1 试验目的

循环冷却水系统在运行过程中，由于水分蒸发、风吹损失等使循环水浓缩倍率不断升高，循环水浓缩倍率是衡量水质控制优劣的重要指标，因此浓缩倍率的准确测定对于电厂的安全生产十分重要。内蒙古京宁热电有限责任公司（以下简称京宁热电）循环水浓缩倍率采用沉淀滴定法进行测定，在测定过程中，由于试剂以及药品用量的不同会使试验数据产生误差。若测定的浓缩倍率结果偏低，将导致导电度超标，水中的杂质形成水垢附着在管路和主机的冷凝器及散热片上，影响热交换效果；若测定的浓缩倍率结果偏高，会增加循环水的换水量和排污量，造成生产用水浪费，并且使得所加药剂的作用没有得到最大发挥。本文在一定的条件下，对循环水浓缩倍率的影响因素进行试验分析，确定各因素对试验结果的影响大小，从而规范试验流程，确保试验数据更为准确。

2 试验方法 2.1 试验条件

京宁热电采用沉淀滴定法测定循环水的浓缩倍率，发生沉淀滴定化学反应应具备的试验条件如下：

（1）沉淀的溶解度必须很小，反应能够定量地进行；

（2）反应速度快，不易形成过饱和溶液；

（3）有确定终点的方法；

（4）沉淀的共沉淀现象不影响滴定结果。

由于以上条件的限制，所以能用于沉淀滴定法的反应不多，现在较广泛采用的方法为难溶性银盐反应。

2.2 试验原理

在含有氯离子的水溶液中，预先加入铬酸钾，再加入硝酸银，由于AgCl的溶解度比Ag₂CrO₄小，因此先生成白色的AgCl沉淀，再生成红色的Ag₂CrO₄沉淀，且以出现红色沉淀为反应终点，进而根据消耗硝酸银的量计算溶液中氯离子的质量浓度。其化学反应方程式如下：

2.3 试验步骤

该试验方法适用于氯化物质量浓度为5~100 mg/L的水样。试验步骤具体如下。

（1）取100 mL水样于锥形瓶中，滴入2滴酚酞试剂，若水样呈紫红色，则用0.1 mol/L硫酸中和至无色；若水样呈无色，则加入氢氧化钠溶液滴定至溶液呈微红色，再用0.1 mol/L硫酸滴定至无色。

（2）加入1 mL10%铬酸钾指示剂。

（3）采用质量浓度为1 mg/mL的硝酸银滴定至橙色，记录AgNO₃的消耗体积a。

（4）以同样的方法做空白试验，记录AgNO₃的消耗体积b。

（5）再以同样方法测得生水的氯离子质量浓度，记录AgNO₃的消耗体积c。

（6）计算氯离子质量浓度和循环水的浓缩倍率，计算公式如下：

3 试验结果分析 3.1 指示剂加入量对浓缩倍率的影响

保持其他条件不变，在100 mL水样中分别加入1 mL、3 mL、5 mL、7 mL、9 mL铬酸钾指示剂，水样浓缩倍率见表 1，水样浓缩倍率变化曲线如图 1所示。

在试验中，反应终点出现的早晚与溶液中CrO₄^2-的质量浓度有关。当CrO₄^2-质量浓度较高时，会导致终点提前出现，使分析结果偏低；当CrO₄^2-质量浓度较低时，会导致终点推迟，使分析结果偏高。从表 1、图 1数据可以看出，由于实际试验时指示剂用量不会出现太大误差，因此指示剂对于试验结果的影响可以忽略不计。

3.2 酸碱加入量对浓缩倍率的影响

在100 mL水样中分别加入3 mL、5 mL、7 mL H₃SO（4 0.1 mol/L），保持其他条件不变，不经过中和直接进行滴定。再在100 mL水样中分别加3 mL、5 mL、7 mL NaOH（0.1 mol/L）进行滴定。为了直观反映酸价对于浓缩倍率的影响，把碱的加入量记为负值，方便观察。不同酸碱加入量下水样浓缩倍率见表 2，水样浓缩倍率变化曲线如图 2所示。由表 2、图 2可知，溶液中酸碱浓度对于浓缩倍率有一定的影响，这是由于H₃CrO₄为一种弱酸，生成的Ag₂CrO₄沉淀易溶于酸，其反应方程式为：

此时由于生成的红色Ag₂CrO₄沉淀分解为Ag⁺和HCrO₄^-，使得终点产生的红色沉淀减少，从而使滴定终点推后，造成结果偏大；但当溶液的碱性太强时，会析出Ag₂O沉淀，使结果偏小，因此滴定不能在酸性或碱性溶液下进行，应先使用酸碱使其中和为中性溶液后再进行滴定^[1-3]。

3.3 其他因素的影响 3.3.1 环境温度

环境温度越高，水塔蒸发量越大，水中离子的浓缩程度就越大。为防止铜管结垢应当在夏季时增大补水量，使浓缩倍率维持在合格范围内。

3.3.2 循环水的排污量和排污方式

循环水的排污量和排污方式也会对循环水的浓缩倍率有所影响，因此应当综合考虑浓缩倍率和水塔水位来确定排污量，使水质达到合格^[4]。

4 结论及建议 4.1 结论

由上述试验可知，在测定循环水浓缩倍率的过程中，指示剂加入量对浓缩倍率的影响较小，可以忽略不计；酸碱加入量对浓缩倍率有一定的影响，应当对溶液的酸碱度进行中和再进行滴定，在夏季水分蒸发量大的情况下要适当加大循环水补水量。

4.2 建议

（1）随着时间、温度、碱度等变化，生水氯根值会发生改变，应以每天白班测定的生水氯根值为基准进行计算，使结果更为准确；

（2）除了上述影响因素外，试验仪器也会对试验结果有所影响，应定期（每3个月或半年）更换滴定管，以消除试验仪器引起的误差^[5]；

（3）在试验台表面加装白色底，确保试验终点判断更为准确；

（4）在试验室安装照明灯，避免因照明关系影响终点颜色判断。