Для электрометрического определения могут использоваться различные кондуктометрические солемеры, выпускаемые промышленностью, например: лабораторный кондуктометр ЛК-563 с диапазоном измерений от 0 до 1000 мкСм/см (0-5000 мг/кг), разработанный НПО "Аналитприбор" (г. Тбилиси), переносный кондуктометр ПК-67 с диапазоном измерений от 0 до 10 и от 5 до 500 мкСм/см (от 0 до 5 и от 2,5 до 250 мг/кг), разработанный Центральной лабораторией и экспериментальными мастерскими (ЦЛЭМ) Тулэнерго, а также солемеры Ленинаканского опытного завода аналитических приборов.
Наиболее дешевым, доступным и универсальным является лабораторный солемер конструкции Центрэнергочермета с использованием в качестве измерительного прибора переносного мегомметра типа М-1101М, М-110 2/1, МС-05 или мегомметра с питанием от электросети, например типа М503М. Возможный вариант исполнения первичного преобразователя (датчика) солемера представлен на чертеже.
Он состоит из панели, выполненной из органического стекла, эбонита или дерева, на которой укреплены: стеклянная трубка датчика, воронка для ввода пробы, две головки из органического стекла, термометр, стеклянные трубки для подвода и отвода пробы, шкала подвижного электрода. Элементы датчика соединяются резиновой трубкой и резиновыми пробками. Электроды солемера изготовлены из нихромовой проволоки диаметром 0,5-1,0 мм. Электроды вставлены в оба конца стеклянной трубки датчика и при помощи небольших (~ 1 м) обрезков провода в резиновой или хлорвиниловой изоляции присоединяются к клеммам мегомметра. Концы электродов загибают в виде спирали, плоскость которой перпендикулярна оси датчика.
Для датчика солемера питательной воды и пара может быть использована химическая пипетка емкостью 25 мл с внутренним диаметром примерно 12 мм.
Расстояние между электродами солемера зависит от температуры, при которой производят измерения и должно соответствовать величинам, представленным в табл. 4.
1 - панель 100 х 350 мм; 2 - пробка резиновая; 3,14 г головки из оргстекла верхняя и нижняя; 4 - болт М5; 5 - шкала длины подвижного электрода; 6 - трубки резиновые; 7 - колено; 8 - термометр ртутный; 9, 15 - подвижный и неподвижный электроды из нихромовой проволоки d = 0,5-1,0 мм; 10 - воронка; 11 - скоба; 12 - стеклянная трубка датчика; 13 - подводящая стеклянная трубка; 16 - зажим пружинный; 17 - вход пробы; 18 - выход пробы
Черт.
Таблица 4.
|
Температура, °С |
18 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
|
Расстояние между электродами, L, мм |
86 |
90 |
100 |
110 |
120 |
129 |
140 |
149 |
Солемер с мегомметром предварительно градуируют, то есть определяют, какому солесодержанию в мг/кг соответствует показание по шкале мегомметра в мегаомах.
Для котловой воды следует использовать стеклянную трубку с меньшим диаметром, равным 4 мм. Общая длина трубки - 200-250 мм.
Солемер для определения солесодержания конденсата пара градуируют расчетным путем, а для определения солесодержания питательной и котловой воды - по стандартным растворам воды данного состава, сухой остаток которой определен весовым методом.
Периодически (не реже одного раза в месяц) градуировку солемера проверяют по сухим остаткам, определенным весовым методом.
5.3. Градуировку солемера для конденсата пара производят расчетным путем. Солесодержание пробы в расчете на NaCl вычисляют по формуле:
,
где SNaCl - солесодержание в расчете на NaCl, мг/кг;
L - расстояние между электродами, см;
R - сопротивление, измеренное мегоомметром, МОм;
f - площадь токопроводящего сечения подвижного преобразователя (датчика) солемера;
χNaCl - удельная электрическая проводимость раствора, содержащего 1 мг/кг NaCl, при определенной температуре.
Значение χNaCl при различных температурах приведены в табл. 5.
Таблица 5
|
Температура, °С |
18 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
|
мкСм/см |
1,85 |
1,94 |
2,15 |
2,36 |
2,57 |
2,78 |
3,0 |
3,21 |
Для датчика с расстоянием между электродами L = 10 см (соответствующим согласно табл. 4 температуре 25 °C), диаметром токопроводящего сечения d = 12 мм и площадью f = 1,13 см2 расчетная формула может быть упрощена:
;
Числитель формулы в зависимости от температуры имеет значения, приведенные в табл. 6.
Таблица 6
|
Температура, °С |
18 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
|
Значение числителя |
4,78 |
4,56 |
4,12 |
3,75 |
3,44 |
3,18 |
2,95 |
2,76 |
По результатам расчетов строят градуировочные кривые для различных температур.
Солесодержание откладывают по оси ординат, а сопротивление в мегаомах - по оси абсцисс.
Вместо градуировочных кривых можно пользоваться универсальной таблицей* (табл. 7). При пользовании табл. 7 следует учитывать возможность переноса запятой с учетом обратной пропорциональности между S и R, а также необходимость выполнения указанного в примечании к этой таблице требования по выдерживанию расстояния между электродами в датчике.
* Используется таблица, разработанная Укрэнергочерметом
5.4. Градуировку солемера для котловой воды производят по стандартным растворам, приготовленным из котловой воды с максимальным солесодержанием.
Котловую воду отбирают из котла, когда солесодержание ее наиболее высокое (по хлоридам или щелочности). Объем исходной воды должен быть от 5 до 8 л. Для увеличения солесодержания котловой воды при необходимости ее дополнительно упаривают в лаборатории.
В исходной пробе котловой воды определяют сухой остаток, щелочность по фенолфталеину и метилоранжу.
Из исходной котловой воды с известным сухим остатком готовят контрольные растворы путем соответствующего разбавления ее чистым конденсатом. Контрольные растворы готовят с сухим остатком 500, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000 мг/кг в зависимости от желаемого диапазона измерений. Пробы котловой воды перед заливкой их в датчик должны быть нейтрализованы по фенолфталеину 0,5 %-ным раствором соляной кислоты.
По результатам градуировки строят график, где по оси ординат откладывают солесодержание, а по оси абсцисс - показания мегомметра.
Таблица 7
Таблица солесодержания конденсата пара к солемеру с мегомметром типа М-1101 с дегазацией проб путем упаривания
|
Показания мегомметра, R МОм |
Температура пробы в пределах, °С |
||||||||||
|
18-20 |
21-23 |
24-26 |
27-29 |
30-32 |
33-35 |
36-38 |
39-41 |
42-44 |
45-47 |
48-50 |
|
|
Солесодержание конденсата |
|||||||||||
|
2,0 |
2,6 |
2,5 |
2,3 |
2,2 |
2,1 |
2,0 |
1,9 |
1,8 |
1,7 |
1,6 |
1,5 |
|
2,25 |
2,3 |
2,2 |
2,1 |
1,9 |
1,8 |
1,7 |
1,6 |
1,6 |
1,5 |
1,4 |
1,4 |
|
2,5 |
2,1 |
2,0 |
1,9 |
1,7 |
1,6 |
1,6 |
1,5 |
1,4 |
1,3 |
1,3 |
1,2 |
|
2,75 |
1,9 |
1,8 |
1,7 |
1,6 |
1,5 |
1,4 |
1,3 |
1,3 |
1,2 |
1,2 |
1,1 |
|
3,0 |
1,7 |
1,6 |
1,5 |
1,4 |
1,3 |
1,2 |
1,2 |
1,1 |
1,1 |
1,1 |
1,0 |
|
3,25 |
1,6 |
1,5 |
1,4 |
1,3 |
1,3 |
1,2 |
1,1 |
1,1 |
1,0 |
0,96 |
0,92 |
|
3,5 |
1,5 |
1,4 |
1,3 |
1,2 |
1,2 |
1,1 |
1,0 |
1,0 |
0,91 |
0,90 |
0,86 |
|
3,75 |
1,4 |
1,3 |
1,2 |
1,2 |
1,1 |
1,0 |
0,98 |
0,93 |
0,88 |
0,84 |
0,80 |
|
4,0 |
1,3 |
1,2 |
1,2 |
1,1 |
1,0 |
0,97 |
0,91 |
0,87 |
0,82 |
0,78 |
0,75 |
|
4,25 |
1,2 |
1,2 |
1,1 |
1,0 |
0,96 |
0,91 |
0,86 |
0,82 |
0,78 |
0,74 |
0,70 |
|
4,5 |
1,2 |
1,1 |
1,0 |
0,96 |
0,91 |
0,86 |
0,81 |
0,77 |
0,73 |
0,70 |
0,66 |
|
4,75 |
1,1 |
1,0 |
0,97 |
0,91 |
0,86 |
0,81 |
0,77 |
0,73 |
0,69 |
0,66 |
0,63 |
|
5,0 |
1,0 |
0,98 |
0,97 |
0,87 |
0,82 |
0,77 |
0,73 |
0,69 |
0,66 |
0,62 |
0,59 |
|
5,5 |
0,95 |
0,89 |
0,84 |
0,79 |
0,74 |
0,70 |
0,66 |
0,63 |
0,60 |
0,57 |
0,54 |
|
6,0 |
0,87 |
0,82 |
0,77 |
0,72 |
0,68 |
0,64 |
0,61 |
0,58 |
0,55 |
0,62 |
0,49 |
|
7,0 |
0,75 |
0,70 |
0,66 |
0,62 |
0,58 |
0,55 |
0,52 |
0,49 |
0,47 |
0,44 |
0,42 |
|
7,5 |
0,70 |
0,65 |
0,61 |
0,58 |
0,54 |
0,51 |
0,48 |
0,46 |
0,43 |
0,42 |
0,39 |
|
8,0 |
0,65 |
0,61 |
0,58 |
0,54 |
0,51 |
0,48 |
0,45 |
0,43 |
0,41 |
0,39 |
0,35 |
|
8,5 |
0,61 |
0,58 |
0,54 |
0,51 |
0,48 |
0,45 |
0,43 |
0,40 |
0,38 |
0,36 |
0,34 |
|
9,0 |
0,58 |
0,54 |
0,51 |
0,48 |
0,45 |
0,42 |
0,40 |
0,38 |
0,36 |
0,34 |
0,32 |
|
9,5 |
0,55 |
0,51 |
0,48 |
0,45 |
0,43 |
0,40 |
0,38 |
0,36 |
0,34 |
0,32 |
0,30 |
|
10 |
0,52 |
0,49 |
0,46 |
0,43 |
0,40 |
0,38 |
0,36 |
0,34 |
0,32 |
0,31 |
0,29 |
|
11 |
0,47 |
0,44 |
0,42 |
0,39 |
0,37 |
0,35 |
0,33 |
0,31 |
0,29 |
0,28 |
0,26 |
|
12 |
0,43 |
0,40 |
0,38 |
0,36 |
0,34 |
0,32 |
0,30 |
0,28 |
0,27 |
0,26 |
0,24 |
|
13 |
0,40 |
0,37 |
0,35 |
0,33 |
0,31 |
0,29 |
0,27 |
0,26 |
0,25 |
0,24 |
0,22 |
|
14 |
0,37 |
0,35 |
0,32 |
0,30 |
0,28 |
0,27 |
0,25 |
0,24 |
0,23 |
0,21 |
0,20 |
|
15 |
0,34 |
0,32 |
0,30 |
0,28 |
0,27 |
0,25 |
0,24 |
0,22 |
0,21 |
0,20 |
0,19 |
|
16 |
0,32 |
0,30 |
0,28 |
0,27 |
0,25 |
0,24 |
0,22 |
0,21 |
0,20 |
0,18 |
0,17 |
|
17 |
0,30 |
0,28 |
0,27 |
0,25 |
0,23 |
0,22 |
0,21 |
0,20 |
0,19 |
0,17 |
0,16 |
|
18 |
0,29 |
0,27 |
0,25 |
0,23 |
0,22 |
0,21 |
0,20 |
0,19 |
0,18 |
0,16 |
0,15 |
|
19 |
0,27 |
0,25 |
0,24 |
0,22 |
0,21 |
0,20 |
0,19 |
0,18 |
0,17 |
0,15 |
0,14 |
|
20 |
0,26 |
0,24 |
0,23 |
0,21 |
0,20 |
0,19 |
0,18 |
0,17 |
0,16 |
0,15 |
0,14 |
Примечание. Расстояние между электродами в датчике, см должно быть установлено по соотношению L = 10f, где f - площадь токопроводящего сечения датчика, см2. Кратность упаривания пробы конденсата пара должна быть в пределах от 3 до 5, оптимально - 4 и должна учитываться при определении фактического солесодержания пробы.
Сопротивление датчика следует определять при одной и той же температуре контрольных растворов t = 25 °C.
Допускается использовать ручную компенсацию температуры путем изменения расстояния L между электродами в соответствии с рекомендациями табл. 4.
5.5. Градуировку солемера для питательной воды производят по стандартным растворам, приготовленным из исходной химически очищенной воды с известным солесодержанием, определенным весовым методом.
Стандартные растворы готовят с солесодержанием 30, 50, 70, 100, 150, 200, 250, 300 мг/кг в зависимости от необходимого диапазона измерения солесодержания.
