МУ 34-70-114-85

     

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО
ПРИМЕНЕНИЮ КОНДУКТОМЕТРИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ
ДЛЯ ВЕДЕНИЯ ВОДНОГО РЕЖИМА ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

     

Срок действия установлен с 01.01.86 г.
до 01.01.96 г.*
__________________
* О дате окончания действия см. ярлык "Примечания". -
Примечание изготовителя базы данных.

РАЗРАБОТАНО Московским головным предприятием Производственного объединения по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей "Союзтехэнерго", Тулэнерго

Исполнители Б.С.Рогацкин, А.В.Отченашенко (Тулэнерго); В.Ф.Гвоздев, В.П.Серебряков, В.Ф.Батенко, Н.И.Буркотова, О.М.Поповкина, Г.А.Глазкова (Союзтехэнерго)

УТВЕРЖДЕНО Главным техническим управлением по эксплуатации энергосистем 23.08.85 г.

Заместитель начальника Д.Я.Шамараков

Действие настоящих Методических указаний распространяется на методы измерения удельной электрической проводимости вод различного состава кондуктометрами разных типов. В Методических указаниях рассматриваются техника измерения электрической проводимости и правила обработки результатов в целях установления качества контролируемой пробы при оперативном и исследовательском контроле водно-химического режима и водоподготовки, порядок обслуживания, проверки и поверки кондуктометров.

Особое внимание в Методических указаниях уделено контролю маломинерализованных вод: конденсата пара, турбинных, бойлерных и возвратных, питательной воды прямоточных котлов, обессоленной воды и обессоленного конденсата, объединенных общим условным названием ''чистые воды". Для таких вод кондуктометрия является наиболее простым и надежным методом контроля.

Методические указания предназначены для персонала химических цехов, а также могут быть использованы цехами тепловой автоматики электростанций и соответствующими службами районных энергетических управлений, работниками проектных, научно-исследовательских и наладочных организаций, осуществляющих проектирование систем химического контроля, исследования, наладку и управление водно-химическими режимами теплосилового оборудования, подготовку специалистов для указанных отраслей энергетики.

Методические указания являются дополнением к разд.4, 5 ''Пособия для изучения Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей" (М.: Энергия, 1980) и "Типовой инструкции по объему химического контроля водного режима электростанций" (М.: СЦНТИ ОРГРЭС, 1970).

1. ОСНОВЫ КОНДУКТОМЕТРИИ

     
1.1. Электрическая проводимость водных растворов электролитов

Способность раствора проводить электрический ток характеризуется его удельной электрической проводимостью (УЭП), которая пропорциональна в основном количеству находящихся в нем ионов и, следовательно, концентрации и степени диссоциации растворенных веществ. Электрическая проводимость зависит от природы ионов (их подвижности) и температуры раствора.

Зависимость между УЭП раствора, помещенного между электродами кондуктометрической ячейки, и его сопротивлением характеризуется формулой

См/м,                                             (1)

где - удельная электрическая проводимость, См/см;

- сопротивление раствора, Ом;

- электрическая постоянная ячейки (константа), см.

В зависимости от значения электрического сопротивления УЭП выражается также в микросименсах на сантиметр или в миллисименсах на метр.

Постоянная ячейки зависит от ее геометрических размеров (площади и формы электродов и расстояния между ними), а также других факторов и имеет размерность в сантиметрах или метрах. Значение постоянной приводится в паспорте кондуктометра.

Качество воды в системах охлаждения генераторов характеризуется удельным сопротивлением (Ом·см). Эта величина обратна УЭП:

.

Соотношения между УЭП монорастворов веществ, наиболее часто присутствующих в водах электростанций, и их концентрациями приведены на рис.1-6 для температуры 25 °С, которая принята стандартной при кондуктометрических и потенциометрических измерениях. Удельная электрическая проводимость веществ, не указанных на рис.1-6, может быть рассчитана в тех же диапазонах концентраций (0,001-0,1 моль/л) по формуле (2)* и табл.1*.

_________________

* Краткий справочник физико-химических величин. 8-е изд. Л.: Химия, 1983.

Рис.1. Удельная электрическая проводимость водных растворов электролитов в диапазоне 0-160 мкг/кг

Рис.2. Удельная электрическая проводимость водных растворов электролитов в диапазоне 0-1,6 мг/кг

Рис.3. Удельная электрическая проводимость водных растворов электролитов в диапазоне 0-16 мг/кг

Рис.4. Удельная электрическая проводимость водных растворов электролитов в диапазоне 0-160 мг/кг

Рис.5. Удельная электрическая проводимость водных растворов электролитов в диапазоне 0-1600 мг/кг

Рис.6. Удельная электрическая проводимость водных растворов электролитов в диапазоне 0-16 г/кг

     

Таблица 1

     
Предельная эквивалентная электрическая проводимость и коэффициенты ,

     

мкСм/см,                             (2)

где - концентрация раствора, моль/л;

- предельная эквивалентная электрическая проводимость при 25 °С (табл.1), Ом·см/(г-экв);

, - коэффициенты.

По характеру изменения электрической проводимости водных растворов вещества можно разделить на три основные группы:

1.1.1. Сильные кислоты и основания. Благодаря высокой подвижности ионов водорода или гидроксила растворы сильных кислот и щелочей хорошо проводят электрический ток. Соотношение между УЭП (мкСм/см) и концентрацией (мг/кг, в диапазоне концентраций до нескольких процентов) у соляной кислоты достигает 10, у едкого натра - 5. Поскольку сильные кислоты и основания при небольших концентрациях полностью диссоциированы, зависимости между их электрической проводимостью и концентрацией близки к прямым.

1.1.2. Соли сильных кислот и оснований. Подвижности ионов солей сравнительно мало различаются между собой, поэтому отношение УЭП к концентрации у этой группы веществ изменяется в относительно узких пределах - от 1,5 до 2,5. Для приближенных оценок можно принять, что солесодержание таких растворов, выраженное в мг/кг, примерно в два раза меньше их электрической проводимости в мкСм/см. При высокой степени диссоциации зависимость между электрической проводимостью и концентрацией у этой группы веществ (в диапазоне концентраций до нескольких процентов) также близка к прямой. Эти особенности позволяют выражать солесодержание растворов нескольких веществ в условной концентрации какой-либо одной соли (NaCl). Шкалы некоторых кондуктомеров градуируются в единицах условного солесодержания, такие приборы называются солемерами.

1.1.3. Слабые кислоты, основания и их соли. Вследствие существенного изменения степени диссоциации этой группы веществ УЭП таких растворов изменяется нелинейно. При значительном разбавлении (в чистых водах) слабые кислоты и основания, такие как углекислота и аммиак, полностью диссоциированы и электрическая проводимость их растворов близка к УЭП сильных кислот и оснований. По мере увеличения концентрации степень диссоциации этих веществ быстро снижается, соответственно уменьшается приращение их электрической проводимости.

Содержащиеся в воде недиссоциированные соединения, коллоидные и взвешенные вещества практически не оказывают заметного влияния на УЭП водных растворов. Концентрацию таких примесей нельзя измерить кондуктометрическим методом. К этой группе веществ относятся кремнекислота и многие органические соединения.

Подобно жесткости, щелочности, рН удельная электрическая проводимость является групповым показателем и характеризует содержание в воде ионов всех растворенных веществ. Непосредственно измерить концентрацию вещества по УЭП его раствора можно только в его монорастворах. Для определения методом кондуктометрии концентрации в многокомпонентном растворе какой-либо одной группы соединений используются специальные приемы подготовки пробы или специализированные системы измерения, рассматриваемые в разд.2.

Показатель УЭП может быть использован для проверки или упрощения полных анализов многокомпонентных растворов. Эта возможность основана на свойстве аддитивности - независимости одна от другой электрических проводимостей отдельных веществ в растворах невысокой концентрации (до нескольких г/кг). Согласно этому свойству УЭП раствора равна сумме электрических проводимостей содержащихся в нем веществ. Если, например, в химически очищенной или в котловой воде содержатся гидраты, карбонаты, хлориды, сульфаты, фосфаты, то сумма электрических проводимостей натриевых солей этих анионов, найденная из рис.1-6, должна быть равна измеренной при 25 °С электрической проводимости анализируемой пробы.

1.2. Влияние температуры на электрическую проводимость растворов

При увеличении температуры раствора возрастает подвижность ионов и снижается вязкость растворителя, что приводит к повышению УЭП раствора. Зависимость УЭП от температуры имеет вид

,                                          (3)

где и - электрическая проводимость при температуре и 25 °С;

- температурный коэффициент электрической проводимости растворенного вещества, приведенный в табл.2.