鍋爐爐水中二氧化硅嚴重超標時，由飽和蒸汽攜帶進入蒸汽系統(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任公司1、2號爐爐水二氧化硅嚴重超標，2號爐蒸汽中二氧化硅質(zhì)量濃度最高可達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。根據(jù)試驗結(jié)果分析了超標原因，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)汽輪機生水加熱器加熱至(40±1)℃送至化學(xué)水處理系統(tǒng)，經(jīng)機械攪拌澄清使生水凝聚、沉淀后進入重力式雙閥濾池，再經(jīng)活性炭過濾器除去水中有機物。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)電機內(nèi)冷水。2號爐在1998年8月進行定期排污程控改造，目前運行狀況良好。
    生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
2、二氧化硅超標原因分析
2.1試驗數(shù)據(jù)分析
    在對汽水系統(tǒng)進行了全面、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爐水硅含量下降。
    6月份分別對除鹽水、給水、爐水、蒸汽進行了跟蹤試驗，發(fā)現(xiàn)給水的二氧化硅嚴重超標。試驗數(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71.1ug/L，2號爐給水二氧化硅質(zhì)量濃度最高達181.9ug/L(給水二氧化硅標準為20ug/L)。
    通過表2可見，除鹽水的全硅質(zhì)量濃度最高達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給水進入汽水系統(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：一個是機械攜帶，另一個是蒸汽的溶解攜帶。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械攜帶進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。
    綜上所述，造成鍋爐水二氧化硅嚴重超標的直接原因是受生水中膠體硅增加的影響，此膠體硅進入汽水系統(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重超標。
3、降低二氧化硅的措施
    a．增加設(shè)備調(diào)整試驗的次數(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．加強對水汽的監(jiān)督，增加化驗次數(shù)及試驗項目。系統(tǒng)查定周期可以根據(jù)具體情況適當縮短，以便及時掌握生水水質(zhì)情況，應(yīng)嚴格進行生水全硅的分析。
    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。