JY-1型加氯機在循環水系統中的應用

張向鋒

（河南煤化集團永銀化工實業有限公司，河南舞陽462400）

JY-1型加氯機在循環水系統中的應用

張向鋒

（河南煤化集團永銀化工實業有限公司，河南舞陽462400）

介紹了循環水系統中微生物的危害及JY-1型加氯機的使用，對出現的問題提出了解決方法

微生物；加氯機；真空破壞

1 微生物在循環水中的危害

平頂山神馬匯源氯堿有限公司循環水系統承擔著全公司的循環水供應。循環水池中的水，經過循環水泵送往各裝置的換熱器，經過換熱后的帶壓回水回流進入填料式冷卻塔中，在其中與空氣逆流接觸換熱，降溫3～5℃后重新進入循環水池中反復使用。

敞開式循環水系統如果長期使用不處理，則會使得微生物大量繁殖，微生物可引起粘垢，粘垢又會引起循環水系統中微生物的大量繁殖；粘垢也會使換熱器傳熱效率降低并增加水頭損失，粘垢和微生物會引起金屬的電化學腐蝕，微生物排出的黏液與無機垢等形成的沉積物附著在金屬表面，形成氧的濃差電池，促使金屬腐蝕；由于在金屬表面的沉淀物之間缺乏氧，一些厭氧菌（主要是硫酸鹽還原菌）得以繁殖，當溫度為25~30℃時，繁殖更快，它分解水中的硫酸鹽產生H2S，引起碳鋼腐蝕；循環冷卻水對金屬設備的腐蝕主要是電化學腐蝕，腐蝕又會產生沉積物并助長微生物的繁殖。

微生物繁殖所造成的影響間接反映在腐蝕率和污垢熱阻中[1]。

式中：CL為腐蝕率，mm/a；P0為腐蝕前金屬質量，g； P為腐蝕后金屬質量，g；ρ為金屬密度，g/cm3；F為金屬與水的接觸面積，m2；t為腐蝕作用時間，h。

在SH3016-1990中規定的工藝換熱設備的冷卻水側設計中碳鋼管壁的腐蝕率不應大于0.125 mm/a（匯源設計中，選用小于0.075mm/a）；銅、銅合金和不銹鋼管壁的腐蝕率不應大于0.005mm/a[2]。按0.125mm/a的腐蝕率，100m2的碳鋼換熱設備1年的腐蝕情況計算，0.125=8.76×（P0-P1）/ 7.8×100×8 000，可得到P0-P1=89.04 kg，而化工廠的換熱設備的面積遠大于100m2，如果不加以控制，腐蝕程度將相當嚴重。

（2）由于沉積物沉積，使換熱器傳熱面的傳熱系數下降，從而使熱阻增加，在不同時刻，由于熱交換器的垢層不同而有不同的污垢熱阻：

式中：Rt為即時污垢熱阻，m3·h·℃/kJ；K0為傳熱面清潔時測得的總傳熱系數，kJ/（m3·h·℃）；Kt為循環水在傳熱面經t時間所測得的總傳熱系數，kJ/（m3·h·℃）；Ψt為積垢后傳熱系數降低的百分數。

在SH3016-1990中污垢熱阻值的選擇一般為1.72×10-4~5.16×10-4m3·h·℃/kJ（匯源設計中選用小于3.0×10-4m3·h·℃/kJ）。

2 加氯殺菌方式及加氯機的操作

為減少微生物在循環水中的危害，可以采用化學處理控制微生物的方法，所用的藥劑可分為氧化型殺菌劑、非氧化型殺菌劑及表面活性劑殺菌劑[1]。根據氯堿廠工藝特點采用了在循環水系統中加氯殺菌的方式。氯殺菌劑是一種強氧化性殺菌劑，它在水中能水解生成次氯酸，次氯酸容易通過擴散作用進入微生物的細胞內，與原生質反應，與細胞的蛋白質生成穩定的氮－氯鍵。同時次氯酸能氧化某些輔酶巰基上的活性部位，而這些輔酶巰基是合成微生物呼吸所必須的三磷酸腺甙的中間體，故而能抑制微生物的生長，從而確保循環水水質穩定，提高化工換熱裝置的熱交換效率和設備的使用壽命，減少金屬的腐蝕。選用的加氯機為JY－1型，加氯系統流程簡圖見圖1。

圖1 加氯系統流程簡圖

因為氯氣毒性較大，在使用中要切實防范氯氣的外泄，以免影響操作人員的身體健康。加氯機的操作方法如下。

（1）啟動。檢查加氯系統是否完好、暢通，加氯機各部件是否完好；打開噴射器進出口閥門，投運噴射器，注意真空壓力表的讀數；當真空壓力表的讀數穩定并處于負壓狀態時，打開加氯機的控制閥門；打開氯氣管道與加氯機連接的閥門，并調整開度，控制壓力在正常范圍；根據實際需要調節氯氣流量，根據分析余氯結果確定加氯量和加氯時間；用10%氨水檢查系統有無泄漏現象，如有，應及時停運處理。

（2）停止。關閉氯氣管道的進出口閥門；關閉噴射器進口閥門；根據流量計計算加氯量并做記錄；根據循環水質分析數據適當調節加氯系統。

3 存在問題

實際使用中存在以下問題：（1）停止加氯后在轉子流量計中會出現大量黃色的水；（2）B閥更換后不久就出現關閉不嚴的現象；（3）經拆檢發現止回閥彈簧出現嚴重腐蝕；（4）止回閥閥頭墊圈出現有壓偏的痕跡。

經觀察分析發現，操作人員日常加氯后，先關閉氯氣送入閥B，再關閉送水閥C，這時，真空表依然處于負壓狀態。

根據止回閥的結構（如圖2所示），在運行時，水射器形成負壓，止回閥閥芯在氯氣正壓與水射器作用后的負壓壓差的作用下壓迫彈簧，使得彈簧壓縮下行，止回閥打開，氯氣進入水中送至循環水池。停止后，在彈簧的彈力作用下，閥芯向上運動，靠密封圈的密封作用使得止回閥關閉，截斷氯氣的進入。由于使用中止回閥閥芯沒有導向結構，使得在彈力的作用下，有時會出現向上運動的錯位，從而使密封墊圈密封不嚴。在止回閥關閉不嚴的情況下，由于加氯后閥A關閉，閥A之后至水射器處依然處于負壓狀態，在壓差的作用下，水順著管道倒回轉子流量計內。

圖2 止回閥結構簡圖

倒回轉子流量計中的水在重新加氯時與氯氣混合形成鹽酸，通過彈簧進入水射器，使彈簧處于較強的酸性環境中，從而被腐蝕。腐蝕后的彈簧彈力大大減弱，使得止回閥的密封性進一步破壞。

被腐蝕后的含有Fe3+的溶液使得進入轉子流量計的溶液變為黃色，由于長時間的運行，在轉子流量計玻璃管內壁附著一層黃色物質，觀察流量刻度更為困難。

由于玻璃管中水的存在，使得B閥至轉子流量計的管道處于浸潤狀態，加氯時出現鹽酸，使得B閥腐蝕，嚴重影響B閥的密封性，并且還造成了安全隱患。

4 改造措施

通過以上問題的分析不難發現，出現以上現象的根本原因是負壓的存在。如果排除負壓，使其處于常壓狀態，則以上問題就不易發生。采用在真空表下加裝真空破壞閥D的辦法，使得加氯后的真空狀態得到破壞。改造后的加氯系統流程圖見圖3。

圖3 改造后的加氯系統流程圖

加氯前，要檢查真空破壞閥D的開關狀態；加氯時要把真空破壞閥關閉；加氯后，首先關閉閥B，而后打開閥D，約3min后，關閉閥C，而后關閉閥D，使得加氯系統內處常壓狀態。

通過改造，消除了安全隱患，確保了系統的長周期穩定運行。

[1]嚴煦照，范瑾初主編.給水工程.北京：中國建筑工業出版社，1999.

App lication of JY-1 type chlorinator in circulatingwater system

ZHANGXiang-feng
（Yongyin Chemical IndustrialCo.,Ltd.,Henan CoalChemicalGroup,Wuyang462400,China）

Microbiological hazards of circulating water system,and the problems of JY-1 type chlorinator in usewas introduced.Solutionswasput forward.

microbiological;chlorinator;vacuum break

book=12,ebook=286

TQ085+.4

B

1009－1785(2010)11－0012-02

2010-05-04