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670t/h锅炉炉水二氧化硅超标原因分析
发布时间：2013-05-13 07:33 来源：未知
锅炉炉水中二氧化硅严重超标时，由饱和蒸汽携带进入蒸汽系统的硅量增加，使蒸汽品质劣化。2001年5月以来，长春第二热电有限责任公司1、2号炉炉水二氧化硅严重超标，2号炉蒸汽中二氧化硅质量浓度最高可达46.0ug/L，但相应的除盐水活性硅质量浓度一直小于20.0ug/L。为分析1、2号炉炉水水质异常原因，相应地进行了生水、活性炭出口水和除盐水的全硅、活性硅、胶体硅的跟踪试验。根据试验结果分析了超标原因，并提出了相应的措施，现将这一过程介绍如下。
1、设备状况
该公司化学水处理的生水引自石头口门水库，生水经汽轮机生水加热器加热至(40±1)℃送至化学水处理系统，经机械搅拌澄清使生水凝聚、沉淀后进入重力式双阀滤池，再经活性炭过滤器除去水中有机物。一级除盐设备为阳离子浮动床、除二氧化碳器、阴离子浮动床系列。经混床深度除盐、氨化的除盐水送至凝汽器、低压除氧器，未加氨的除盐水作为发电机内冷水。2号炉在1998年8月进行定期排污程控改造，目前运行状况良好。
生物质锅炉主要燃烧木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料。
2、二氧化硅超标原因分析
2.1试验数据分析
在对汽水系统进行了全面、系统检查后，排除了凝汽器的泄漏影响；对1、2号炉定期排污系统和连续排污系统进行相应的检查，发现除2号炉连排不畅外设备系统均正常工作，通过正常的排污仍然无法使炉水硅含量下降。
6月份分别对除盐水、给水、炉水、蒸汽进行了跟踪试验，发现给水的二氧化硅严重超标。试验数据见表1，其中1号炉给水二氧化硅质量浓度最高达71.1ug/L，2号炉给水二氧化硅质量浓度最高达181.9ug/L(给水二氧化硅标准为20ug/L)。
通过表2可见，除盐水的全硅质量浓度最高达760.0 ug/L，胶体硅质量浓度最高为743.7ug/L，活性硅质量浓度最高仅为16.3ug/L。
经分析，由于该厂的生水是水库水，水质易受自然条件的影响，随季节变化幅度较大，特别是2001年枯水期较长，水质浓缩，而土壤和岩石的主要成分——铝硅酸盐在水中溶解度不大，成为悬浮物存在于水中，使生水的悬浮物和胶体杂质含量较大。另外由于该厂的非活性硅试验一直没有开展，所以在生水水质全硅分析中不能掌握胶体硅的变化情况。
2.2理论分析
通过试验确定水质异常是受生水的胶体硅影响。生水中的胶体硅以多分子聚合硅(Si02)m．(H20)x的状态或颗粒状硅(S102)x的状态存在，其颗粒直径大约为1～100um之间。由于比表面积很大，有明显的表面活性，吸附许多结构相似的分子或离子而带电。带电的胶体颗粒由于相互间存在电性斥力而具有一定的胶体稳定性，均匀地存在于水中，不易用自然沉降的方法除去。
该公司所用普通凝胶树脂的孔眼孔径平均为1～2um，因胶体颗粒的直径要大于离子交换树脂的微孔直径，很难通过离子交换将其除去。强碱性阴离子交换树脂在常温、低浓度水溶液中对常见离子的选择性次序如下：SOi-、N03、CI-、OH-、HC03、HSi03。由此可见，离子交换树脂对活性硅的选择性最弱，也就是说活性硅很难被吸附，但被置换下来却比较容易。一级化学除盐一混床系统出水活性硅质量浓度运行控制小于20ug/L，难以通过离子交换除去的胶体硅和小部分活性硅随补给水进入汽水系统。随着温度、压力、pH值升高，给水中硅化合物全部变为溶解态，也就是我们现在测到的活性硅。在锅炉水中硅化合物的存在形态主要是H2Si03及相应的NaHS103和NazS103，它们之间存在以下水解平衡：HSi03 +H20→tH2S103+OH。从锅炉出来的饱和蒸汽往往含有少量杂质，这些杂质主要是钠盐和硅酸盐等，使蒸汽受到污染。产生这种污染的原因主要有2个：一个是机械携带，另一个是蒸汽的溶解携带。饱和蒸汽对各种物质的溶解性具有选择性，其中对硅酸的溶解能力最大。进入到锅炉内的二氧化硅经蒸发，浓缩程度越来越高，因此通过溶解携带或机械携带进入蒸汽中的二氧化硅含量也相应增高，以致蒸汽二氧化硅含量超标。
综上所述，造成锅炉水二氧化硅严重超标的直接原因是受生水中胶体硅增加的影响，此胶体硅进入汽水系统后转化为溶解态硅，即活性硅，使锅炉炉水中二氧化硅严重超标。
3、降低二氧化硅的措施
a．增加设备调整试验的次数，加大凝聚剂的加药量，注意生水加热器的投入。
b．增加定期排污次数，增加连续排污门开度。
c．加强对水汽的监督，增加化验次数及试验项目。系统查定周期可以根据具体情况适当缩短，以便及时掌握生水水质情况，应严格进行生水全硅的分析。
通过投入生水加热器及对澄清池加药剂量的调整，水质于6月21日有所好转，但2号炉变化不明显，这是由于连续排污不畅通，造成连排扩容器汽水混合物回到除氧器，造成给水污染，此缺陷已在小修中得到了解决。
