁污染等。答案：有机物（或胶体、微生物等，合理即可）解析：树脂污染是导致其性能下降的常见原因，包括有机物（如腐殖酸）堵塞污染、铁铝等金属离子污染、微生物污染以及树脂本身的氧化或机械破损等。7.锅炉金属的腐蚀从机理上主要分为化学腐蚀和______腐蚀。答案：电化学解析：锅炉系统的腐蚀绝大多数属于电化学腐蚀，即在有水溶液存在的情况下，金属表面形成微电池或宏电池而发生腐蚀。8.全挥发性处理（AVT）是指给水和炉水处理只使用挥发性的______和联氨（或其它挥发性除氧剂）。答案：氨（或NH₃）解析：AVT是一种用于高参数直流炉或某些汽包炉的水处理方式，只加入氨（调节pH）和联氨（除氧及提高pH），不加入任何固体药剂，以避免固体物质在炉管和汽轮机中的沉积。9.电站锅炉给水质量标准中，要求硬度接近于______。答案：零（或0μmol/L）解析：为防止锅炉结垢，特别是高参数锅炉，对给水硬度要求极为严格，通常要求硬度接近于零。10.锅水“协调pH-磷酸盐处理”是在维持一定磷酸根含量的同时，通过加入______，消除锅水中游离的氢氧化钠，防止苛性脆化。答案：磷酸氢二钠（或Na₂HPO₄）解析：协调处理通过加入磷酸氢二钠（或磷酸二氢钠）与磷酸三钠的混合物，使锅水中Na⁺与PO₄³⁺的摩尔比（R值）控制在2.2-2.8之间，从而避免产生游离NaOH。11.蒸汽携带杂质的方式包括机械携带和______。答案：选择性携带（或溶解性携带）解析：蒸汽污染的原因有二：一是机械携带（锅水滴被蒸汽直接带走），二是选择性携带（某些物质如硅酸、钠化合物等能直接溶解于蒸汽中）。12.锅炉化学清洗时，酸洗液中必须加入足量的______以防止酸对金属基体的过度腐蚀。答案：缓蚀剂解析：缓蚀剂是酸洗液的关键组分，它能选择性吸附在金属表面，显著抑制酸对金属的腐蚀速度，而不影响酸对水垢的溶解。13.测定水的pH值，通常使用______或pH计。答案：pH试纸解析：pH试纸（精密或广范）和pH计（酸度计）是测定水溶液pH值的两种常用工具，后者精度更高。14.离子交换器运行过程中，交换剂层被分为失效层、______和保护层。答案：工作层（或交换带）解析：在动态离子交换过程中，从上到下依次为：已失效的树脂层（失效层）、正在进行交换反应的树脂层（工作层或交换带）、尚未参与交换的新再生树脂层（保护层）。15.锅炉停用期间，若不采取保护措施，最容易发生的腐蚀是______腐蚀。答案：氧（或氧化）解析：停用锅炉内部金属表面潮湿，与大量进入的空气中的氧气接触，会发生全面的氧腐蚀，其腐蚀速度有时比运行中更快。四、简答题（共25分）1.（5分）简述锅炉结水垢的危害。答案：（1）浪费燃料，降低锅炉热效率。水垢的导热系数远低于金属，结垢后会使受热面传热恶化，排烟温度升高，造成燃料浪费。（2）影响锅炉安全运行。受热面结垢后，金属壁温升高，强度下降，在压力作用下可能发生鼓包、变形甚至爆管。（3）缩短锅炉使用寿命。水垢下的金属易发生垢下腐蚀（如碱性腐蚀或酸性腐蚀），导致管壁减薄穿孔。（4）增加化学清洗次数和维修成本。结垢严重时必须停炉清洗，耗费人力、物力和财力。（5）降低锅炉出力。严重结垢可能堵塞管道，影响水循环和蒸汽产量。2.（6分）说明热力除氧器正常运行需要满足的基本条件。答案：（1）必须将水加热至除氧器工作压力下的饱和温度。这是保证氧气能充分逸出的先决条件，即使少量加热不足也会严重影响除氧效果。（2）必须保证有足够的排气量，及时将解析出来的气体（主要是氧气）排出系统。排气阀开度要适当，过小则气体聚集，分压力升高，影响除氧；过大则造成蒸汽浪费。（3）被除氧的水与加热蒸汽应有足够的接触面积和充分的接触时间，以利于传热和气体解析。通常通过淋水盘、填料等方式增大接触面积。（4）进水应均匀分布，避免出现水流短路或分配不均。（5）除氧器内部压力应保持稳定，避免剧烈波动影响除氧效果和设备安全。3.（7分）什么是锅炉水的“相对碱度”？其控制意义是什么？答案：（1）相对碱度定义为：锅水中游离氢氧化钠的量与锅水中总溶解固形物的比值。即：相对碱度=（锅水OH⁻碱度与PO₄³⁻、CO₃²⁻结合的碱度）/溶解固形物含量。在实际应用中，有时也近似表示为：锅水（全）碱度（以NaOH计，mg/L）与溶解固形物（mg/L）的比值。（2）控制意义：相对碱度是衡量锅水是否容易引起苛性脆化（一种发生在锅炉金属缝隙处，由高浓度氢氧化钠和机械应力共同作用导致的应力腐蚀开裂）的指标。当相对碱度过高（例如>0.2）时，在锅炉铆接、胀口等存在缝隙和应力的部位，锅水因蒸发浓缩可能产生极高浓度的NaOH，从而诱发苛性脆化。控制相对碱度在较低水平（如<0.2），是防止苛性脆化的重要化学手段。4.（7分）简述离子交换树脂被铁污染的现象、原因及处理方法。答案：（1）现象：树脂颜色变深，呈深褐色甚至黑色；工作交换容量下降；出水水质恶化（如硬度泄漏增加）；再生困难，再生剂耗量增大。（2）原因：①水源含铁量高（如地下水），铁离子以Fe²⁺形式进入交换器，被树脂吸附或氧化后沉积；②再生剂（如工业盐）含铁杂质多；③设备、管道腐蚀产生的铁锈（Fe₂O₃·xH₂O）随水进入树脂层；④树脂本身因氧化降解产生铁结合物。（3）处理方法：①预防为主：控制进水铁含量，选用优质再生剂，对系统进行防腐处理。②复苏处理：对已污染的树脂，可用高浓度盐酸（如10-15%）浸泡复苏。具体步骤：反洗后，将树脂浸泡在盐酸溶液中（可适当加热至40℃左右），浸泡数小时至一天，期间间歇搅拌，然后用除盐水彻底冲洗至中性。对于强碱性阴树脂的铁污染，也可用盐酸处理，但需注意氯型转换。严重污染难以复苏时，需考虑更换部分或全部树脂。五、应用题（共30分）1.（10分）计算题：一台蒸发量为10t/h的锅炉，给水氯离子含量为15mg/L，锅水控制氯离子含量为500mg/L。若采用连续排污，试计算：（1）锅炉的排污率P。（2）每小时连续排污水量D_p。（忽略蒸汽携带氯离子，按物料平衡计算）答案：（1）根据锅水氯离子含量的物料平衡：给水带入氯离子=排污水带出氯离子。即：D×Cl_给=D_p×Cl_锅其中：D为给水量，近似等于锅炉蒸发量（忽略排污等其他损失），即D≈10t/h；Cl_给=15mg/L；Cl_锅=500mg/L。由公式：P=D_p/D=Cl_给/Cl_锅所以，排污率P=15/500=0.03=3%（2）每小时连续排污水量D_p=P×D=0.03×10t/h=0.3t/h=300kg/h答：（1）锅炉排污率为3%；（2）每小时连续排污水量为300kg。2.（10分）分析题：某厂锅炉采用钠离子交换软化、热力除氧、锅内磷酸盐加药处理。运行一段时间后，发现省煤器入口管段发生明显的氧腐蚀坑点，请分析可能的原因。答案：省煤器入口管段发生氧腐蚀，说明该处给水溶解氧含量超标。可能的原因有：（1）热力除氧器运行异常：①除氧器加热不足，水温未达到工作压力下的饱和温度；②除氧器内部装置（如淋水盘、填料）损坏，导致汽水接触不良；③排气阀开度过小或堵塞，解析出的氧气不能及时排出；④负荷波动过大，超出除氧器设计能力；⑤蒸汽压力不稳定，影响除氧效果。（2）除氧器后的给水系统存在漏气点：①给水泵密封不严，吸入空气；②低压给水系统（如除氧器下水管、给水箱出水阀等）有真空漏点，吸入空气；③取样器、仪表接口等不严密。（3）化学除氧剂加药不足或失效：①加药泵故障或管路堵塞，导致亚硫酸钠或联氨等除氧剂投加量不足；②药剂质量不合格或储存不当失效；③加药点位置不合理，未能与给水充分混合反应。（4）停机或低负荷运行时，除氧器未能保持定压运行或未采取其他保护措施，导致空气倒灌入