Аналитический контроль качества воды промышленного назначения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Основная часть

1.1 Аналитический обзор научной информации

1.2 Методическая часть

1.4 Экспериментальная часть

1.5 Стандартизация

2. Безопасность и экологичность проекта

2.1 Охрана труда в лаборатории

2.2 Безопасность жизнедеятельности

2.3 Охрана окружающей среды

Заключение

Список источников

Введение

Вода - основа жизни. И очень хочется, чтобы вода была чистой, прозрачной и безопасной так как она используется не только для питья и бытовых нужд а так же при производстве готовой продукции, в промышленности и теплоэнергетике. Но, к сожалению, в реальности вода загрязнена множеством соединений, концентрации которых часто превышают нормы. И это характерно как для водопроводной воды, так и для подземных вод из скважин и колодцев а также общего бассейна - водозабора.

В теплоэнергетике основным теплоносителем является вода и образующийся из нее пар. Содержащиеся в воде примеси, попадающие в паровой котел с питательной водой, а в водогрейный - с сетевой, образуют на поверхности теплообмена низкотеплопроводные отложения и накипь, которые теплоизолируют поверхность изнутри, а так же вызывают коррозию. Процессы коррозии в свою очередь являются дополнительным источником поступления примесей в воду. В результате растет термическое сопротивление стенки, снижается теплопередача, а, следовательно, повышается температура уходящих газов, что ведет к уменьшению КПД котла и перерасходу топлива. При чрезмерных повышениях температуры металла труб уменьшается их прочность, вплоть до создания аварийной ситуации.

Требования к надежности водного режима сформулированы в виде норм водного режима в правилах технической эксплуатации электрических станций и сетей (ПТЭ) и в правилах устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов. Наличие отложений вызывает необходимость очистки оборудования, а это трудоемкая и дорогостоящая операция. Таким образом, обработка воды является необходимым атрибутом любой котельной. Чистота воды и пара в отдельных агрегатах и частях трактов котельной, объединяемая общим понятием водного режима котельной, оказывает существенное влияние на экономичность и надежность ее работы.

1. Основная часть

Основная часть включает в себя: Аналитический обзор научной информации, методическую часть, прибор, экспериментальную часть, стандартизацию.

1.1 Аналитический обзор научной информации

Аналитический обзор научной информации включает: Характеристику состава вод, общую схему водоподготовительной установки.

* Характеристика состава вод

Вода является прекрасным растворителем и содержит катионы жесткости кальция и магния. В пресной воде превалируют катионы кальция, в морской воде больше катионов магния. В сильно минерализованных водах морей и океанов преобладают катионы натрия. Анионы хлора присутствуют во всех водах. Большая их концентрация характерна для соленых вод морей и океанов. Соленость такой воды определяется по ее электропроводности и пересчитывается на содержание хлоридов натрия. Сульфат-анионы характерны для всех природных вод. Анионы гидрокарбонатов появляются в воде в результате растворения углекислого газа атмосферы.

Соли, содержащиеся в природных водах, являются причиной образования накипей на поверхностях нагрева. Накипи, содержащие щелочноземельные металлы, образуются из карбонатов и силикатов кальция и магния, а также из сульфатов кальция. Накипи препятствуют процессам теплообмена, приводят к снижению коэффициента полезного действия энергетического оборудования, к перегреву и прогоранию котельного металла, под слоем окисных отложений протекает интенсивный процесс подшламовой коррозии.

Таким образом, техническая эксплуатация энергетических котлов невозможна без проведения водоконтроля и водоподготовки промышленной воды. Основными задачами водообработки являются предотвращение накипеобразования на поверхностях нагрева и коррозии конструкционных материалов.

Показатели качества воды делятся на физико-химические и технические. К физико-химическим показателям относятся:

· Концентрация

Определяют фильтрованием пробы через бумажный фильтр с последующим его высушиванием до постоянной массы. Выражают в мг/кг.

На практике, для определения концентрации как правило определяют прозрачность с помощью цилиндра Снеллена. При С<3мг/кг определяют мутность воды, сравнивая пробу с соответствующей пробой мутности (мутнометр).

· Концентрация истинорастворимых примесей.

Ионный состав воды определяют, измеряя концентрацию отдельных видов ионов, методами химанализа или с помощью специальных приборов. Выражают в мг-экв/кг или мг/кг.

Суммарная концентрация всех ионов воды показывает общее солесодержание (минерализацию) воды.

· Удельная электропроводимость растворов.

Указывает на суммарную концентрацию в них ионогенных примесей, зависит от типа электролита и степени его диссоциации. Измеряют кондуктометром. Удельная электропроводимость незаменима, когда необходимо измерить малое солесодержание, которое трудно определить обычными способами.

· Показатель концентрации водородных ионов pH

Определяется в природной воде характером и концентрацией примесей в воде путем потенциометрического титрования.

Нейтральная среда при t=22о С pH=7

Щелочная среда pH>7

Кислая среда pH<7.

Концентрация коррозионно-активных газов.

Зависит от природы газа, его парциального давления, температуры воды, солесодержания воды, уровня pH.

К техническим показателям в свою очередь относятся:

· Сухой остаток (S)

Измеряется в мг/кг. Определяют упариванием пробы профильтрованной воды с последующим высушиванием остатка при температуре 105 ч 110 о С до постоянной массы. По сухому остатку оценивают солесодержание воды.

· Щелочность воды (Що )

Общей щелочностью воды называется суммарная концентрация гидроксид ионов (OH- ) и анионов слабых кислот (HCO3 - , СО3 2- , HSiO3 - ) и некоторых гуматов, которые гидролизуясь дают щелочную среду. В зависимости от аниона различают гидратную, бикарбонатную и карбонатную щелочность. В природных водах преобладает бикарбонатная щелочность.

· Жесткость воды (Жо )

Это суммарная концентрация содержащихся в воде катионов кальция и магния. Жесткость в зависимости от катиона делится на кальциевую и магниевую. Также жесткость делится на карбонатную и некарбонатную. Карбонатная жесткость обусловлена наличием в воде бикарбонатов кальция и магния, т.к. они труднорастворимы в воде. Остальные растворимые в воде соли кальция и магния обуславливают некарбонатную жесткость.

Жесткость воды наиболее важный показатель ее качества, т.к. является причиной отложений на теплопроводящих поверхностях. Удаление из воды ионов жесткости называется умягчением воды.

· Кремнесодержание воды () - условно выражает все многообразие кремниевых кислот в воде. Содержание основных компонентов не должны превышать показателей нормируемых в режимной карте представленных в таблице1.

Таблица 1 - Режимная карта по химическому контролю за водоподготовительной установкой. Вода питательная

Наименование пробы	Питательная вода	Питательная вода	Питательная вода	Питательная вода	Питательная вода	Питательная вода
1	2	3	4	5	6	7
Контролируемые показатели	Солесодержание в пересчете на NaCl	Величина рН	Нитриты	Кремнекислота	Железо	Медь
Ед. изм	Мг/дм3	Ед.рН	Мкг/дм3	Мг/дм3	Мг/дм3	Мг/дм3
Нормы по НД	Не нормируется	Не нормируется	Не нормируется	Не нормируется	Не нормируется	Не нормируется
Периодичность	1 раз в декаду	1 раз в декаду	1 раз в месяц	1 раз в месяц	1 раз в месяц	1 раз в месяц
Метод анализа	Кондуктометрический	Потенциометрический	Фотоколориметрический	Фотоколориметрический с молибдатом аммония	Фотоколориметрический с сульфосалициловой кислотой	Фотоколориметрический с купризоном

Целью проекта является подготовка исходной воды в качестве питания котлоагрегатов .Качество питательной воды представлена в таблице 2

* Общая схема водоподготовительной установки

Надежность работы поверхностей нагрева котельных агрегатов и систем теплоснабжения зависит от качества питательной и подпиточной воды. Вместе с питательной водой в котел поступают различные минеральные примеси. Все примеси, находящиеся в воде, делятся на трудно- и легкорастворимые. К числу труднорастворимых примесей относят соли гидроксида Са2+ и Mg2+ .

Основные накипеобразователи имеют отрицательный температурный коэффициент растворимости (т.е. при повышении температуры их растворимость падает). Накапливаясь в котле по мере испарения воды, эти примеси после наступления состояния насыщения начинают из нее выпадать. Прежде всего состояние насыщения наступает для солей жесткости Са(НСО3)2, Mg(НСО3)2,СаСО2,MgСО2 и др.

Центрами кристаллизации служат шероховатости на поверхности нагрева, также взвешенные и коллоидные частицы, находящиеся в воде котла. Вещества, кристаллизующиеся в объеме воды, образуют взвешенные в ней частицы шлам. Вещества, кристаллизующиеся на поверхности нагрева, образуют плотные и прочные отложения -накипь. Накипь, как правило, имеет низкую теплопроводность, составляющую 0,1-0,2(Вт/м*К). Поэтому даже малый слой накипи приводит к резкому ухудшению условий охлаждения металла поверхностей нагрева и вследствие этого к повышению его температуры, что может привести к потери прочности стенки трубы и ее разрушению.

Кроме того, накипь ведет к значительному снижению КПД котла в результате уменьшения коэффициента теплопередачи и связанного с этим повышения температуры уходящих газов. Соединение железа, алюминия и меди, находящиеся в воде в виде растворенных коллоидных и ультратонких взвесей, также могут откладываться на поверхностях нагрева и входить в состав накипи. Накипь из оксида железа и меди образуются в зонах высоких местных тепловых нагрузок поверхности нагрева, чаще всего в трубах экранов. В котлах высокого давления при давлениях более 7 МПа кремниевая

кислота H2SiO3 приобретает способность растворяться в паре, причем с ростом давления эта способность значительно возрастает. Поступая вместе с паром в пароперегреватель, кремниевая кислота разлагается с выделением Н2О. В результате в паре появляются SiO2, который, попадая на лопатки паровых турбин, образует на них нерастворимые соединения, ухудшающие экономичность и надежность работы турбины. На эксплуатацию котла вредное влияние оказывает повышенная щелочность воды, которая приводит к вспениванию воды в барабане.

Вспениванию воды способствует содержание в ней органических соединений и аммиака. В этих условиях сепарационные устройства не обеспечивают отделение капель воды от пара, и вода из барабана, содержащая различные примеси, может поступать в пароперегреватель, создавая опасность его загрязнения. Кроме того, повышенная щелочность может явиться причиной щелочной коррозии металла, а также возникновения трещин в местах вальцовки труб в коллекторы и барабан. Растворенные в питательной воде агрессивные газы О2, СО2 вызывают различные формы коррозии металлов, ведущей к уменьшению его механической прочности.

Пониженная щелочность воды ускоряет коррозию, и в питательной воде должен поддерживаться определенный ее уровень. в котлах низкого давления требуемый уровень рН поддерживается вводом в питательную воду соды, в котлах высокого давления - фосфатов или аммиака. Исходя из вышесказанного, предельно допустимое содержание вредных примесей в питательной воде нормируется.

Основной задачей подготовки воды в котельных является борьба с коррозией и накипью. Коррозия поверхности нагрева котлов, подогревателей и трубопроводов тепловых сетей вызывается кислородом и углекислотой, которые проникают в систему вместе с питательной и подпиточной водой. При нагреве и испарении воды из нее выпадают различные растворенные соли, часть из которых осаждается на поверхностях нагрева в виде плотного слоя с низкой теплопроводность, называемого накипью. Требования, предъявляемые к воде, используемой в паровых и водогрейных котельных, различны, ибо в паровых котлах вода испаряется, а в водогрейных только нагревается. Для умягчения и снижения щелочности исходной воды могут быть применены следующие методы обработки:

- Na-катионирование;

- NaNH4-катионирование;

Рисунок 1 - Общая схема водоподготовительной установки

1-труба, 2-распределитель. 3-подогреватель воды, 4- вытеснитель коагулянта, 5-отстойник, 6-промежуточный бак, 7-маханические фильтры, 8-ионообменный фильтр, 9-ионообменная смола, 10-деаэраторная колонка, 11-ионообиенная смола, 12ионообменная смола-, 13- питательный насос.

Сырая вода по трубе (1) поступает в распределитель (2), где она разделяется на 2 потока. Один поступает в подогреватель воды (3), а затем в отстойник (5). Другой поток проходит через вытеснитель коагулянта (4) и вместе с растворенным коагулянтом - в (5). Здесь вода отстаивается, удаляется часть механических и коллоидных примесей, а затем поступает в промежуточный бак (6), откуда она насосом подается в механические фильтры (7) для окончательного осветления. Далее в катионитных фильтрах (9) освобождается от солей жесткости, после чего подается в деаэраторную колонку (10), где освобождается от растворимых в ней газов, и стекает в питательный бак. Из него питательными насосами (13) подается в котел.

NaCl-ионирование; известкование с коагуляцией. Выбор метода обработки воды для тепловых сетей определяется требованиями к качеству подпиточной воды и зависит от системы теплоснабжения - открытая или закрытая и от качества исходной воды. При подогреве сетевой воды в водогрейных котлах для открытых или закрытых систем теплоснабжения необходимо снизить карбонатную жесткость подпиточной воды до 0,7 мгэкв/кг, что предусмотрено схемой очистки представленной на рисунке 1.

На оборудовании водоподготовки внедрены следующие технологии:

· Применение гравитационно-инерционного грязевика для доочистки исходной воды от механических примесей.

· Умягчение воды для питания паровых котлов в противоточных натрий-катионитных фильтрах.

· Обработка исходной воды реагентом.

После водообработки получают питательную воду для котлов.

Требования предьявляемые к питательной воде представлены в таблице

Таблица 2 - Качество питательной воды

Наименование показателя	Питательная вода	Средний показатель	Норма
Жесткость, мкг-экв/дмі	2,0	2,0	Не более 10
Щелочность общая, мкг-экв/дмі	277	0,30	Не нормируется
Кислород, мкг/дмі	6	5,9	Не более 20
Углекислота мг/дмі	Отсутствует	0,00	Отсутствует
Железо,мкг/дмі	92	93,3	Не более 100
Медь, мкг/дмі	32	33,93	Не нормируется
Кремнекислота, мкг/дмі	2076	2012,5	Не нормируется
рН	9,1	9,19	8,5-9,5
Нефтепродукты, мг/дмі	?0,02	0,00	Не более 0,5
Солесодержание, мг/дмі	26,8	30	Не нормируется

1.2 Методическая часть

контроль качество вода промышленный

Методическая часть включает: Метод определения жесткости МУ 08-47/234 «Воды производственных тепловых электростанций» , метод определения массовой концентрации меди фотоколориметрическим методом в производственных водах, метод определения щелочности в производственных водах титриметрическим методом, метод определения массовой концентрации общего железа фотоколориметрическим методом, метод определения рН потенциометрическим методом, схему исследования питательной воды.

Объект исследования - ппитательная вода. Показатели качества проводятся согласно МУ.

В химической лаборатории каннской ТЭЦ проводятся работы по исследованию воды промышленной.

Цели исследования:

-Определение массовой концентрации меди в производственных водах

-Определение массовой концентрации железа в производственных водах

-Определение щелочности в производственных водах

Определение жесткости в производственных водах

Измерение рН в производственных водах

* Методы определения жесткости МУ 08-47/234 «Воды призводственных тепловых электростанций.

Сущность метода: Метод основан на переводе всех видов жесткости в магниевую, введение магниевого комплекса этилендиаминтетрауксусной кислоты и образование окрашенного комплекса магния с индикатором. Наименьшая определяемая жесткость воды - 0,1 мкмоль\дм3 (мкг-экв\дм3).

Подготовка к проведению анализа.

Приготовление растворов и индикаторов

Раствор трилона Б молярной концентрации 25 ммоль/дм3

Трилон Б высушивают при 80 °С в течение двух часов, отвешивают 9,31 г, помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см3 растворяют в теплой от 40 °С до 60 °С бидистиллированной воде и после охлаждения раствора до комнатной температуры доводят до метки бидистиллированной водой. Установку поправочного коэффициента к концентрации раствора трилона Б, приготовленного из навески, проводят по раствору сульфата магния. Раствор из ГСО состава трилона Б или стандарт-титра (фиксанала) трилона Б готовят в соответствии с инструкцией по применению, разбавляя его до требуемой концентрации.

Раствор ионов магния молярной концентрации 25 ммоль/дм3

Раствор готовят из ГСО состава водного раствора ионов магния или стандарт-титра (фиксанала) сульфата (сернокислого) магния в соответствии с инструкцией по его применению, при необходимости разбавляя до требуемой концентрации.

Буферный раствор рН=(10±0,1)

Для приготовления 500 см3 буферного раствора в мерную колбу вместимостью 500 см3 помещают 10 г хлорида аммония, добавляют 100 см3 бидистиллированной воды для его растворения и 50 см3 25%-ного водного аммиака, тщательно перемешивают и доводят до метки бидистиллированной водой.

Порядок проведения определений

1 В колбу вместимостью 250 см3 помещают пробу анализируемой воды объемом 100 см3, 5 см3 буферного раствора, от 5 до 7 капель раствора индикатора или от 0,05 до 0,1 г сухой смеси индикатора и титруют раствором трилона Б.

2 Обработка результатов определения

Жесткость воды, °Ж, рассчитывают по формуле:

где M - коэффициент пересчета, равный 2 CТР;

CТР - концентрация раствора трилона Б, моль/м3 (ммоль/дм3), как правило M = 50;

F - множитель разбавления питательной пробы воды при консервировании (как правило F=1);

K - коэффициент поправки к концентрации раствора трилона Б, рассчитанный по формуле (1);

VТР - объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование, см3;

VПР - объем пробы воды, взятой для анализа, см3.

* Определение массовой концентрации меди фотоколориметрическим методом в производственных водах. Методика составлена на основании МУ 08-47/181

Сущность метода: Метод основан на взаимодействии ионов меди с купризоном с образованием окрашенного в синий цвет комплексного соединения. Интенсивность окраски, пропорциональную массовой концентрации меди, измеряют при длине волны 580-620 нм. Определение проводят в аммиачно-цитратной среде при рН 8,5-9,5.

Проведение испытания: В стакан из термостойкого стекла, вместимостью 150см3 , с помощью мерного цилиндра, помещают 100,0см3 исследуемой воды (при массовой концентрации меди более 0,05мг/дм3объем исследуемой воды уменьшают и доводят его очищенной водой до 100см3 ), добавляют 1,0см3 концентрированной азотной кислоты, помещают на плитку и выпаривают, не допуская кипения до объема пробы3-5см3. Остаток пробы должен покрывать только дно стакана. При выпаривании следует предохранять пробы от загрязнений. В подготовленную пробу добавляют 3-5 капель индикатора пентаметоксикрасного. Окрашенную в сиренево-красный цвет жидкость обесцвечивают, приливая осторожно 25%-ный раствор аммиака. Жидкость перемешивают, вливают 3,0см3 10%-ного раствора лимоннокислого аммония, 1,0см3 10%-ного раствора аммиака и 2,5см3 купризона. После введения каждого реактива жидкость тщательно перемешивают, доливают очищенную воду до 50см3 и вновь тщательно перемешивают. Подготовленную пробу выдерживают в течение 10минут. На фотоколориметре со светофильтром с областью пропускания 590 нм измеряют оптическую плотность пробы анализируемой воды Аi. Раствором сравнения служит очищенная вода.

Аналогично измеряют оптическую плотность холостой пробы Ахол.

Вычисляют оптическую плотность анализируемой пробы с учетом холостой пробы: ( Аi- Ахол ).

По градуировочному графику находят концентрацию меди в анализируемом растворе Сi.

Аналогично проводят измерения для второй параллельной анализируемой пробы.

Обработка результатов:

Вычисляют массовую концентрацию меди (Х) в анализируемой пробе, мг/дм3 по формуле:

Сi- концентрация меди, найденная по градуировочному графику, мг/дм3;

V- объем воды, взятой для анализа, см3;

50- объем, до которого разбавлена проба перед измерением, см3

Вычисления проводят для каждой из двух параллельных проб, получая Х1 и Х2 соответственно.

* Метод определения щелочности в производственных водах титриметрическим методом. Методика составлена на основании МУ 08-47/232

Сущность метода: Метод заключается в титровании пробы стандартным раствором соляной кислоты в присутствии индикаторов фенолфталеина или метилового оранжевого.

Проведение испытания. В коническую колбу вместимостью 250 см3 вносят 100см3 анализируемой воды. Воду со щелочностью более 10 мг-экв/дм3 берут в меньшем количестве и доводят объём приблизительно до 100 см3 обессоленой водой. Добавляют индикатор и проводят титрование по одной из схем в зависимости от типа анализируемой воды.

Индикаторы вводят в отобранные пробы воды в следующих количествах: раствора фенолфталеина 5-7 капель; раствора метилового оранжевого 3-5 капель; раствора смешанного индикатора 3-5 капель. При титровании в присутствии фенолфталеина первоначальная розовая или красно-малиновая окраска должна полностью исчезнуть.

При титровании в присутствии смешанного индикатора первоначальная зелёная окраска раствора в эквивалентной точке изменяется в фиолетовую. При титровании в присутствии метилового оранжевого первоначальная жёлтая окраска переходит в апельсиновую (достижение красной окраски свидетельствует об излишке кислоты-проба перетитрована)

Обработка результатов:

Величина щёлочности по взятому индикатору определяется по формуле:

М1= (а*0,1*1000) /V,

М2= (а*0,01*1000*1000) /V,

где М1- щёлочность ,мг-экв/дм3,

М2- щёлочность ,мкг-экв/дм3,

а-расход кислоты на титрование со взятым индикатором,смі

(в случае последовательного титрования сначала с фенолфталеином, затем со смешанным или с метиловым оранжевым, принимается общий расход кислоты с начала титрования);

V-объём анализируемой воды, взятый для анализа,см3 ;

0,1 и 0,01-концентрации титрованных растворов кислот;

1000-для формулы М1 пересчет к 1 дм3;

1000*1000-для формулы М2 пересчет к 1 дм3 и в микрограмм-эквиваленты.

* Метод определения массовой концентрации общего железа фотоколориметрическим методом в производственных водах. Методика составлена на основании МУ 08-47/180

При объеме исследуемой воды 100см3 можно определять концентрацию железа от 0,001 до 0,2 мг/дм3.

В стакан из термостойкого стекла вместимостью 150см3 с помощью мерного цилиндра помещают 100см3 исследуемой воды (при массовой концентрации железа более 0,2 мг/дм3 объем исследуемой воды уменьшают и доводят его очищенной водой до 100см3), добавляют 2,0см3 концентрированной соляной кислоты, помещают на плитку и выпаривают, не допуская кипения до объема пробы 3-5см3. Остаток пробы должен покрывать только дно стакана. При выпаривании следует предохранять пробы от загрязнений. В подготовленную пробу приливают примерно 30см3 очищенной воды, 0,5см3 30%-ного раствора сульфосалициловой кислоты, перемешивают, вливают 15см3 10%-ного раствора аммиака, доливают очищенной водой до 50см3 и вновь тщательно перемешивают. На фотоколориметре со светофильтром с областью пропускания 440нм измеряют оптическую плотность пробы анализируемой воды в сравнении с очищенной водой Аi и холостой пробы Ахол. Вычисляют оптическую плотность анализируемой пробы с учетом холостой пробы (Аi- Ахол).

По градуировочному графику находят концентрацию железа в анализируемой пробе Сi. Аналогично проводят измерения для второй параллельной анализируемой пробы.

Обработка результатов

Вычисляют массовую концентрацию железа (Х) в анализируемой пробе мг/дм3, по формуле:

Сi - концентрация железа, найденная по градуировочному графику, мг/дм3;

V - Объем воды, взятый для анализа, см3;

50- объем, до которого разбавлена проба перед измерением, см3

Вычисления проводят для каждой из двух параллельных проб.

* Метод измерения рН потенциометрическим методом в производственных водах.Составлена на основании ПНД Ф 14.1:2:4:121-97

Сущность метода: Метод заключается на измерении электродвижущей силы гальванического элемента, состоящего из электрода сравнения с известным потенциалом и индикаторного электрода, потенциал которого зависит от концентрации активных ионов в исследуемом растворе. В качестве индикаторного электрода обычно используют стеклянный электрод.

Предварительная подготовка проб

Анализируемую пробу объемом 30 см3 помещают в химический стакан вместимостью 50см3.

Электроды промывают очищенной водой, обмывают исследуемой водой, погружают в стакан с анализируемой пробой. При этом шарик стеклянного измерительного электрода необходимо полностью погрузить в раствор, а солевой контакт вспомогательного электрода должен быть погружен на глубину 5-6 мм. Одновременно в стакан погружают термокомпенсатор.

Отсчет величины рН по шкале прибора проводят, когда показания прибора не будут изменяться более чем на 0,2 единицы рН в течение одной минуты, через минуту измерение повторяют, если значения рН отличаются не более чем на 0,2, то за результат анализа принимают среднее арифметическое значение.

После измерений электроды ополаскивают очищенной водой и протирают фильтровальной бумагой или мягкой тканью.

Обработка результатов измерений:

За результат измерения принимают значение рН, которое определяют по шкале прибора.

За результат анализа Хср принимают среднее арифметическое значение двух параллельных определений Х1 и Х2:

Для которых выполняется следующее условие:

¦Х1 -Х2 ¦? r,

Где r - предел повторяемости, значения которого 0,2 (значение допускаемого расхождения между двумя результатами параллельных определений)

1.3 Спектрофотометр

Спектрофотометр КФК-3КМ представляет собой стационарный настольный лабораторный прибор состоящий из оптико-механического и электронного узлов, смонтированных в корпусе. Спектрофотометр КФК-3КМ построен по однолучевой схеме. В приборе используется монохроматор с дифракционной решеткой. В качестве источника излучения используется галогенная лампа, а в качестве приемника - фотодиод. Вывод результатов измерений осуществляется на жидкокристаллический дисплей размером 128*64 пикселя.

В кюветном отделении спектрофотометра КФК-3КМ установлен 3-позиционный кюветодержатель (предусмотрено использование кювет из комплекта спектрофотометра КФК-3 с рабочей длиной кюветы до 100мм) \

Рисунок 1 - Спектрофотометр

Основные технические данные. Принцип работы спектрофотометра основан на сравнении светового потока, прошедшего через растворитель или раствор сравнения (холостой раствор), по отношению к которому производится измерение, и светового потока, прошедшего через исследуемый раствор.

Спектрофотометр состоит из следующих основных частей:

- галогенная лампа как источник света

- монохроматор для выделения спектрального диапазона требуемых длин волн

- кюветное отделение, служащее для размещения проб и калибровочных растворов

- детектор для регистрации света и преобразование его в электрический сигнал

- электроника, обеспечивающая проведение измерений и управление работой прибора

- ЖК-дисплей для отображения меню рабочих режимов, результатов измерений и вспомогательной информации

- панель управления

Рисунок 2 - Функциональная схема спектрофотометра

1- Источник света; 2- монохроматор; 3-кюветное отделение; 4-детектор; 5-электронная схема; 6-индикатор.

1.4 Экспериментальная часть

Экспериментальная часть включает в себя: схему исследования, таблицу результатов исследования питательной воды.

В лаборатории Канской ТЭЦ проводятся работы по исследованию воды промышленного назначения.

Цели исследования:

- Жесткость,мг-экв/дмі

- Щелочность, мг-экв/дмі

- Медь, мг/дмі

- Железо, мг/дмі

- рН

-Солесодержание, мг/дмі

- Кремнекислота, мг/дмі

- Кислородмкг/дмі

-Нитриты, мкг/дмі

- Углекислота, мг/дмі

-Нефтепродукты, мг/дмі.

Обьект исследования - вода питательная. Исследование химического состава воды проводили по схеме представленной на рисунке 3.

Рисунок 3 - Схема исследования воды питательной.

В результате исследования качества котловой воды получены следующие данные, которые представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Результаты исследования питательной воды 2016 года

Наименование показателя	Сентябрь	Октябрь	Ноябрь	Средняя проба	Режимная карта
1	2	3	4	5	6
Кремнекислота, Мг/дмі	2563,3	1606,7	1867,5	2012,5	Не нормируется
рН	9,35	9,08	9,15	9,19	8,5-9,5
Нефтепродукты (суммарно) ,мг/дмі	0,00	0,00	0,00	0,00	Не более 0,5
Солесодержание, мг/дмі	54	17	21	30	Не нормируется
Медь мкг/дмі	22,67	40,67	38,45	33,93	Не нормируется
Железо, мкг/дмі	86,67	95,00	98,23	93,3	Не более 100
Углекислота свободная, мг/дмі	0,00	0,00	0,00	0,00	Отсутствует
Кислород, мкг/дмі	5,3	6,2	6,3	5,9	Не более 20
Щелочность, мкг-экв/дмі	0,45	0,24	0,20	0,30	Не нормируется
Жесткость, мкг-экв/дмі	2,0	2,0	2,0	2,0	Не более 10

Вода производственная для питания котлов соответствует по качеству режимной карте по химическому контролю за водоподготовительной установкой и водно-химическим режимом канской ТЭЦ, что способствует ее ритмичной работе.

1.5 Стандартизация

Стандартизация - это комплекс мероприятий позволяющих привести к единым требованиям воду питательную, согласно режимной карте по химическому контролю за водоподготовительной установкой и водно-химическим режимом Канской ТЭЦ.

Стандартизация осуществляется в целях:

- повышение уровня безопасности в жизни и здоровья людей

-Обеспечение технологического процесса согласно режимной карты.

Таблица 4 - перечень важнейших точек контроля по ГОСТу

Наименование точек контроля	Наименование обьекта	Наименование контролируемого показателя	Метод контроля	Частота контроля	Документ регистрации	Нормы по режимной карте
Водоподготовительный цех	Вода питательная	Жесткость Размерность	Титриметрический МУ08-47/234	1 раз в 2 часа	Данные заносятся в компьютер	Не более 0,01
Водоподготовительный цех	Вода питательная	Жесткость Размерность	Титриметрический МУ08-47/234	1 раз в 2 часа	Данные заносятся в компьютер	Не более 0,01
Водоподготовительный цех	Вода питательная	Щелочность	Титриметрический МУ08-47/232	1 раз в смену	Данные заносятся в компьютер	Не нормируется
Водоподготовительный цех	Вода питательная	Медь	Фотоколориметрический с купризоном МУ08-47/181	1 раз в декаду	Данные заносятся в компьютер, журнал	Не нормируется
Водоподготовительный цех	Вода питательная	Нефтепродукты	ИК-спектрофотометрия ПНД Ф 14.1:2:4,168-2000	1 раз в декаду	Данные заносятся в компьютер	Не более 0,5
Водоподготовительный цех	Вода питательная	рН	Потенциометрический ПНД Ф 14.1:2:4,121-97	1 раз в смену	Данные заносятся в компьютер	8,5-9,5
Водоподготовительный цех	Вода питательная	Кислород	Визуально-колориметрический	1 раз в сутки	Данные заносятся в компьютер	Не более 20
Водоподготовительный Цех	Вода питательная	Кремнекислота	Фотоколориметрический с молибдатом аммония по желтому комплексу МУ 08-47/227	1 раз в декаду	Данные заносятся в компьютер, журнал	Не нормируется

2. Безопасность и экологичность проекта

Безопасность и экологичность проекта включает в себя: Охрану труда в лаборатории, безопасность жизнедеятельности, охрану окружающей среды.

2.1 Охрана труда в лаборатории

Охрана труда в лаборатории включает следующие разделы: Общие требования безопасности, требования безопасности перед началом работы, требования безопасности во время работы, требования безопасности по окончанию работы.

* Общие требования безопасности

- К работе лаборанта химического анализа допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование, прошедшие теоретическое и практическое обучение, проверку требований безопасности труда в установленном порядке и получивший допуск к самостоятельной работе.

- Лаборант должен быть обеспечен спецодеждой и средствами индивидуальной защиты.

- Помещения лабораторий должны быть оборудованы принудительной приточно-вытяжной вентиляцией (тягой) из лабораторноых шкафов.

*Требования безопасности перед началом работы

- Одеть спецодежду и подготовить индивидуальные средства защиты.

- Проверить наличие дегазирующих средств пожаротушения.

- Проверить исправность оборудования, включить вентиляцию.

- Подготовить к работе приборы и лабораторное оборудование, убедиться в их исправности.

* Требования безопасности во время работы

- Помещения лабораторий должны содержаться в чистоте и порядке.

- Для хранения проб и реактивов используется только герметично-закрывающаяся посуда.

- При переливании агрессивных жидкостей необходимо пользоваться специальными безопасными воронками с воздухоотводящими трубками.

* Требования безопасности по окончанию работы

- Выключить электронагревательные приборы и горелки.

- Закрыть водяные и газовые краны и вентили.

- Закрыть банки с реактивами, легковоспламеняющимися веществами.

- Выключить вентиляцию.

2.2 Безопасность жизнедеятельности

Вода, одновременно являющаяся дешевым теплоносителем и универсальным растворителем, может представлять угрозу для водонагревательного и парового котлов. Риски, в первую очередь, связанны с наличием в воде определенных примесей. Решение и предотвращение проблем в работе котельного оборудования невозможно без четкого понимания их причин, а так же знания современных технологий подготовки воды.

Для котловых систем характерны три группы проблем, связанных с присутствием в воде следующих примесей:

· нерастворенных механических;

· растворенных осадкообразующих;

· коррозионноактивных.

Каждый тип примесей может служить причиной выхода из строя того или иного оборудования установки, а так же вносит свой вклад в снижение эффективности и стабильности работы котла. Использование в системах воды, не прошедшей механическую фильтрацию, приводит к наиболее грубым поломкам-- выходу из строя циркуляционных насосов, уменьшению сечения, повреждению трубопроводов, запорной и регулировочной арматуры. Обычно механические примеси-- это песок и глина, присутствующие как в водопроводной так и в артезианской воде, а так же продукты коррозии трубопроводов, теплопередающих поверхностей и других металлических частей, которые находятся в постоянном контакте с агрессивной водой. Растворенные примеси могут вызывать серьезные неполадки в работе энергетического оборудования, которые обуславливаются:

· образованием накипных отложений;

· коррозией котловой системы;

· вспениванием котловой воды и уносом солей с паром.

Эта группа примесей требует особого внимания, поскольку их присутствие в воде зачастую не так очевидно, как наличие механических примесей, а последствия от их воздействия на котельное оборудование могут быть весьма печальны-- от снижения энергоэффективности системы, до полного ее разрушения.

Карбонатные отложения, вызываемые повышенной жесткостью воды-- хорошо известный результат процессов накипеобразования, протекающем даже в неизношенном оборудовании, однако далеко не единственный. Так при нагреве воды выше 130°Срезко снижается предельная растворимость сульфатов кальция, что приводит образованию особоплотной накипи гипса.

Образующиеся накипные отложения ухудшают теплопередачу теплообменных поверхностей, что приводит к перегреву стенок котла и снижению срока его службы, а так же к увеличению потери тепла.

Образование накипи является однозначным признаком использования в котловой системе воды низкого качества. В этом случае неизбежно развитие коррозии металлических поверхностей и накоплении вместе с накипными отложениями, продуктов окисления металлов.

В котловых системах могут происходить два типа коррозионных процессов: химическая и электрохимическая коррозия. Электрохимическая коррозия связанна с образованием большого количества микрогальванических пар на металлических поверхностях. В большинстве случаев коррозия возникает в неплотностях металлических швов и развальцованных концов теплообменных труб; результатом таких поражений являются кольцевые трещины. Основными стимуляторами коррозии являются растворенный кислород и углекислый газ.

Если конструкции выполнены из черного металла, отклонение от диапазона рН 9-10 приводит к развитию коррозии. В случае алюминиевых конструкций превышение рН 8,3-8,5 приводит к разрушению пассивирующей пленки и коррозии металла. Особое внимание следует обращать на поведение газов в котловых системах. С повышением температуры растворимость газов снижается -- происходит их десорбция из котловой воды. Этот процесс обуславливает высокую коррозионную активность кислорода и диоксида углерода. Кроме того, в процессе нагрева и испарения воды происходит разложение гидрокарбонатов на карбонаты и диоксид углерода, который уносится вместе с паром и обуславливает снижение рН и высокую коррозийную активность конденсата. Поэтому при выборе схемы химводоочистки и внутрикотловой обработки следует предусматривать способы нейтрализации кислорода у диоксида углерода.

Обычно в качестве источников водоснабжения котловых систем используются водопровод или артезианские скважины. Каждый тип воды имеет свои недостатки и набор типичных проблем. Первый типичной проблемой любой воды являются соли кальция и магния, обуславливающие общую жесткость. В Российской Федерации, в зависимости от региона и типа источника водоснабжения, жесткость как водопроводной, так и артезианской вод, обычно, находится в пределах 2-20мг-экв/л.Другой типичной примесью являются растворенные соли железа, содержание которых может находиться в интервале 0,3-20 мг/л. При этом в большинстве артезианских скважин концентрация растворенного железа превышает 3 мг/л.

Котловые системы по их назначению принято подразделять на водогрейные и паровые. Для каждого типа существует свой набор требований к химочищенной воде, которые также зависят от мощности котла и температурного режима. Требования к количеству воды для котловых систем устанавливаются на уровне, обеспечивающем эффективность и безопасность работы котла при минимальном риске образования отложений и коррозии. Разработку официальных требований осуществляют надзорные органы (Бсэнергонадзор), однако эти требования всегда мягче рекомендаций производителя, которые устанавливаются исходя из гарантийных обязательств. Расход подпиточной воды для котловых систем и требования к ее качеству определяют оптимальный набор водоочистительного оборудования и схему химводоочистки. Особое внимание во всех нормативных документах, касающихся качества подпиточной воды, уделяется таким показателям как: жесткость, РН, содержание кислорода и углекислоты.

2.3 Охрана окружающей среды

Охрана окружающей среды - это комплекс мероприятий по оптимизации или сохранению окружающей природной среды. Энергетика наносит ощутимый вред окружающей среде, ухудшая условия жизни людей. О влиянии ТЭЦ на окружающую среду задумывались мало, так как первоочередной задачей было получение электроэнергии и тепла. . Технология производства электрической энергии на ТЭЦ связана с большим количеством отходов, выбрасываемых в окружающую среду. Сегодня проблема влияния энергетики на природу становится особенно острой, так как загрязнение окружающей среды, атмосферы и гидросферы с каждым годом всё увеличивается. Если учесть, что масштабы энергопотребления постоянно увеличиваются, то и соответственно увеличивается отрицательное воздействие энергетики на природу. . При сжигании топлива на ТЭЦ образуются продукты сгорания, в которых содержатся: летучая зола, частички несгоревшего пылевидного топлива, серный ангидрид. В золе некоторых видов топлива присутствует мышьяк, свободный диоксид кальция, свободный диоксид кремния. Топлива для ТЭЦ не хватает, и большинство станций вынуждено работать на топливе низкого качества, при сгорании такого топлива в атмосферу вместе с дымом попадает большое количество вредных веществ, кроме того, вредные вещества попадают в почву с золой. Продукты сгорания, попадая в атмосферу, вызывают выпадение кислотных дождей и усиливают парниковый эффект, что крайне неблагоприятно сказывается на общей экологической обстановке. Ещё одна злободневная проблема, связанная с угольными ТЭЦ - золоотвалы, мало того что для их обустройства требуются значительные территории, они ещё и являются очагами скопления тяжёлых металлов и обладают повышенной радиоактивностью. Тяжёлые металлы и радиация попадают в окружающую среду, либо воздушным путём, либо с грунтовой водой. Кроме того, ТЭЦ загрязняют водоёмы, сбрасывая в них тёплую воду, в результате чего происходит цепная реакция, водоём зарастает водорослями, в нём нарушается кислородный баланс, что в свою очередь несёт угрозу жизни всем его обитателям. Тепловые электростанции с охлаждающей водой сбрасывают 4 -7 кДж теплоты, на 1 кВт/ч. вырабатываемой электроэнергии. Между тем, в соответствии с санитарными нормами сбросы тёплой воды с ТЭЦ не должны осуществляться.

Заключение

Курсовой проект выполнен по теме аналитический кантроль качества воды промышленного назначения, пояснительная записка в объеме 38 страниц, включает в себя 4 таблицы, 2 рисунка, схему исследования питательной воды 2016 года.

Согласно результатам исследования, показатели качества воды, такие как кремнекислота, нитриты, рН, нефтепродукты, солесодержание, прозрачность, медь, железо, углекислота, кислород, щелочность, жесткость соответствуют ТУ.

Как видно из вышеизложенного, использование воды, содержащей всевозможные примеси, для технологических целей без предварительной ее очистки невозможно.

Итак, для безаварийной и экономичной работы котельных установок большое значение имеет качество воды, которой питаются котлы.

Выбор схемы водоподготовки и оборудования зависят от многих параметров. Правильно обработанная вода обеспечит эффективность и долговечность оборудования. Вода производственная для питания котлов соответствует по качеству режимной карте по химическому контролю за водоподготовительной установкой и водно-химическим режимом канской ТЭЦ, что способствует ее ритмичной работе.

Список источников

1 Алов Н.В. Аналитическая химия и физико-химические методы анализа. 2 тома, том 2. М.: Издательский центр Академия. 2010.-416с.

2 Воронов Ю.В., Яковлев С.В. Водоотведение и очистка сточных вод. - М.: АСВ, 2015-345с.

3 Грошев А.П. Технический анализ. М.: Химия. 2002. - 412с.

4 Глубоков Ю.М. Аналитическая химия и физико-химические методы анализа. 2 тома, том 2. М.: Издательский центр Академия. 2010. - 352с.

015-345с

5Годовская К.И. Технический анализ. М.: Высшая школа. 1988. - 488с.

6 Голованчиков, А.Б. Биоэкологические и электрохимические процессы: Учебное пособие / Голованчиков, А.Б., Симонов, Б.В. -Волгоград: ВолгГТУ, 2014, -109с.

7 Жмур Н.С. Технологические и биохимические процессы очистки сточных вод на сооружениях с аэротенками. - М.: Акварос, 2012-185с.

8 Жуков, А.И. Методы очистки производственных сточных вод/ Жуков, А.И., Монгайт, К.Л., Родзиллер И.Л. -М.: Стройиздат, 2010 -204с.

9 Зиятдинов, Н.Н. Системный подход к повышению эффективности биологической очистки промышленных сточных вод / Зиятдинов, Н.Н. Казань, 2001, -39с.1. Форстер, К.Ф. Экологическая биотехнология: Пер. с англ. / Форстер, К.Ф. и Вейза, Д.А.; под ред. Дымшица, В.А. -Л.: Химия, 2012.-284с.

10 Колесников В.П., Вильсон Е.В. Современное развитие технологических процессов очистки сточных вод в комбинированных сооружениях./ Под ред. Гордеева-Гаврикова В.К. - Ростов-на-Дону.: Юг, 2014-347с..

Размещено на Allbest.ru

...