除盐水中胶体硅对锅炉的影响及处理

2016-12-06张怀颖

资源节约与环保 2016年10期

关键词：生水制水反渗透膜

张怀颖

（新疆华电乌鲁木齐热电厂新疆乌鲁木齐830017）

除盐水中胶体硅对锅炉的影响及处理

张怀颖

（新疆华电乌鲁木齐热电厂新疆乌鲁木齐830017）

乌鲁木齐热电厂机组自投运以来，因原水预处理设施不完善，除盐水中胶体硅使凝结水精处理制水负担重、炉水硅含量高一直困扰锅炉运行。凝结水精处理再生频繁，炉水硅浓缩快，锅炉排污量增加，汽水损失大。通过加强原水制水过程控制，提高水处理再生工艺，使水中胶体硅得到很好控制，收到较好效益，同时针对原水中胶体硅含量提出处理意见拟在今后技术改造或扩建中得以解决。

胶体硅；炉水硅超标；排污量大；水处理

1　设备简介

华电新疆乌鲁木齐热电厂建有两台亚临界330MW单抽供热机组，于2009年底投产。水源为乌拉泊水库的生水经该厂水处理作锅炉补给水。锅炉补给水处理工艺采用超滤、反渗透、二级离子交换除盐处理，凝结水采用高速混床精处理。自投产以来该厂因冬季供热，炉水蒸发量大，炉水硅超标现象较明显，造成锅炉排污量大，水耗率是不供暖期间2～3倍。不但加重生水处理和凝结水精处理负担，且增加再生剂耗量，提高发电成本。

2　原因分析

水中含有硅物质常以固形物、胶体、可溶物等复杂形式存在，习惯上将其分活性硅和胶体硅两类。正常发电用水处理监测中只对活性硅进行监测，对胶体硅存在并不关注。通过调研和水源地采样分析，认为原水中胶体硅含量在1.6 mg/L～2.75mg/L间（见表1），超过混凝、沉淀设计标准0.5mg/L的3～5倍。该厂#1、#2、#3、#4反渗透随运行时间增加出水电导率逐年增加，目前#1、#2、#3、#4反渗透脱盐率均已下降至87%左右，冬季出水活性硅含量已超出设计值＜1 mg/L。部分胶体硅漏过除盐系统，进入热力系统后在pH升高、高温、高压条件下分解成活性硅，造成炉水硅浓缩速度加快。

表1　原水SiO2含量调查分析表（单位：mg/L）

对上游水厂而言，当春、夏季溶雪或雨水导致水质混浊时通过加药混凝处理除去大量胶体硅，且电厂此季节不供热，锅炉蒸发量相对较小，锅炉炉水硅超标现象不明显。冬季上游水质清，属低温低浊水，水厂为节约费用不加混凝剂处理，因此生水中胶体硅增加。

通过原水、除盐水含硅量的2015年1～2月分析显示（见表2）,失效的反渗透膜和水处理设备只能截留部分硅，且低温制水、再生，造成阴、混床除硅能力下降，阴离子交换树脂再生度浅，工作交换容量降低，导致部分原水硅漏过离子交换除盐系统进入锅炉补给水。

漏过性胶体硅电中性、不反应性使其不能用常规方法将其检出。进入给水系统中，随温度升高胶体硅的稳定性被破坏造成解聚转化为活性硅。因补水量只占给水总量20%以下，所以在除氧器给水、省煤器给水段表现不明显，形成不了危害。进入炉水后，因pH、温度、压力进一步升高，胶体硅基本可全部转化为活性硅。在蒸发量大、浓缩速度快情况下，发生炉水硅超标。为保证水汽品质合格，只能加大锅炉排污，造成除盐水和热量损失。

3　方案筛选

通过测试和原因分析，在新疆电力科学研究院建议下，该厂提出改造反渗透和生水加热器等方案。通过方案筛选，更换部分反渗透膜、改造生水加热器提高制水温度因投资节省、设备改动少被认同。3.1更换部分反渗透膜

该厂反渗透装置使用涡卷式反渗透低压抗污染复合膜，共288支。更换所有复合膜需费用118万元。因费用超出年度预算，因此采用四套反渗透装置更换两套方案，待明年再将剩余反渗透膜更换完毕。2015年10月反渗透膜更换后，胶体硅含量明显降低，满足后续除盐设备制水量需求，见表2。

表2　原水、除盐水SiO2含量分析表

3.2生水加热器改造及运行控制调整

该厂生水加热器为汽水混合式加热器，因加热器喷管蒸汽喷入孔的角度、孔径设计不合理，蒸气接口过小造成蒸气进入后不能迅速扩散和水混合造成管道震动和噪声过大而未投入。针对此问题，该厂对生水加热器进汽压力进行调整，保持压力稳定，提前进行管道排气，在汽水混合加热器蒸气入口前设置减压稳压装置保证加热器的正常投入。制水时控制生水温度20℃~30℃，使生水中聚集胶体硅部分解聚；保证除碳器除CO2效果；双室阴床再生先稀碱再浓碱，流速先快后慢等运行方式的调整，除盐水中硅含量明显降低，炉水硅浓缩速度明显减慢，锅炉排污恢复到正常水平。