Фотометрические методы определения железа в воде производственной тепловой электростанции

Содержание

Введение

Глава 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1. Роль водно-химического режима (ВХР) в обеспечении надежности работы ТЭС

1.2. Формы нахождения железа в технологических водах

1.3. Влияние процессов коррозии конструкционных материалов на загрязнение теплоносителя соединениями железа

1.4. Нормативные требования к качеству питательной, сетевой воды и конденсата по содержанию железа

1.5. Методы определения железа в воде

1.6. Физико-химические основы фотометрического метода анализа (закон Бугера-Ламберта-Бера)

Глава 2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Обоснование выбора экспериментального метода исследования

2.2. Отбор проб воды производственной

2.3. Методика выполнения анализа

2.4. Метрологическая оценка полученных результатов

Глава 3. Охрана труда и промышленная безопасность

3.1. Охрана труда и промышленная безопасность в химической лаборатории ТЭЦ

Заключение

Список использованной литературы

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

Тема: Фотометрические методы определения железа в воде производственной тепловой электростанции

Специальность: 18.02.12 Технология аналитического контроля химических соединений

ВВЕДЕНИЕ

Энергетика России является базовой отраслью народного хозяйства, обеспечивающей функционирование промышленности, коммунального хозяйства и социальной сферы. В структуре электроэнергетики тепловые электростанции занимают доминирующее положение, вырабатывая около 60% всей электроэнергии страны. Надежность и эффективность работы тепловых электростанций непосредственно зависит от качества теплоносителя, циркулирующего в теплоэнергетических системах. Загрязнение воды продуктами коррозии металлов, в первую очередь соединениями железа, приводит к отложениям на поверхностях нагрева котельного и теплообменного оборудования, снижению теплопередачи, увеличению гидравлического сопротивления, аварийным ситуациям и сокращению межремонтных периодов. Согласно статистике Министерства энергетики Российской Федерации, до 40% внеплановых остановов энергоблоков тепловых электростанций связаны с нарушениями водно-химического режима, следствием которых является превышение допустимых концентраций железа в питательной, котловой и сетевой воде.

Контроль содержания железа в технологических водах тепловых электростанций регламентируется нормативно-технической документацией, включающей ГОСТ Р 55682-2013 «Вода питательная котлов с рабочим давлением от 3,0 до 14,0 МПа», РД 34.37.527.4-93 «Методические указания по контролю водно-химического режима оборудования тепловых электростанций», а также стандартами организаций крупных энергетических компаний. Нормативные требования устанавливают предельно допустимые концентрации железа на уровне от 5 до 50 мкг/дм³ в зависимости от типа оборудования и параметров теплоносителя. Обеспечение такого уровня точности и чувствительности определения железа требует применения современных физико-химических методов аналитического контроля, среди которых фотометрические методы анализа занимают ведущее место благодаря оптимальному сочетанию чувствительности, селективности, производительности и экономической доступности.

Степень разработанности проблемы в отечественной аналитической химии является высокой. Фундаментальные исследования в области спектрофотометрического определения железа проведены в РХТУ им. Д.И. Менделеева, МГУ им. М.В.Ломоносова, ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева». Методические разработки представлены в трудах российских ученых, специализирующихся на аналитическом контроле водных сред. Практическое применение фотометрических методов в условиях химических лабораторий тепловых электростанций описано в работах специалистов ПАО «Мосэнерго», ПАО «ТГК-1», ПАО «Интер РАО». Актуальность совершенствования методик аналитического контроля железа в водах ТЭС обусловлена ужесточением нормативных требований, необходимостью обеспечения метрологической прослеживаемости результатов измерений в соответствии с Федеральным законом №102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений», а также задачами повышения надежности и продления сроков службы теплоэнергетического оборудования в условиях старения основных фондов российской энергетики.

Цель выпускной квалификационной работы: исследование фотометрических методов определения железа в воде производственной тепловой электростанции и разработка практических рекомендаций по аналитическому контролю железа в условиях химической лаборатории ТЭС.

Задачи исследования:

• изучить роль водно-химического режима в обеспечении надежности работы тепловых электростанций и влияние соединений железа на качество теплоносителя;
• исследовать формы нахождения железа в технологических водах и механизмы загрязнения теплоносителя продуктами коррозии конструкционных материалов;
• проанализировать нормативные требования к качеству питательной, сетевой воды и конденсата по содержанию железа;
• изучить физико-химические основы фотометрического метода анализа и закон Бугера-Ламберта-Бера;
• провести экспериментальное определение железа в пробах производственной воды ТЭС с применением фотометрических методик;
• выполнить метрологическую оценку полученных результатов измерений в соответствии с требованиями ГОСТ Р ИСО 5725.

Объект исследования: производственная вода тепловой электростанции (питательная вода, сетевая вода, конденсат).

Предмет исследования: фотометрические методы определения железа в водах теплоэнергетических систем.

Методологическая база исследования включает теоретические основы аналитической химии и спектрофотометрии, нормативно-технические документы по водно-химическому режиму тепловых электростанций (ГОСТ Р 55682-2013, РД 34.37.527.4-93), аттестованные методики выполнения измерений массовой концентрации железа в водах (ПНД Ф 14.1:2:4.50-96, РД 52.24.366-2012), требования ГОСТ Р ИСО 5725-1-2002 к оценке точности аналитических методов, а также экспериментальные методы фотометрического анализа с применением сертифицированного лабораторного оборудования.

Научная новизна работы заключается в систематизации данных о применимости различных фотометрических методик для определения железа в условиях конкретной химической лаборатории ТЭС с учетом специфики состава анализируемых проб, требований производительности анализа и метрологических характеристик методик.

Теоретическая значимость состоит в обобщении современных представлений о формах нахождения железа в технологических водах теплоэнергетических систем, механизмах коррозионных процессов и физико-химических основах фотометрических методов определения железа.

Практическая значимость определяется разработкой рекомендаций по выбору оптимальной методики фотометрического определения железа в водах ТЭС, обеспечивающей требуемую чувствительность, воспроизводимость результатов и производительность анализа в условиях производственной химической лаборатории.

Структура выпускной квалификационной работы: работа состоит из введения, трех глав, заключения

…