海水加氯系統(tǒng)改進(jìn)研究

韓永紅

摘要：通過(guò)分析次氯酸鈉生產(chǎn)與分配系統(tǒng)現(xiàn)有設(shè)計(jì)，研究產(chǎn)能及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，滿足使用泵連續(xù)加藥及相關(guān)備用要求，優(yōu)化設(shè)計(jì)海水沖洗加藥管路方案，必要時(shí)可以使用海水泵對(duì)加藥管道進(jìn)行帶壓沖洗，避免加藥管道堵塞及使用酸洗管道造成的排放超標(biāo)。

關(guān)鍵詞：海水;加氯系統(tǒng);連續(xù)帶壓加氯;帶壓沖洗

一、研究?jī)?nèi)容和目的

1.1 研究?jī)?nèi)容

1.1.1 功能

次氯酸鈉生產(chǎn)與分配系統(tǒng)主系統(tǒng)位于制氯站（91UTL），海水泵及相關(guān)閥門、儀表設(shè)備位于聯(lián)合泵房，它的功能是通過(guò)電解海水，產(chǎn)生次氯酸鈉溶液，并向循環(huán)水、重要廠用水系統(tǒng)、海水淡化取水系統(tǒng)的管路投加。次氯酸鈉 溶液能殺死海水中的海生物，抑制其在海水管路上吸附滋生，保證管路和設(shè)備暢通，從而達(dá)到凝汽器和熱交換器有良好的傳熱性能的目的。

循環(huán)水系統(tǒng)、重要廠用水系統(tǒng)、海水淡化取水系統(tǒng)為海水直流系統(tǒng)，1#機(jī)組海水總?cè)∷考s為32.82m3/s。

1.1.2次氯酸鈉生產(chǎn)與分配系統(tǒng)工藝流程

海水經(jīng)過(guò)位于聯(lián)合泵房（11UQA）內(nèi)的海水泵（1用1備）升壓后，通過(guò)綜 合廊道（91UYZ）進(jìn)入制氯站（91UTL）內(nèi)的自清洗過(guò)濾器（1用1備），除去 海水中的較大的顆粒物質(zhì)后，進(jìn)入電解槽組。變壓整流裝置（2臺(tái)）將10kV的 交流電轉(zhuǎn)化成直流電供給電解槽組。流經(jīng)電解槽組的海水被直流電電解產(chǎn)生次氯 酸鈉溶液及氫氣進(jìn)入次氯酸鈉儲(chǔ)罐，同時(shí)產(chǎn)生微量氯氣。次氯酸鈉儲(chǔ)罐共2臺(tái)， 設(shè)置在廠房外，氫氣在次氯酸鈉儲(chǔ)罐頂部通過(guò)空氣自然稀釋并排到大氣中。如次氯酸鈉生產(chǎn)過(guò)程中設(shè)置中間排氫裝置，應(yīng)考慮相關(guān)的防爆設(shè)計(jì)。

根據(jù)不同的運(yùn)行條件，采用重力自流連續(xù)投加或沖擊投加的方式投加有效氯。 聯(lián)合泵房采用重力流連續(xù)投加有效氯后，各加藥點(diǎn)處保證加藥后海水中有效氯濃 度為1 mg/L;取水頭部采用沖擊投加（2次/天，2小時(shí)/次）有效氯后，加藥點(diǎn)處的海水中有效氯濃度為3 mg/L。

1.1.3系統(tǒng)出力

1號(hào)機(jī)組共1套電解海水制氯裝置，每套電解海水制氯裝置有2條生產(chǎn)線，每條生產(chǎn)線含2列電解槽組?？紤]2號(hào)機(jī)組循環(huán)水流量，1號(hào)機(jī)組每條生產(chǎn)線有效氯 產(chǎn)量為185kg/h，2條生產(chǎn)線供1 號(hào)機(jī)組使用，每條生產(chǎn)線可以分別獨(dú)立運(yùn)行，也可以同時(shí)運(yùn)行。

1.1.4電解海水制氯的原理

電解海水產(chǎn)生的有效氯通過(guò)連續(xù)加藥的方式至取水頭部和聯(lián)合泵房（11UQA）各加藥點(diǎn)，以抑制海水各回路海生物的生長(zhǎng)。

電解海水時(shí)產(chǎn)生以下反應(yīng)：

平衡反應(yīng)（1）、（2）和（3）的運(yùn)動(dòng)方向主要取決于pH值和環(huán)境溫度。

當(dāng)海水pH值約為8～8.5，且溫度高達(dá)15℃時(shí)，所有的分子態(tài)消失，當(dāng)量的活性氯由約80%的次氯酸鈉（NaClO）和約20%的次氯酸（HClO）的次氯酸根離子混合物組成。

1.2研究必要性

冷卻水殺菌劑加藥量應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定，宜控制凝汽器冷卻水出口中余氯量為0. Img/L?0. 5mg/L，或按下列數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)：對(duì)于海水直流冷卻系統(tǒng)，宜連續(xù)投加氧化性殺菌劑，加藥量宜按lmg/L設(shè)計(jì)，當(dāng)配合沖擊加藥時(shí)，宜為每天1次?3次，沖 擊加藥量宜按2mg/L?4mg/L設(shè)計(jì)，每次持續(xù)時(shí)間宜為0. 5h? lh;當(dāng)采用間斷加藥時(shí)，宜為每天1次?3次，加藥量宜按 2mg/L?4mg/L設(shè)計(jì)，每次持續(xù)時(shí)間宜為2h?3h。對(duì)于循環(huán)冷卻 系統(tǒng)，宜釆用間斷加藥方式，宜為每天1次?3次，循環(huán)水加藥量 宜按lmg/L?2mg/L設(shè)計(jì)，每次持續(xù)時(shí)間宜為0. 5h?lh，采用二氧化氯殺菌時(shí)加藥量可適當(dāng)降低。海水循環(huán)冷卻系統(tǒng)非氧化性殺菌劑應(yīng)根據(jù)微生物生長(zhǎng)情 況定期投加，宜為3d?5d投加一次，加藥量可按在系統(tǒng)保有水量中為5mg/L?6mg/L計(jì)算。

加氯管道采用重力自流，海水中的鈣、鎂等離子形成的沉積物會(huì)堵塞加氯管道，為了及時(shí)去除這些積垢，需要定期進(jìn)行酸洗，但是排放酸會(huì)對(duì)于環(huán)境污染也不允許超范圍排放，需要研究解決方案滿足加氯及排放需要。

1.3研究目的

本課題研究期望形成研究加氯方案，滿足加氯及環(huán)境排放要求。

海水經(jīng)自動(dòng)預(yù)沖洗過(guò)濾器過(guò)濾后，由海水升壓泵提升進(jìn)入自動(dòng)沖洗過(guò)濾器，經(jīng)細(xì)網(wǎng)過(guò)濾后注入次氯酸鈉發(fā)生器電解槽進(jìn)行電解，生成的次氯酸鈉溶液進(jìn)入次氯酸鈉貯存罐。當(dāng)貯存罐液位達(dá)到一定高度時(shí)，次氯酸鈉溶液通過(guò)連續(xù)加藥泵和沖擊加藥泵自動(dòng)加注到加藥點(diǎn)。

發(fā)生器在電解過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物氫氣隨同電解液一起被送入次氯酸鈉貯存罐，經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)由貯存罐頂部風(fēng)帽安全排放至大氣。

必要時(shí)，可由海水升壓泵后引海水對(duì)加藥管道進(jìn)行帶壓重新，防止加藥管道堵塞。

電解過(guò)程中，一些主要由海水中的鈣、鎂等離子引起的沉積物會(huì)在陰極表面形成。導(dǎo)致槽電壓上升，電流效率下降，電極間距減小，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成電極間短路。為了及時(shí)去除這些積垢，保證電解槽長(zhǎng)期、穩(wěn)定、高效運(yùn)行，電解海水制氯裝置專門配置了一套酸洗系統(tǒng)。只要定期將酸洗箱中5～8%左右的稀鹽酸注入電解槽中，讓酸洗液在發(fā)生器、酸洗泵和酸洗箱之間循環(huán)一段時(shí)間即可。

3結(jié)論

次氯酸鈉生產(chǎn)與分配系統(tǒng)（90QCU）通過(guò)電解海水產(chǎn)生最大濃度約為1500mg/L的有效氯，有效氯具有毒性，能抑制或殺死海生物的幼蟲或孢子，防止海水各回路（PA、10PUA、10PEA）受海洋生物的污染，而導(dǎo)致傳熱效率降低。

根據(jù)不同的運(yùn)行條件，通過(guò)加藥泵采用連續(xù)投加或沖擊投加的方式投加有效氯。聯(lián)合泵房采用連續(xù)投加有效氯后，各加藥點(diǎn)處的海水中有效氯濃度為1 ppm，取水頭部采用沖擊投加（3次/天，1小時(shí)/次）有效氯后，各加藥點(diǎn)處的海水中有效氯濃度為3 ppm。同時(shí)可根據(jù)機(jī)組的運(yùn)行情況，對(duì)電解裝置生產(chǎn)線的有效氯產(chǎn)量在0～100%之間調(diào)整。

必要時(shí)，可由海水升壓泵后引海水對(duì)加藥管道進(jìn)行帶壓重新，防止加藥管道堵塞。

總之，經(jīng)過(guò)改進(jìn)后能夠?qū)崿F(xiàn)泵的連續(xù)加藥，滿足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)也可以使用海水泵進(jìn)行加藥管道重新，避免管道堵塞及酸洗造成的排放超標(biāo)。

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