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    鍋爐爐水中二氧化硅嚴(yán)重超標(biāo)時(shí)，由飽和蒸汽攜帶進(jìn)入蒸汽系統(tǒng)的硅量增加，使蒸汽品質(zhì)劣化。2001年5月以來，長春第二熱電有限責(zé)任公司1、2號爐爐水二氧化硅嚴(yán)重超標(biāo)，2號爐蒸汽中二氧化硅質(zhì)量濃度最高可達(dá)46.0ug/L，但相應(yīng)的除鹽水活性硅質(zhì)量濃度一直小于20.0ug/L。為分析1、2號爐爐水水質(zhì)異常原因，相應(yīng)地進(jìn)行了生水、活性炭出口水和除鹽水的全硅、活性硅、膠體硅的跟蹤試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析了超標(biāo)原因，并提出了相應(yīng)的措施，現(xiàn)將這一過程介紹如下。
1、設(shè)備狀況
    該公司化學(xué)水處理的生水引自石頭口門水庫，生水經(jīng)汽輪機(jī)生水加熱器加熱至(40±1)℃送至化學(xué)水處理系統(tǒng)，經(jīng)機(jī)械攪拌澄清使生水凝聚、沉淀后進(jìn)入重力式雙閥濾池，再經(jīng)活性炭過濾器除去水中有機(jī)物。一級除鹽設(shè)備為陽離子浮動床、除二氧化碳器、陰離子浮動床系列。經(jīng)混床深度除鹽、氨化的除鹽水送至凝汽器、低壓除氧器，未加氨的除鹽水作為發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水。2號爐在1998年8月進(jìn)行定期排污程控改造，目前運(yùn)行狀況良好。
    生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
2、二氧化硅超標(biāo)原因分析
2.1試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
    在對汽水系統(tǒng)進(jìn)行了全面、系統(tǒng)檢查后，排除了凝汽器的泄漏影響；對1、2號爐定期排污系統(tǒng)和連續(xù)排污系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的檢查，發(fā)現(xiàn)除2號爐連排不暢外設(shè)備系統(tǒng)均正常工作，通過正常的排污仍然無法使?fàn)t水硅含量下降。
    6月份分別對除鹽水、給水、爐水、蒸汽進(jìn)行了跟蹤試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)給水的二氧化硅嚴(yán)重超標(biāo)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1，其中1號爐給水二氧化硅質(zhì)量濃度最高達(dá)71.1ug/L，2號爐給水二氧化硅質(zhì)量濃度最高達(dá)181.9ug/L(給水二氧化硅標(biāo)準(zhǔn)為20ug/L)。
    通過表2可見，除鹽水的全硅質(zhì)量濃度最高達(dá)760.0 ug/L，膠體硅質(zhì)量濃度最高為743.7ug/L，活性硅質(zhì)量濃度最高僅為16.3ug/L。
    經(jīng)分析，由于該廠的生水是水庫水，水質(zhì)易受自然條件的影響，隨季節(jié)變化幅度較大，特別是2001年枯水期較長，水質(zhì)濃縮，而土壤和巖石的主要成分——鋁硅酸鹽在水中溶解度不大，成為懸浮物存在于水中，使生水的懸浮物和膠體雜質(zhì)含量較大。另外由于該廠的非活性硅試驗(yàn)一直沒有開展，所以在生水水質(zhì)全硅分析中不能掌握膠體硅的變化情況。
2.2理論分析
    通過試驗(yàn)確定水質(zhì)異常是受生水的膠體硅影響。生水中的膠體硅以多分子聚合硅(Si02)m．(H20)x的狀態(tài)或顆粒狀硅(S102)x的狀態(tài)存在，其顆粒直徑大約為1～100um之間。由于比表面積很大，有明顯的表面活性，吸附許多結(jié)構(gòu)相似的分子或離子而帶電。帶電的膠體顆粒由于相互間存在電性斥力而具有一定的膠體穩(wěn)定性，均勻地存在于水中，不易用自然沉降的方法除去。
    該公司所用普通凝膠樹脂的孔眼孔徑平均為1～2um，因膠體顆粒的直徑要大于離子交換樹脂的微孔直徑，很難通過離子交換將其除去。強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂在常溫、低濃度水溶液中對常見離子的選擇性次序如下：SOi-、N03、CI-、OH-、HC03、HSi03。由此可見，離子交換樹脂對活性硅的選擇性最弱，也就是說活性硅很難被吸附，但被置換下來卻比較容易。一級化學(xué)除鹽一混床系統(tǒng)出水活性硅質(zhì)量濃度運(yùn)行控制小于20ug/L，難以通過離子交換除去的膠體硅和小部分活性硅隨補(bǔ)給水進(jìn)入汽水系統(tǒng)。隨著溫度、壓力、pH值升高，給水中硅化合物全部變?yōu)槿芙鈶B(tài)，也就是我們現(xiàn)在測到的活性硅。在鍋爐水中硅化合物的存在形態(tài)主要是H2Si03及相應(yīng)的NaHS103和NazS103，它們之間存在以下水解平衡：HSi03 +H20→tH2S103+OH。從鍋爐出來的飽和蒸汽往往含有少量雜質(zhì)，這些雜質(zhì)主要是鈉鹽和硅酸鹽等，使蒸汽受到污染。產(chǎn)生這種污染的原因主要有2個(gè)：一個(gè)是機(jī)械攜帶，另一個(gè)是蒸汽的溶解攜帶。飽和蒸汽對各種物質(zhì)的溶解性具有選擇性，其中對硅酸的溶解能力最大。進(jìn)入到鍋爐內(nèi)的二氧化硅經(jīng)蒸發(fā)，濃縮程度越來越高，因此通過溶解攜帶或機(jī)械攜帶進(jìn)入蒸汽中的二氧化硅含量也相應(yīng)增高，以致蒸汽二氧化硅含量超標(biāo)。
    綜上所述，造成鍋爐水二氧化硅嚴(yán)重超標(biāo)的直接原因是受生水中膠體硅增加的影響，此膠體硅進(jìn)入汽水系統(tǒng)后轉(zhuǎn)化為溶解態(tài)硅，即活性硅，使鍋爐爐水中二氧化硅嚴(yán)重超標(biāo)。
3、降低二氧化硅的措施
    a．增加設(shè)備調(diào)整試驗(yàn)的次數(shù)，加大凝聚劑的加藥量，注意生水加熱器的投入。
    b．增加定期排污次數(shù)，增加連續(xù)排污門開度。
    c．加強(qiáng)對水汽的監(jiān)督，增加化驗(yàn)次數(shù)及試驗(yàn)項(xiàng)目。系統(tǒng)查定周期可以根據(jù)具體情況適當(dāng)縮短，以便及時(shí)掌握生水水質(zhì)情況，應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行生水全硅的分析。
    通過投入生水加熱器及對澄清池加藥劑量的調(diào)整，水質(zhì)于6月21日有所好轉(zhuǎn)，但2號爐變化不明顯，這是由于連續(xù)排污不暢通，造成連排擴(kuò)容器汽水混合物回到除氧器，造成給水污染，此缺陷已在小修中得到了解決。