锅炉水中二氧化硅含量测定方法的优化

杨舜伊 , 王红芬

(1.昆明工业职业技术学院，云南 昆明 650302；2.云南煤业能源股份有限公司，云南 昆明 650302)

锅炉水中二氧化硅含量测定方法的优化

杨舜伊1, 王红芬2

(1.昆明工业职业技术学院，云南 昆明 650302；2.云南煤业能源股份有限公司，云南 昆明 650302)

对锅炉水水汽中二氧化硅含量的测定方法进行分析，阐述了测定锅炉水水汽中二氧化硅含量遇到的问题及解决方法，对提高测定的准确性作了充分的探讨。

锅炉水；二氧化硅；测定方法；探讨

1 二氧化硅测定对锅炉水水质管理的重要性

某公司的干熄焦锅炉额定生产蒸汽86吨/小时，运行压力为3.82MPa，为中压锅炉。对于压力较高的锅炉，锅炉水中的某些成分，比如硅，会选择性的溶解在蒸汽中，使蒸汽中的杂质含量大量增加而引起过热器管及汽轮机积盐。二氧化硅含量是衡量锅炉水质的主要控制指标之一，由于硅化物在锅炉的金属表面上或者在汽轮机的叶片上形成沉积物后，非常难以清除。同时在锅炉金属受热面一旦形成水垢，影响锅炉的正常运行,因此为了保证蒸汽含量不超标，锅炉压力越高，则炉水中的含硅量应该越低。为了保证锅炉安全稳定，经济运行，锅炉水中的二氧化硅含量，成为锅炉水处理中的重点监测对象，二氧化硅含量是评价锅炉水水质好坏的一个重要指标。

2 锅炉水中二氧化硅含量测定方法的选择

2.1 测定方法的选择[1-6]

目前锅炉水中二氧化硅含量测定方法主要有三种：GB12148-89锅炉用水和冷却水分析方法全硅的测定-低含量氢氟酸转化法，GB12149-89锅炉用水和冷却水分析方法硅的测定-硅钼蓝法和GB12150-89锅炉用水和冷却水分析方法全硅的测定-硅钼蓝光度法。对三种测定方法进行了分析研究发现，方法一：GB12149-89锅炉用水和冷却水分析方法硅的测定-硅钼蓝法的不足之处在于当水样中可溶性硅含量小于每升0.5mg/LSiO2时，由于硅钼蓝颜色很浅，可用硅钼蓝光度法或正丁醇等有机溶剂萃取浓缩，而我们的蒸汽中二氧化硅含量远远低于0.5mg/L SiO2，用此方法不适用于干熄焦锅炉水质分析，并且正丁醇等有机溶剂毒性较大，对环境污染较严重，所以此方法首先被排除。方法二：GB12150-89锅炉用水和冷却水分析方法全硅的测定-硅钼蓝光度法，硅的测定范围仅为每升含0～50μg/L SiO2，而锅炉炉水的二氧化硅含量较高，而且需配备为测定硅而专门设计的光电比色计，因而这个方法也不适用。经过多次试验最终选择了GB12148-89锅炉用水和冷却水分析方法全硅的测定,此方法操作简便，又能涵盖锅炉水水汽二氧化硅含量的监测。

2.2 测定中存在的问题

在测定中发现，各个化验分析人员的分析结果忽高忽低，误差较大，同一个水样，其吸光度误差最高可达到0.003～0.015的吸光度差值，折算成饱和蒸汽、过热蒸汽中的二氧化硅含量为9.6～48μg/L，也就是说低于48μg/L的水样含二氧化硅含量都存在不准确的可能性，而国家标准中上述两个水样的控制指标必须≤20μg/L。

3 原因分析

3.1 环境的因素

化验人员反映在取样的时候取样冷却器经常出现冷却水量不足，造成蒸汽冷不下来，水样温度过高；取样时管道的积水没有放干净，就取样；干熄焦取样点粉尘较大，稍不注意水样就会被污染，也是造成分析不准确的原因之一，以下是由于环境因素造成的分析异常统计结果，见表1。

表1 环境因素造成分析异常统计结果

3.2 人的因素

由于干熄焦开工后化验室人员未进行专门培训，导致化验室人员分析水平参差不齐，部分职工质量意识低下，责任心不强，取样操作未按标准进行，所取水样没有代表性，分析结果出现异常时也不进行重复化验，在测定超微量SiO2使用移液管时，要保持垂直水平和不抖动，在相同时间内连续加入六个氢氟酸操作不熟练，缺乏规范培训。在测定过程中,疏忽水样反应温度、时间等控制条件，造成氢氟酸分解不完全，钼酸铵显色异常，导致分析结果不稳定。以下是由于人的因素造成的分析异常统计结果，见表2

表2 人的因素造成的分析异常统计结果

3.3 仪器的原因

玻璃仪器没有进行校正，分光光度计运行不稳定，由于比色皿表面有划痕和污垢附着影响吸光度透过而造成分析误差等都是引起分析结果不稳定的原因。以下是由于比色皿表面有划痕和污垢附着影响吸光度透过而造成分析误差统计结果，见表3。

表3 仪器原因造成分析误差统计结果

3.4 试剂方面的原因

化验室试剂用水质量不稳定,更换蒸馏水时经常会造成分析数据起伏波动。同时化学试剂不纯也是一个重要的因素。对于试剂引起的干扰，在排除了分析人员的操作水平及蒸馏水纯度不够造成的误差外，在经过大量实验分析后发现，引起这一误差的原因是由于分析纯氢氟酸中的氟硅酸类化合物含量较高所引起的。分析中发现，市售分析纯氢氟酸试剂(40%氢氟酸含量)，一般含有0.5%～1.0%左右的氟硅酸类化合物，因氟硅酸类化合物具有组成复杂，易挥发、易相互转化等特性，对分析测定低含量硅(10-6g)时会产生强烈干扰。在测定饱和蒸汽、过热蒸汽和锅炉给水等低含量二氧化硅，按标准加入0.5mL(1+84)氢氟酸溶液时，氟硅酸类干扰物质会一起加入，同一水样因氟硅酸类化合物干扰，平行测定时会产生0.003～0.015的吸光度差值，使测定值偏离真实值9.6-48μg/L，而饱和蒸汽、过热蒸汽等低含量硅的控制标准为≤20μg/L，导致测定结果介于合格与不合格之间，对蒸汽品质无法作出准确判断。

4 提高分析准确性的有效方法

4.1 针对环境的因素采取的措施

与干熄焦联系定期对取样冷却器进行检修和清除水垢，锅炉大修时安排检修取样器和所属阀门，保证在取样的时候有足够的冷却水冷却水样，使水样能够冷却到30～40℃，保证水样流量在500～700mL/min；在取样前应先将管道的积水放尽并冲洗后方可取样，盛水样的容器测定微量成分分析的样品必须使用塑料容器，取样前，应先将取样容器彻底清洗干净。取样时再用水样冲洗三次(方法中另有规定的除外)在取样后立即用瓶盖将取样瓶盖好，避免粉尘的污染，所取水样必须立即分析。

4.2 针对操作技能差采取的措施

特制定每月组织职工学习两次，其中每月一次为化验分析工基本功的学习，一次为化验工理论知识的学习。不断提高化验室职工的操作技能和理论水平。针对不按标准操作分析的情况除加强岗位作业标准的学习领会外，为改变日常不良习惯，技术人员现场跟踪监督，不断提高岗位职工责任心，严格按标准进行分析，发现水样异常时及时进行复样。

4.3 针对仪器出现波动采取的措施

根据标准定期对所使用的仪器设备及移液管等玻璃器皿进行校检，避免使用不合格仪器设备。新进一台哈希公司DRA5000分光光度计，该仪器稳定性较好，只用一只比色皿，不存在比色皿误差，经常观察比色皿透光面，有划痕及时更换；同时配备水浴锅恒温控时，使反应温度控制在27±2℃。

4.4 针对试剂不纯采取的措施

用水质量不合格的问题，改进水源，从干熄焦锅炉二级除盐水给水总管搭引一根不锈钢水管到化验室，利用二级除盐水+高锰酸钾进行二次蒸馏提纯。后直接引进一台超纯水仪，基本能满足一级试剂水要求。根据以上原因分析，如不对氢氟酸进行处理则对分析测定结果影响较大，造成测定值偏高，不能准确反映锅炉水中二氧化硅的含量，导致锅炉水水质不稳定，同时加大生产控制的难度。

5 结论

通过对干熄焦锅炉水、汽中超微量二氧化硅测定准确度的技术分析，不仅提高了二氧化硅分析的准确度，同时也相应提高了锅炉水、汽中钠、氧、铁、铜、磷等分析项目的准确度。为干熄焦及抽蒸汽轮机的安全稳定运行提供了及时准确的调控参数，合理排污防垢，减少因积盐积垢运行不畅、腐蚀等因素引起的停机次数，对锅炉操作的节能减排控制具有指导性作用。

[1] 中国标准出版社第二编辑室. 火力发电厂水汽试验方法标准规程汇编[M]. 北京: 中国标准出版社，2000:95-101.

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(本文文献格式：杨舜伊 , 王红芬.锅炉水中二氧化硅含量测定方法的优化[J].山东化工，2017，46(10)：107-108.)

The Discussion of Determination Methods for SiO2of Boiler Water

YangShunyi1,WangHongfen2

(1. Kunming Vocational And Technical College of Industry, Kunmning 650302,China;2.Yunnan Coal and Energy Co., Ltd., Kunmning 650302,China )

In this paper, a method for determination of SiO2content in boiler water vapor were analyzed, it elaborated problem determination of SiO2content in boiler water vapor encountered and solutions, fully explored to improve the accuracy of the determination made.

boiler water; SiO2; determination methods; discussion

2017-04-01

云南省教育厅科学研究基金项目，项目编号：2014Y554

杨舜伊(1985—)，湖南怀化人，讲师，主要研究方向为化工专业教学与研究。

TK31

A

1008-021X(2017)10-0107-02