硅表是做什么的:锅炉给水和除盐水二氧化硅监测

硅表是一种在线测量水中活性二氧化硅含量的分析仪,主要用在除盐水和锅炉给水上,用来提前发现阴床、混床失效,防止硅随蒸汽带到汽轮机叶片上结垢。电导率表对硅很不敏感,硅已经漏出来了电导率可能还没怎么动,所以化学车间离不开硅表。这篇写给电厂化学运行人员、锅炉房水处理班组和做仪表配置的设计人员。
硅表装在哪些测点
一套典型的除盐系统加热力系统,在线硅表常见的位置有这些:

图 1:Endress+Hauser Liquiline System CA80SI 二氧化硅分析仪。图片来源:Endress+Hauser官网
- 阴床出水:判断阴树脂是否快失效,是除盐系统里最早报警的一块表。
- 混床出水:除盐水最后一道把关,硅和电导率一起看。
- 除盐水箱或补给水母管:确认送往锅炉的水合格。
- 给水、炉水和饱和蒸汽:高压以上机组常装,用来控制炉水排污和判断蒸汽品质。
测点多的电厂常用一台多通道二氧化硅分析仪轮流测几路样水。省地方,代价是每一路刷新间隔变长,换通道还要留足冲洗时间。阴床出水这种要快速反应的点,最好单独配一块硅表。
硅钼蓝法:在线硅表是怎么测出来的
目前常见的在线硅表大多用硅钼蓝比色法。原理不复杂,分三步:
- 样水在酸性条件下和钼酸盐反应,活性硅生成黄色的硅钼杂多酸。
- 加入草酸一类的试剂,把磷酸盐生成的干扰络合物破坏掉,这一步对含磷酸盐的炉水尤其要紧。
- 再加还原剂,把硅钼黄还原成颜色更深的硅钼蓝,用光度计测吸光度,换算成二氧化硅浓度。
有两点常被忽略。硅表测的是“活性硅”,胶体硅不显色,读数正常不等于水里没有硅,原水胶体硅高的厂要定期做全硅化验对比。另外显色反应受温度影响,仪表一般带恒温或固定反应时间,现场别随便改这个参数。
恩德斯豪斯 Endress+Hauser 的 Liquiline System CA80SI 就是按比色原理工作的二氧化硅分析仪,可以配置多通道,适合电厂除盐水和水汽测点,具体量程和通道数以选型资料为准。
读数升高说明什么
硅表报警时,先看是哪个测点在涨,判断思路不一样。
阴床、混床出水的硅升高
强碱阴树脂对硅的吸附力最弱,失效时硅最先漏出来,这就是阴床出水硅表比电导率更早报警的原因。看到阴床出水硅持续上升,通常意味着这台阴床快到终点,该准备再生了。刚再生完硅就偏高,要查再生碱液浓度和温度,或者树脂已被有机物污染。
混床出水的硅表突然跳高,多半是混床穿透、再生后混合不好,或者阀门内漏让未处理的水串进来。这时除盐水箱先停止外送,别等炉水硅也跟着涨。
炉水和蒸汽的硅升高
炉水硅升高,常见原因是补给水带硅、凝汽器泄漏带入杂质,或者连续排污量偏小。压力越高,硅越容易溶进蒸汽并在汽轮机通流部分沉积,所以高压机组按压力等级控制炉水硅含量,超标时先加大连续排污,再回头查给水和补给水。蒸汽硅表偏高而炉水正常,要考虑汽包分离装置效果差或水位偏高带水。
取样和试剂要注意的几件事
在线硅表测的是微克每升级别的低浓度,取样稍有问题读数就不可信。
- 样水要经过取样冷却器降温,温度和流量尽量稳定,流量太小会让样水在管里停留太久。
- 手工取样比对时用塑料瓶,不要用玻璃瓶,玻璃本身会溶出硅。
- 取样管用不锈钢或合适的塑料,新管投用前充分冲洗。
- 试剂瓶避光存放,还原剂放久了会失效,换试剂时把管路里的旧液排干净再测。
取样系统怎么和加药设备配合,见汽水取样装置和加药怎么配合。
硅表校准和日常核对
在线硅表一般带自动校准,用已知浓度的标准溶液定期标定。实用的核对办法是每周取一次样,和实验室分光光度法结果对比,偏差持续超出允许范围再查原因,别一有偏差就重新标定硅表。
硅表读数偏低或长期不动,比偏高更危险。常见原因有试剂用完、蠕动泵管老化不出液、比色池脏了、样水断流仪表还在报旧值。很多厂把“试剂低”“无样水”两个报警接进DCS,就是怕仪表停测没人发现。比色池结垢或发黄要按说明书清洗,巡检项目可以对照水质仪表巡检清单排进周检。
结论
硅表是除盐水和锅炉水汽系统里专盯二氧化硅的在线分析仪,阴床出水看树脂是否失效,混床出水把住除盐水质量,炉水和蒸汽测点用来控制排污、保护汽轮机。选硅表先定测点和通道数,再看试剂消耗和维护量;运行中盯住取样流量、试剂有效期和比色池清洁度。恩德斯豪斯等品牌的在线硅表可在水质分析仪分类里查看,取样管路设计可参考在线分析仪取样管路。把测点数量、样水温度和压力等级发给我们,联系选型 帮你配合适的在线硅表方案。
常见问题
有了电导率表,还需要装硅表吗?
需要。硅在水里几乎不导电,阴床漏硅时电导率可能变化很小,靠硅表才能及时发现。
一台多通道硅表能测几路?
取决于具体型号和测量周期。通道越多,每一路刷新越慢,阴床出水这类测点不宜和太多路共用一台硅表。
硅表读数和化验室结果对不上怎么办?
先确认化验用的是塑料瓶、取样时间和仪表测量时间一致。还对不上,再查试剂和比色池,最后才重新标定。
试剂多久换一次?
一般按仪表的消耗量和试剂有效期两条线管理,哪个先到按哪个换。还原剂对光和温度敏感,夏天和高温房间要缩短更换周期。
炉水含磷酸盐会不会影响硅表读数?
会有干扰,所以硅钼蓝法里专门有加草酸类试剂的步骤来消除磷酸盐的影响。试剂配方别随意替换,否则炉水测点的硅读数可能偏高。