某厂水汽二氧化硅超标原因分析及处理措施 送甘肃电力

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1、某厂水汽二氧化硅超标原因分析及处理措施张鹏鸿 陈天江作者单位：靖远第二发电有限责任公司，邮编；730919Cause Analysis and Treatment Measures about the Excessive Silicon DioxideWhich Present in the Water Vapor of the Boiler in a Power PlantZhang Peng-hong Chen Tian-JiangAdd：Jingyuan Second Power CO LTD 730919ABSTRACT: In this paper, by the investiga

2、tion of excessive moisture content of silica dioxide, we found the colloidal silicon content of the Yellow River water is larger in the dry season, if not taken measures to improve the raw water temperature and coagulation treatment effect approach, the colloidal silica in the raw water will enter i

3、nto the heat system with the demineralized water, part of the colloidal silica decomposed and transformed into active silicon at high temperature and pressure conditions, which results the excessive active silicon in the water vapor. In this paper, based on the results of the analysis of the all sil

4、icon and active silicon in the water vapor, we think that the thermal decomposition of colloidal silica is the main source of active silicon which results in the boiler water.KEY WORD: water vapor, Silicon Dioxide, control 摘要：本文通过排查水汽二氧化硅含量超标的原因， 发现枯水季节黄河水胶体硅含量大时，如不采取提高 生水温度和混凝处理效果的办法，生水中胶体硅随除 盐水进入热

5、力系统，部分胶体硅在高温高压条件下分 解转化为活性硅造成水汽活性硅超标。本文依据水汽 全硅和活性硅分析结果提出胶体硅受热分解是炉水活 性硅的主要来源。关键词：水汽 二氧化硅 控制1 引言某公司2014年3月以来，运行机组水汽 二氧化硅超标，但除盐水活性硅质量浓度一 直小于20.0ug/L。专业人员采取提高炉水pH, 增加炉水排污量，凝结水全部经高速混床处 理等方法以保证水汽质量不至于快速恶化。 为分析水汽水质异常原因，从试验分析(包 括取样、试验药剂、仪表)、水处理运行工况 变化、热力系统工况变化、除盐水品质、化 学药品等环节进行排查原因。查明本次机组 水汽二氧化硅含量超标的主要原因是除盐水

6、中胶体硅上升，并提出了相应的措施，现将 处理过程介绍如下。2 机组设备概述和水汽系统流程：2.1 锅炉设备概况 生产厂家：武汉锅炉厂，型式： WGZ 1025/18.2-1 型亚临界压力、一次中间再热、 自然循环、单炉膛“n”型，四角切向燃烧, 摆动燃烧器调温，固定排渣汽包炉。2.2 机组水汽系统流程凝汽器一主凝结水泵一凝结水精处理装 置一轴封加热器一低压加热器一除氧器一给 水泵一高压加热器一省煤器一汽包一四周水 冷壁下水集箱一四周水冷壁一上部集箱一汽 包一过热器一汽机高压缸一再热器一中低压 缸一凝汽器2.3 补给水处理系统流程 2.3.1冬季补给水处理系统流程黄河水一净化后的生水一生水加热器

7、 (35 + lC) 直流混凝器一机械加速澄清池 一过滤器一阳双室浮床一除碳器一阴双室浮 床一混床一除盐水箱2.3.2 非冬季补给水处理系统流程黄河水一净化后的生水一纤维球过滤器f超滤f反渗透f阳双室浮床f除碳器f阴 双室浮床f混床f除盐水箱发现水汽二氧化硅超标时，恰逢补给水 处理运行方式调整为非冬季处理方式，并且 黄河水水质含盐量较高（枯水期）。3 原因分析：3.1 机组活性二氧化硅含量变化分析 机组水汽分析结果表明：水汽铜离子、铁离子、钠离子、硬度、pH、溶氧、导电度 等指标无明显变化，活性二氧化硅含量上升 快，另外#5、6机组水汽比导高于正常值。炉 水、给水、凝结水活性二氧化硅含量依次降

8、 低，给水是经过高速混床处理和加热加压的 凝结水，其活性二氧化硅高于凝结水表明有 二氧化硅进入给水中。表一：机组水汽活性二氧化硅含量变化（ ug/l）凝结水给水炉水 左侧炉水右侧过热蒸汽13.527.8246.531222.911.322.6193.4262.820.73.2 原因排查运行机组水汽活性二氧化硅均呈上升趋 势，分析其原因与机组的公用系统有关。水汽 活性二氧化硅和比导电度上升，其余指标正常， 可以排除凝汽器泄漏和疏水劣化等因素导致水 汽二氧化硅上升。试验分析误差、除盐水水质 恶化、储水箱水质恶化、炉内加药药品不合格 都可能导致水汽二氧化硅均超标。因此应对上 述系统逐一排查：3.2.

9、1 对取样、分析环节和药品进行排查，未 发现异常。分析人员从取样瓶清洗、取样管冲洗、药剂 加入等环节排查，未发现异常。分析人员对试 验药品重新配制，对仪表进行重新标定，均未 发现异常问题。分析水汽系统所加药品如磷酸三钠、联氨、 氨水品质，均未发现异常问题。3.2.2 混床出水、除盐水、机组储水箱水活性 二氧化硅分析未见异常。 表二：混床出水、除盐水、储水箱二氧化硅分析#1阴床#1混床#2混床#3混床5.2 ug/l3.0 ug/l4.0 ug/l2.5 ug/l除盐水箱#5储水箱#6储水箱#7储水箱9.1 ug/l7.8 ug/l8.4 ug/l9.1 ug/l3.2.3 生水胶体硅较高2月中

10、旬以来，黄河水浊度、含盐量持续 升高，生水含盐量也相应增加，生水氯根上 升至85 mg/l（日常为50 mg/l）。水处理3月 17日开始用反渗透产水制除盐水（3月17日 23:00至18日9:00#3除盐设备运行，3月20 日3:00至16:00#1除盐设备运行，3月21 日0:00至14:00#1除盐设备运行）。3月22 日水处理投运预处理（混凝与生水加热器） 设备制水。化学专业对相关水样全硅、活性硅进行 了比对分析。从分析结果可以得出以下结论：1）3月21日水处理采用无加热装置的反 渗透产水制水，生水、除盐水、炉水胶体硅 较高。说明生水胶体硅较高时在较低温度下 超滤装置和反渗透不能有效去

11、除胶体硅，离 子交换树脂与胶体硅不会发生交换作用。除 盐水中部分胶体硅在热力系统分解为活性二 氧化硅，造成炉水活性二氧化硅含量上升（分 析数据见表三）。表三：生水、除盐水、炉水硅含量（ mg/l）样品名称全硅 (mg/l)活性硅（mg/l）胶体硅（mg/l）生水9.455.563.89除盐水（淡 水为水源）3.850.00873.84#7炉水3.350.28963.062）分析其它公司（生水水源相同）正常 水质水汽全硅结果表明水汽和除盐水胶体在 1.8mg/l以下时，水汽活性硅含量在合格范围 内（分析数据见表四）。表四：其它公司水汽硅含量（ mg/l）样品名 称全硅 (mg/l)活性硅（mg/

12、l）胶体硅（mg/l）生水11.75.276.43除盐水1.70.0171.68给水1.80.00581.79炉水1.90.1091.7913）水处理投运预处理（生水加热器、混凝处理和机械过滤器）后除盐水中胶体硅接近日 常水平，炉水活性硅含量降至正常水平（分析 数据见表五）。表五：投运混凝和生水加热器后水汽硅含量（ mg/l）样品名称全硅(mg/l )活性硅（mg/l）胶体硅（mg/l）混床出口1.30.00111.30#7凝水1.650.00751.64#7炉水1.80.0821.724）正常水质活性硅分析结果统计对比（分析数据见表六）表明：给水活性硅含量略高于 蒸汽活性硅含量，说明给水中活

13、性硅大部分被 蒸汽携带进入蒸汽，如果考虑汽包炉排污排出 二氧化硅，给水活性硅应与炉水活性硅含量相 当。但炉水活性硅含量为给水10倍以上，说明 胶体硅在锅炉本体高温高压条件下部分分解为 活性硅，即胶体硅转变为活性硅是炉水活性硅 的主要来源。表五：某厂2014年4月活性硅含量范围统计（ug/l）样品名称给水蒸汽炉水#5机组2.8-6.32.2-6.648.8-95.4#6机组1.7-6.41.5-4.137.8-93.7#7机组2.0-6.52.7-6.836.2-115.2综合分析本次水汽活性硅超标原因为：在 较低温度下，水中的胶体硅与溶解的硅酸存在 复杂的转变过程，半透膜处理胶体硅能力下降，

14、除盐水中胶体硅含量上升，过多的胶体硅进入 系统后分解为活性硅造成水汽活性硅上升。采 用加热和混凝-澄清的方法可有效去除胶体硅。4 预防措施：4.1 原水净化处理净化站按照季节性水质特点加强黄河水的 预处理，保证混凝、沉淀处理的正常运行，不 仅要有效降低浊度，还要尽可能将胶体硅沉淀 于各级澄清装置。4.2 水处理预处理应根据季节性水质特点，及时切换系统， 水处理在气温较低时不要投运反渗透制水，水 处理应投入生水加热器并适当增加混凝剂加入 量。4.3 水质分析枯水季节分析人员抽查黄河水、生水全硅， 及时掌握生水胶体硅变化情况。参考文献1 火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量 GBT 12145 2008作者简介：张鹏鸿，43岁，1993年毕业于兰州师专化学系，同年在 甘肃某电厂参加工作，2001年被聘任为电力工程技术工程师，一直 从事火电厂化学工作，先后经历了00MW.,300MW机组的基建调试、 生产运行化学监督工作，在凝汽器钢管化学清洗、灰渣系统化学清 洗以及循环水处理方面积累了一定的经验