技術(shù)文章
Technical articles海水水質(zhì)
海水水質(zhì)在高潮位季節(jié)和低潮位季節(jié)發(fā)生很大的變化,次氯酸鈉發(fā)生裝置的進水水質(zhì)應(yīng)參照如下指標:
PH: 7.7
電導(dǎo)率 34230 mS/cm(25°C)
懸浮固體: 20.33 mg/l
總?cè)芙夤腆w: 29508 mg/l
COD: 52.76 mg/l
可溶SiO2: 1.15 mg/l
SiO2: 0.54 mg/l
總硬度(CaCO3): 5826.82 mg/l
總堿度(CaCO3): 104.22 mg/l
暫時硬度(CaCO3): 104.22 mg/l
*硬度(CaCO3): 5722.60 mg/l
Ca++: 378.37 mg/l
Mg++: 1185.48 mg/l
Cl-: 9000~15274.13 mg/l
HCO3- : 127.07 mg/l
系統(tǒng)所需的海水由循環(huán)水泵出口經(jīng)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)預(yù)過濾引來。
二、系統(tǒng)容量
本期工程循環(huán)水量為74502 t/h(2X300MW),次氯酸鈉按1ppm的加藥量連續(xù)投加,根據(jù)海生物的孳生情況,可兼采用沖擊式投加,沖擊投加量為3ppm,沖擊投加時間每天為0.5小時。次氯酸鈉溶液加藥點位于循環(huán)水取水口(取水口低處相對地面零米標高為16m)。凝汽器出口余氯量控制在0.1mg/l以下。本期工程2臺機組共設(shè)2套45kg/h電解海水次氯酸鈉發(fā)生裝置。次氯酸鈉發(fā)生裝置布置在循環(huán)水泵房旁的循環(huán)水加氯間內(nèi)。次氯酸鈉貯存罐布置于室外。
三、技術(shù)要求
電解海水次氯酸鈉發(fā)生裝置系統(tǒng)由自動沖洗海水過濾器、海水升壓泵、海水除沙器、次氯酸鈉發(fā)生器、次氯酸鈉貯存罐、加藥泵、酸洗設(shè)備、整流變壓器、整流柜、控制柜和動力柜等組成。
1、自動沖洗海水過濾器
為防止海水中較大的固體顆粒進入次氯酸鈉發(fā)生系統(tǒng),造成系統(tǒng)的堵塞和對系統(tǒng)管道、電極等的磨蝕,在海水泵入口處設(shè)置兩臺100%的自動沖洗海水過濾器。過濾精度為40mm。海水自動沖洗過濾器的反洗過程由過濾器進出口壓差開關(guān)控制。當壓差超過設(shè)定值時,自動反洗程序開始沖洗濾網(wǎng)上的污物。組成:由殼體、蓋、軸、濾網(wǎng)、反沖洗電機及電動排污球閥、壓差控制器和控制盤組成,所有部件出廠前整體組裝。
功能: | 去除顆粒的雜質(zhì) |
數(shù)量: | 2 |
出力: | 56m3/h |
濾網(wǎng)材料: | 316L |
殼體材料: | 316L |
濾網(wǎng)精度: | 40目 |
2、海水除沙器
由于海水含沙量較大,為防止海水中沙粒進入次氯酸鈉發(fā)生系統(tǒng),造成系統(tǒng)的堵塞和對系統(tǒng)管道、電極等的磨蝕,在海水升壓泵出口處設(shè)置兩臺100%的離心式除沙器。
組成:由上筒體、下筒體、罐體及電動排污閥組成。
功能: | 除沙 |
數(shù)量: | 2 |
出力: | 56m3/h |
濾網(wǎng)材料: | 316L |
殼體材料: | 316L |
濾網(wǎng)精度: | 33µm |
3、次氯酸鈉發(fā)生器
電解槽是選用美國Seven-Trend De Nora公司技術(shù)制造的SC330/1型單極式網(wǎng)狀透明結(jié)構(gòu)海水電解槽。電解槽為整套裝置的核心部件,通過電解槽的海水被直流電電解產(chǎn)生有效氯,電解槽的性能直接影響裝置的性能。整套裝置共有兩列電解槽組并聯(lián),每組電解槽是有SC330/1型電解槽串聯(lián)而成,有效氯產(chǎn)量為45kg/h。每組電解槽各對應(yīng)1臺機組。
電解槽蓋:槽蓋采用透明的耐紫外線有機玻璃加工制造,操作人員在運行過程中可以透過槽蓋直接觀察槽內(nèi)反應(yīng)情況,有利于直觀地判斷和掌握電解槽維修和酸洗的時機,便于操作人員管好、用好設(shè)備。
電解槽殼體:殼體采用極耐次氯酸鈉腐蝕的聚氯乙烯材料制成,同其它材料相比,具有強度高,耐老化,耐腐蝕等特點,具有更高的安全性和穩(wěn)定性,消除了液體泄漏問題。
電解槽內(nèi)陽極為單極型。電解槽直立放置,海水由下向上一次性高速流過。電解產(chǎn)生的氫氣能順著水流順利排出,不會在槽內(nèi)積存。鈣鎂沉淀物在高流速下減緩了在陰極上的積存,延長了酸洗周期。電解槽有良好的密封性。水壓試驗不小于0.4Mpa。電解槽陰極、陽極之間在干燥狀態(tài)下絕緣。絕緣電阻不小于1kW。
發(fā)生器的結(jié)構(gòu): | 板式 |
數(shù)量: | 2套 |
有效氯產(chǎn)率: | ≥45 kg/h.套 |
電極壽命: | ≥5 年 |
析氯電位 | ≤1.13V(S.C.E) |
交流電耗 | ≤5.5kW.h/kg |
直流電耗 | 3.90kW.h/kg |
電極材料: | 陽極采用鈦涂貴金屬氧化物涂層 |
陰極采用哈氏合金C材料 | |
酸洗周期: | ≥720h |
4、次氯酸鈉貯存罐
系統(tǒng)有兩個次氯酸鈉貯存罐。該箱使用玻璃鋼制作(不透光)。貯存罐的進出口和排污口設(shè)置手動隔膜閥,該閥門材質(zhì)為ABS。貯存罐設(shè)置上海遠望液位計生產(chǎn)的磁翻柱液位計(配帶液位計與貯罐之間隔離閥)。次氯酸鈉貯存罐設(shè)置氫氣擴散裝置。
次氯酸鈉貯存罐的有關(guān)設(shè)計參數(shù)如下:
數(shù)量: | 2臺 |
結(jié)構(gòu)材料: | 玻璃鋼 |
結(jié)構(gòu)型式: | 立式、平底、橢圓頂 |
有效容積: | 40m3 |
附件: | 人孔、就地液位指示、藥液進口、藥液出口、進風口、排風口、溢流管道、排污口等 |
外部連接方式: | 法蘭 |
5、水泵 泵體基本構(gòu)造型式為:單級、單吸、軸與電機直聯(lián)式離心泵。水泵旋轉(zhuǎn)方向從電機方向看為順時針方向旋轉(zhuǎn)。泵應(yīng)完整地包括泵體、軸、葉輪、聯(lián)軸器、安全罩、底盤和電動機。泵和電機安裝在公用底盤上。軸密封采用機械密封(動環(huán):碳化硅靜環(huán):石墨O型圈:聚四氟乙烯彈簧:哈氏合金),確保密封處不發(fā)生泄漏。葉輪及泵軸等旋轉(zhuǎn)部件裝配起來之后,能處于靜平衡和動平衡,葉輪在不拆卸管件的情況下,很容易從泵殼內(nèi)卸下來。用于傳遞泵與電機之間的旋轉(zhuǎn)運動和轉(zhuǎn)矩的聯(lián)軸器采用具有一定彈性的聯(lián)軸器。泵配套電機保證能在空氣濕度大于95%的情況下安全、連續(xù)運行。
泵的有關(guān)設(shè)計參數(shù)如下:
海水升壓泵 | 連續(xù)加藥泵 | 沖擊加藥泵 | 酸洗泵 | |
數(shù)量: | 2臺 | 2臺 | 1臺 | 1臺 |
結(jié)構(gòu)型式: | 臥式離心泵 | 臥式離心泵 | 臥式離心泵 | 臥式離心泵 |
泵體 | TA2 | TA2 | TA2 | TA2 |
葉輪 | TA2 | TA2 | TA2 | TA2 |
出入口 | TA2 | TA2 | TA2 | TA2 |
軸 | 3Cr13 | 3Cr13 | 3Cr13 | 3Cr13 |
適用介質(zhì): | 海水 | 次氯酸鈉溶液 | 次氯酸鈉溶液 | 鹽酸溶液 |
6、風機
風機基本構(gòu)造型式為:離心式。風機在整個運行工況條件下,必須運行平穩(wěn)、無振動。風機的密封性能良好。風機的有關(guān)設(shè)計參數(shù)如下:
數(shù)量: | 2臺(互為備用,故障自動連鎖啟動) |
容量: | 在次氯酸鈉發(fā)生器額定出力條件下運行時,保證使氫氣濃度稀釋到1%以下 |
結(jié)構(gòu)型式: | 離心風機 |
結(jié)構(gòu)材料: | 玻璃鋼 |
7、酸洗罐
系統(tǒng)有一個酸洗罐。該罐使用玻璃鋼制作。酸洗罐的進出口和排污口設(shè)置手動隔膜閥,該閥門材質(zhì)為ABS。酸洗罐設(shè)置帶磁翻板的液位計。酸洗罐的容積能滿足一次酸洗用酸量并有50%的富裕量。
酸洗罐和酸洗泵為組合框架式結(jié)構(gòu)。酸洗罐的有關(guān)設(shè)計參數(shù)如下:
數(shù)量: | 1臺 |
容積: | 1.0m3 |
結(jié)構(gòu)材料: | 玻璃鋼 |
結(jié)構(gòu)型式: | 立式、平底 |
附件: | 就地液位指示、藥液進口、藥液出口、溢流管道、排污口等 |
外部連接方式: | 法蘭 |
8. 儀表和控制要求
整個次氯酸鈉發(fā)生裝置控制系統(tǒng)按照無人值守來進行設(shè)計控制方式采用PLC控制,對整個裝置控制進行正常啟、停、運行、控制及報警。
次氯酸鈉發(fā)生裝置控制系統(tǒng)有兩種操作方式。一種操作方式為通過 CRT/鍵盤操作員站進行,控制室不設(shè)常規(guī)控制儀表盤。另一種方式為通過由 PLC網(wǎng)絡(luò)上的公共操作員站(即水網(wǎng)操作員站)進行操作。
第二節(jié) 系統(tǒng)運行及維護
一、概述
1 功能
電解海水制氯裝置通過就地電解含有一定氯離子濃度的海水產(chǎn)生次氯酸鈉溶液,防止海水中海生物的繁殖或生長。
2 工作原理
含有氯離子的海水流經(jīng)電解槽時,給電解槽通以直流電,在電解槽內(nèi)產(chǎn)生如下反應(yīng):
陽極反應(yīng):
2Cl-→Cl2+2e
陰極反應(yīng):
2H2O+2e→2OH-+H2↑
極間的化學(xué)反應(yīng):
(1)Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O
(2)ClO-+H2O=HClO+ OH-
(3)HClO=H++ ClO-
總反應(yīng):
NaCl+H2O→NaClO+H2↑
平衡反應(yīng)(1)、(2)和(3)的運行方向主要取決于PH值和環(huán)境溫度。
除上述反應(yīng)外,由于海水中存在鈣、鎂離子,電解時這些離子會在陰極上形成鈣和鎂的沉淀物,增加電能的消耗。因此,必須通過酸洗的方法定期消除這些沉淀物。
3 資源需求
海水:壓力 0.0~0.4MPa
流量 56m3/h
動力電源: 6kV/380V,50Hz,3ph
儀表電源: 220V,50Hz
二、系統(tǒng)描述
1 設(shè)計參數(shù)
1.1 連續(xù)加藥濃度:1mg/L;沖擊加藥濃度:3mg/L
1.2 加藥方式:連續(xù)復(fù)合每天一次的沖擊加藥
1.3 裝置產(chǎn)氯量:2X45Kg/h
2裝置描述
電解海水制氯裝置是通過整流變壓器和整流器,將AC6.3KV交流電變壓整流為直流電,施加到海水電解槽的陰、陽極上。使海水發(fā)生電解產(chǎn)生活性有效氯,投加到機組冷卻海水中,以解決海生物及菌藻類在冷卻水管道和凝汽器銅管上附著繁殖、減少流通面積影響輸水能力、降低凝汽器冷卻效率、迫使機組降低負荷運行影響發(fā)電等諸多問題。
裝置包括兩組有效氯產(chǎn)量為45kg/h的電解槽,每組電解槽可以獨立運行,可分別對應(yīng)于二臺機組。
2.1 裝置組成
該電解海水制氯裝置主要由電解槽組件、供配電設(shè)備、機械設(shè)備及控制儀表組成。詳見工藝流程圖。
電解槽組件
電解槽組件是裝置的核心部件。整套電解海水制氯裝置是由兩列45kg/h電解槽組組成,每組電解槽包括7個SC300/3型電解槽,該14個電解槽在水路上通過管道并聯(lián)連接,在電路上通過導(dǎo)電母排串聯(lián)連接。通過電解槽的海水被直流電電解產(chǎn)生有效氯,每列電解槽的產(chǎn)氯量為45kg/h。整個電解槽組件在出廠前已組裝在一個組架上。
供配電設(shè)備
供配電設(shè)備由整流變壓器、整流器、低壓配電柜組成。整流器和整流變壓器通過導(dǎo)電母排與電解槽組件連接,并為電解槽提供直流電。低壓配電柜通過電纜和機電設(shè)備連接并提供交流電。
機械設(shè)備
機械設(shè)備由海水泵、過濾器、風機、加藥泵、次氯酸鈉儲罐及酸洗設(shè)備組成。這些設(shè)備由UPVC管道連接。
熱控設(shè)備
熱控設(shè)備由程控柜、操作員站和溫度、流量、液位、壓力、壓差等傳感器及儀表組成。
2.3工藝流程
裝置在正常運行狀態(tài)下工作時,海水通過一用一備自動清洗過濾器除去海水中大顆粒物質(zhì)(大于0.5mm),經(jīng)二臺耐海水腐蝕的海水升壓泵(一用一備)將海水升壓,然后通過除沙器(一用一備)除去直徑在0.04mm以上的沙粒后進入電解槽組件。制氯單元是由兩組45kg/h電解槽組成,每組電解槽是采用Seven-Trend De Nora公司的技術(shù)制造的三片式SC型 海水電解槽組成,每組電解槽在水路上通過管道串聯(lián)連接,在電路上通過導(dǎo)電母排串聯(lián)連接。兩套整流裝置將6kV交流電轉(zhuǎn)化為直流電分別供給對應(yīng)的電解槽組,將流經(jīng)電解槽的海水電解,產(chǎn)生次氯酸鈉溶液及副產(chǎn)物氫氣進入次氯酸鈉儲罐。
詳見工藝流程圖附圖。
電解海水時,除產(chǎn)生次氯酸鈉和氫氣外,還不可避免地產(chǎn)生鈣、鎂沉淀物,并在電解槽陰極上累積,導(dǎo)致電解槽槽電壓升高,電流效率下降,電耗增大。因此須定期地對電解槽進行酸洗,以除去陰極表面的沉淀物。電解槽酸洗周期一般為30天。酸洗時,首先將海水或自來水注入酸洗罐內(nèi),達到一定高度,然后通過離心式塑料泵使罐內(nèi)海水高速流過配比器(噴射器)內(nèi)經(jīng)計算校核的小孔,從而將鹽酸抽至酸洗罐。再次注入海水,調(diào)整鹽酸溶液濃度為10%。而后使稀鹽酸在酸洗罐和電解槽組之間進行循環(huán)。酸洗結(jié)束后,酸洗泵再把積存在電解槽組內(nèi)的廢酸抽回酸洗罐,后中和排出,酸洗結(jié)束。
2.4設(shè)備描述
2.4.1電解槽
我所提供的電解海水制氯裝置中核心部件——電解槽是選用美國Exceltec有限公司技術(shù)制造的SC330/3型網(wǎng)狀透明結(jié)構(gòu)海水電解槽。
主要參數(shù)
型號: SC330/3
數(shù)量: 14臺
有效氯產(chǎn)量: 2X45Kg/h
液體流量: 2 X 28m3/h
直流電耗: ≤4.5kw/kg
陽極材質(zhì): 鈦涂多元貴金屬氧化物涂層
陰極材質(zhì): 哈氏合金
工作電壓: ≤37V
工作電流: 3600A
電極清洗周期: ≥30天
主要特點:
電解槽蓋:槽蓋采用透明的有機玻璃加工制造,操作人員在運行過程中可以透過槽蓋直接觀察槽內(nèi)反應(yīng)情況,有利于更準確掌握電解槽維修和酸洗的時機。
電解槽殼體:殼體采用極耐次氯酸鈉腐蝕的聚氯乙烯材料加工而成,該結(jié)構(gòu)具備高的安全性和穩(wěn)定性,特制的O型圈密封消除了液體泄漏問題。
陽極:陽極采用鈦涂貴金屬氧化物涂層的尺寸穩(wěn)定陽極(DSA)。該陽極在0~45℃溫度范圍內(nèi)均有良好的電化學(xué)性能,具有長壽命使用特性。陽極為板網(wǎng)式形狀,陽極和陰極用PVDF隔片保持2.5mm間距。
陰極:陰極采用鈦合金。鈦合金在海水和次氯酸鈉介質(zhì)中具有較強的耐蝕性。
密封:槽內(nèi)導(dǎo)電件的密封采用氟橡膠O型圈,殼體和蓋的密封用硅橡膠O型圈。這些密封形式經(jīng)長期運行證明有的密封性能。
金屬零件:槽內(nèi)所有緊固件和結(jié)構(gòu)件的材料均為鈦,外部的緊固件為黃銅和紫銅。
導(dǎo)電:電解槽陰極或陽極的導(dǎo)電連接件為鈦-銅復(fù)合棒,復(fù)合棒在槽內(nèi)部分為鈦,在槽外部分為銅。這樣既避免了腐蝕,又保證導(dǎo)電良好。槽間電連接采用銅板,拆卸十分簡便、快捷。
設(shè)計:電解槽內(nèi)陽極為單極型。電解槽直立放置,海水由下向上一次性高速流過。電解產(chǎn)生的氫氣能順著水流順利排出,不會在槽內(nèi)積存。鈣鎂沉淀物在高流速下減緩了在陰極上的積存,延長了酸洗周期。
2.4.2 海水升壓泵
選用IH80-65-160型號的鈦泵。
海水升壓泵為臥式離心泵,密封形式為單端面機械密封,采用耐腐蝕性材料制成,軸承架形成組合部件,拆裝方便。泵殼體、葉輪、軸材料等均為鈦合金,極耐次氯酸鈉腐蝕。
電機功率:18.5KW,380V
揚程:30m
流量:56m3/h
2.4.3 加藥泵
連續(xù)加藥泵選用同海水升壓泵IH65-50-125型號的鈦泵。
沖擊加藥泵選用IH100-80-160型號的鈦泵。
電機功率:15KW,380V
揚程:30m
流量:120m3/h
2.4.4 風機
風機采用中低壓離心式鼓風機,用以稀釋次氯酸鈉儲罐內(nèi)的氫氣。葉輪由10個后傾的機翼型葉片、曲線型前盤和平板后盤組成。靜平衡高,空氣性能好,效率高,運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。
2.4.5 自動清洗過濾器
選用ZHG56-LA型自動清洗過濾器。
結(jié)構(gòu)特點:
海水過濾器是用來濾除海水中的雜質(zhì),防止電解槽堵塞。過濾器采用自動反沖洗型,殼體、濾網(wǎng)、軸均采用耐海水腐蝕的不銹鋼。
操作原理:
該過濾器利用系統(tǒng)的壓差,不影響海水流動情況下自動進行反沖洗,清洗時不需要獨立供應(yīng)清洗液。
正常操作時,海水從過濾器入口進入管型線濾網(wǎng)筒,所有大于0.4mm的雜質(zhì)留在網(wǎng)內(nèi)。這個過程連續(xù)進行直到雜質(zhì)在過濾器管內(nèi)積累到一定程度,導(dǎo)致壓差增加。當壓差控制器達到預(yù)先設(shè)定值(0.035Mpa)時,自動反沖洗開始啟動。通過濾網(wǎng)體的轉(zhuǎn)動,每個網(wǎng)芯管分別連接到反沖洗出口,利用反沖洗水分別有效地沖洗過濾器的每個網(wǎng)芯管,并將了沖洗雜質(zhì),通過排污閥排到地溝中。
整個操作過程通過壓差控制自動進行。當所有的過濾器管被清洗完畢,自動反沖洗循環(huán)停止,過濾器恢復(fù)到正常方式直到壓差控制器下一次動作,重復(fù)進行清洗。
2.4.6 次氯酸鈉儲罐
次氯酸鈉儲罐選用容積為40m3的玻璃鋼儲罐。
次氯酸鈉儲罐是用來以風機強制鼓風稀釋電解產(chǎn)生的氫氣,并排除電解過程中形成的鈣、鎂沉淀物。次氯酸鈉儲罐為直立式,橢圓形封頭的罐體,以利用排氫和排污。次氯酸鈉儲罐是由玻璃鋼材料制造,既耐腐蝕,又可滿足室外抗溫差及日光照射等因素老化的要求。次氯酸鈉儲罐裝有溢流管、排污管、人孔、就地液位顯示、液位開關(guān)及液位控制系統(tǒng)。液位開關(guān)設(shè)定很低、低、高、很高四點。
2.4.7酸洗設(shè)備
酸洗泵
酸洗泵選用CQF型離心式耐腐蝕塑料泵。泵體材料選用增強聚丙烯材料,極耐腐蝕。酸洗泵用來將稀鹽酸在酸洗罐和電解槽組之間循環(huán)。同時,當酸洗結(jié)束后,將積存在電解槽組內(nèi)的廢酸抽空。
電機功率:1.1KW,380V
揚程:20m
流量:3.0 m3/h
酸洗罐
酸罐選用FRP罐。容積為1.5m3,立式放置,設(shè)有液位指示裝置,便于配比鹽酸。
2.4.8管道及閥門
裝置中所有管道和閥門均采用耐蝕性*的UPVC材料。
2.4.9 整流控制柜
整流控制柜的作用是給電解槽提供直流電,給水泵及儀表提供供電電源及對整套裝置進行控制和保護。
整流控制柜具有手動和自動兩種操作方式。在手動狀態(tài)下,可對設(shè)備進行逐個啟、停操作,此功能用于裝置調(diào)試、維修期間或自動狀態(tài)失效后的控制操作。在自動狀態(tài)下,所有控制和保護功能啟動,可保證裝置安全可靠地運行,此功能用于正常的運行操作。
在自動狀態(tài)下,整流控制柜具有過電流和過電壓保護、溫度顯示及溫度高限保護、電解槽前液體壓力高限保護、電解槽前液體液位以及次氯酸鈉儲罐液位控制等功能。
2.4.10 儀表
儀表主要由電磁流量計、電接點隔膜壓力表、溫度傳感器、隔膜壓力表、浮球液位開關(guān)組成。
電接點隔膜壓力表
安裝于電解槽前入口處,設(shè)有壓力高限控制及報警。
電接點隔膜壓力表(001PIS)型號為YXC-100MF,隔片材料為鉭合金。
溫度傳感器
安裝于電解槽前入口處,測量進入電解槽的液體溫度并設(shè)有溫度高保護。
溫度傳感器的型號為Pt100,套管材料為TA2。
隔膜壓力表
安裝在加藥泵的出口,就地顯示加藥泵的出口壓力。
隔膜壓力表的型號為Y-100MF,膜片材料為鉭。
浮球液位開關(guān)
安裝于次氯酸鈉儲罐內(nèi),并設(shè)有高、中、低三點。根據(jù)液位在不同的位置,控制加藥泵及整流控制柜的運行和停止。
浮球液位開關(guān)采用液滴形液位開關(guān),型號為UK-303B,開關(guān)接觸液體部分為聚丙烯制成,在100℃以下的液體內(nèi)可長期使用。
三、系統(tǒng)的運行
1 系統(tǒng)運行模式
根據(jù)需求,系統(tǒng)可有兩種工作模式:手動模式和自動模式。
1.1 手動模式
手動模式是由操作人員根據(jù)工藝流程分步控制各個設(shè)備運行。在設(shè)備調(diào)試階段應(yīng)采用手動模式。但必須明確的是:違反工藝要求的操作不會被執(zhí)行。例如:在風機沒有運行的情況下,啟動整流器的操作不會被執(zhí)行。
1.2 自動模式
自動模式是由PLC根據(jù)編制好的程序自動控制各個設(shè)備運行。設(shè)備調(diào)試完成投入正常運行時,系統(tǒng)運行建議采用自動模式。
2 啟動準備
2.1 初始狀態(tài)
a. 循環(huán)水系統(tǒng)已投入運行,并可接受來自制氯站的次氯酸鈉溶液。
b. 管道已沖洗完畢,無顆?;螂s質(zhì)。
c. 過濾器已調(diào)試完畢,能正常運行,所有閥門都處于正常運行的狀態(tài)。
正常運行時閥門所處狀態(tài):
正常運行時的參數(shù)
正常運行時主要參數(shù)如下:
每組電解槽流量:28m3/h
電解電流:6300A
裝置控制報警點的設(shè)置
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D001、D101、D102、QP01、QP02、NZ01、D103、NZ02、D104、D105、D106、QP03、QP04、D107、D108、D008、D109、D111、NZ03、D110、NZ04、D112 | D002、Q408、Q410、Q411、Q412、Q413、Q420、Q409、Q414、Q415、Q416、Q417、Q421、Q418、Q419、QY01、QY02、D007、D201 |
設(shè)備 | 控制項目 | 報警值 | |
上限值 | 下限值 | ||
電解槽 | 入口壓力 | 0.4MPa | |
入口流量 | 16.2m3/h | ||
出口溫度 | 55℃ | ||
槽壓 | 37V | 1V | |
整流器 | 電流 | 6300A | |
電壓 | 60V | ||
冷卻水壓力 | 0.2MPa | ||
次氯酸鈉儲罐 | 液位高限 | 3.6m | |
液位中限 | 1.6 m | ||
液位低限 | 0.5m |
2.2 電源
a. 給低壓配電柜供電的AC380V電源閉合。
b. 在低壓配電柜上閉合下列設(shè)備的電源:
整流變壓器
控制柜
整流器控制電源1
整流器控制電源2
加藥泵1
加藥泵2
沖擊加藥泵
酸洗泵
海水泵1
海水泵2
風機1
風機2
c. 在配電柜上啟動控制柜的電源。
3 系統(tǒng)啟動
3.1 手動啟動
a. 將整流器的遠控/就地開關(guān)置于“遠控”。
b. 將低壓配電柜上所有(控制柜除外)遠控/就地開關(guān)置于“遠控”。
c. 將控制柜的自動/手動開關(guān)置于“手動”。
d. 根據(jù)需要選擇1組或2組或兩組同時運行。
e. 在控制柜上進行如下操作:
啟動風機。
啟動海水泵。
延時約1分鐘后,啟動整流器,調(diào)節(jié)電流輸出給定旋鈕,使電流達到6300A。
儲罐液位到達中液位后,可以啟加藥泵進行加藥。
儲罐液位到達高液位后,啟動沖擊加藥泵進行加藥。
3.2 自動啟動
a. 將整流器的遠控/就地開關(guān)置于“遠控”。
b. 將低壓配電柜上的遠控/就地開關(guān)(控制柜除外)置于“遠控”。
c. 將控制柜的手動/自動開關(guān)置于“自動”。
d. 根據(jù)需要選擇1組或2組或兩組同時運行。
e. 在控制柜上啟動“自動啟動”按鈕。
f. 系統(tǒng)按“手動啟動”中的順序自動啟動。
說明:兩套同時運行時,所有的海水泵,整流器,加藥泵均啟動。
單套運行時(1組或2組),只啟動相應(yīng)組的整流器,海水泵和加藥泵處于一用一備狀態(tài)。
3.3 建議的啟動程序
在制氯系統(tǒng)的啟動中,尤其是裝置在停機一段時間后的啟動,由于水路中各個流量調(diào)節(jié)閥不一定在合適的調(diào)節(jié)位置。建議采用如下手、自動配合啟動的方法,達到安全運行的目的。
a. 將控制柜的自動/手動開關(guān)置于“手動”。
b. 根據(jù)需要選擇1組或2組或兩組同時運行。同時調(diào)節(jié)好水路中各個閥門的位置,與之配合。
c. 依次啟動風機、海水泵。
d. 檢查水路流量、液位達到要求后,啟動整流器。并調(diào)節(jié)輸出電流到需要值。
e. 將控制柜的自動/手動開關(guān)置于“自動”。
4 系統(tǒng)停止
4.1 手動停止
a. 將控制柜的手動/自動開關(guān)置于“手動”。
b. 在控制柜上進行如下操作:
將整流器輸出電流調(diào)到0,停運整流器
停運海水泵
停運加藥泵
停運風機
4.2 自動停止
a. 將控制柜的手動/自動開關(guān)置于“自動”。
b. 在控制柜上啟動“自動停”按鈕,系統(tǒng)按編制好的程序自動停止運行。此時風機回延時一段時間(進行除氫),然后停止。
5 CRT的操作
圖形操作員窗口CRT位于控制臺面板右側(cè),操作人員可以從中觀察系統(tǒng)運行參數(shù)、流程,以及參數(shù)的設(shè)定。
5 .1 主畫面
當控制柜加電后,PLC和CRT啟動,CRT顯示主畫面如下:
屏幕的下方是選擇菜單區(qū),每個菜單選項下方對應(yīng)著相應(yīng)的操作按鈕。操作員只須按下相應(yīng)的按鈕,即可進入該選項畫面。其它畫面的操作也類似。
主畫面下有三種選項:流程、參數(shù)、設(shè)置。
5 .2 流程畫面
從主畫面按下F9,即進入流程畫面。流程畫面顯示了工作流程,如下:
畫面中每一個圖形代表一個設(shè)備。設(shè)備的運行情況通過圖形的顏色來表示。
紅色代表運行,綠色代表停止。儲液罐的液位由柱狀色帶表示。
在流程畫面下還有一個槽壓菜單選項,按“F11”可以進入。如下圖:
畫面共有八個柱狀圖,每個柱狀圖顯示一個槽壓值。
按返回F14鍵,回到上級菜單。
5 .3 參數(shù)畫面
在主畫面下,按F10鍵可進入?yún)?shù)畫面。如下圖:
在參數(shù)畫面,用戶可以監(jiān)視系統(tǒng)運行的各項參數(shù)。包括輸出電流、輸出電壓、流量、溫度、槽壓等。
按下F9,直接進入流程畫面。
按返回F14鍵,回到上級畫面。
5 .4 設(shè)置畫面
在主畫面下,按F12鍵可進入?yún)?shù)畫面。如下圖:
在設(shè)置畫面,用戶可以設(shè)置系統(tǒng)的流量下限報警設(shè)定值、溫度上限報警設(shè)定值,以及當前的系統(tǒng)時間和日期。
當用戶想要修改某項值時,先用光標鍵將光標移動到修改位置,然后按下任意數(shù)字鍵。此時會彈出密碼輸入窗口。輸入“100”,按下回車鍵,就可以輸入需要更新的值了。輸入完成后按回車鍵,如果輸入值合法,則輸入值會成為當前值。
6 電解槽的酸洗
6.1 酸洗前的準備
a. 關(guān)閉電解槽的供電電源。
b. 在電解槽停電的情況下,繼續(xù)通水5分鐘左右,沖洗電解槽內(nèi)的殘余次氯酸鈉溶液。
c. 停止海水泵、加藥泵的運行。
d. 準備37%的工業(yè)鹽酸。
6.2 電解槽的酸洗
a. 稀鹽酸的配制
關(guān)閉閥門Q401、Q407,打開自來水進口閥門Q503,觀察酸洗罐液位計液位高度達到總高度的50%(約600L)時,關(guān)閉自來水進口閥門Q503,準備200L約37%的工業(yè)鹽酸,將閥門Q406下的軟管插入到濃鹽酸容器的底部。
關(guān)閉閥門Q402、Q403、Q404,打開閥門Q401、Q405、Q406、QP09、啟動酸洗泵,當噴射器吸取鹽酸時,觀察酸洗罐液位計,液位高度達到總高度的60%(約800L)時,停止酸洗泵的運行,此時濃度為10%的稀鹽酸溶液已配制完畢。
b. 電解槽的酸洗
● 1#電解槽組
關(guān)閉閥門Q402、Q405、Q404、Q407、D105、D106、D107、D108、Q420、Q409,打開閥門Q401、Q403、QP09、Q408、Q410、Q411、Q412、Q413,啟動酸洗泵,使稀鹽酸在電解槽和酸洗罐間循環(huán)2小時(從電解槽正面觀察鈣鎂沉淀已干凈為宜),停止酸洗泵的運轉(zhuǎn)。
在以上閥門狀態(tài)下,關(guān)閉閥門Q401、Q403,打開閥門Q402、Q404,啟動酸洗泵,觀察電解槽內(nèi)酸液抽光后,停運酸洗泵,并關(guān)閉閥門。
● 2#電解槽組
關(guān)閉閥門Q402、Q405、Q404、Q407、D105、D106、D107、D108、Q421、Q408,打開閥門Q401、Q403、QP09、Q409、Q414、Q415、Q416、Q417,啟動酸洗泵,使稀鹽酸在電解槽和酸洗罐間循環(huán)2小時(從電解槽正面觀察鈣鎂沉淀已干凈為宜),停止酸洗泵的運轉(zhuǎn)。
在以上閥門狀態(tài)下,關(guān)閉閥門Q401、Q403,打開閥門Q402、Q404,啟動酸洗泵,觀察電解槽內(nèi)酸液抽光后,停運酸洗泵,并關(guān)閉閥門。
c. 稀鹽酸的中和排放
當稀鹽酸的濃度下降到5%以下,不能繼續(xù)使用,須加堿將其中和排放。
此時酸洗結(jié)束。
四、 維護
1 維護總則
次氯酸鈉發(fā)生裝置需每5年進行一次大修或設(shè)備更換。正常運行期間,為確保裝置安全可靠地運行,必須按有關(guān)進行定期檢查和試驗。
電解槽的陽極須5年更換一次,以保證電解槽率、低電耗地穩(wěn)定工作。
2 維護說明
2.1 定期維護
2.1.1每天的維護
a. 目視檢查設(shè)備和管道是否漏水。發(fā)現(xiàn)任何泄漏必須進行排除。
b. 檢查通過電解槽組的水流量在27m3/h左右。如流量不在此范圍內(nèi),調(diào)節(jié)閥門D105、D106,使其滿足此流量范圍。
c. 檢查加藥泵的出口壓力是否在正常值范圍內(nèi)。
d. 記錄通過電解槽的水流量、電解槽入口壓力和出口溫度,整流器輸出的直流電流和直流電壓。
2.1.2 每周的維護
a. 檢查次氯酸鈉儲罐的浮球液位開關(guān)是否正常。
b. 檢查水泵的噪音和振動是否正常。
c. 參照附錄6-1,測量電解槽出口的次氯酸鈉濃度并記錄。
d. 檢查電解槽各密封面和導(dǎo)電螺栓是否有漏水。
e. 建議停機沖洗各電解槽。
2.1.3 每月的維護
a. 檢查次氯酸鈉儲罐和酸洗箱外表是否有裂紋或嚴重劃傷。
b. 對上述設(shè)備進行排污操作,除去沉淀在罐底的沉淀物。
c. 當整流器滿負荷工作時,測量每個電解槽的槽電壓。如果槽與槽之間的電壓偏差超過3V,應(yīng)停機檢查。
d. 根據(jù)槽壓值和產(chǎn)氯量確定是否需要酸洗。
e. 如需要酸洗,按照3.6章節(jié)的要求進行操作。
2.1.4 每年的維護
a. 對水泵進行拆卸檢查,如有部件損壞,應(yīng)及時更換。
b. 檢查整流控制柜有無損壞或過熱的跡象。
c. 清除整流控制柜內(nèi)的積灰。
2.2 五年大修的維護
2.2.1 拆卸電解槽,更換陽極板、密封圈等部件。
2.2.2 其它設(shè)備,參照附錄6-2進行大修維護。
附錄:有效氯濃度測量方法:
電解海水中有效氯含量的測定方法
鹽水電解后形成的具有氧化能力的各種狀態(tài)氯(CI2、CIO-、NaOCI)的總和,稱之為有效氯含量。
1. 容量法
本方法適用于電解海水制氯系統(tǒng)在運行時,在實驗室測定已電解的海水中有效氯的含量。
1.1 方法原理
電解海水中的有效氯能將碘化鉀中的碘氧化成游離態(tài)的碘,用硫代硫酸鈉滴定析出的碘,根據(jù)滴定液的用量,計算海水中有效氯的濃度。
1.2 試劑
a. 碘化鉀(KI)分析純
b. 硫代硫酸鈉(Na2S2O3·5H2O)分析純
c. 硫酸 6N 分析純
d. 淀粉溶液 5%
e. 碳酸鈉(Na2CO3)分析純
f. 重鉻酸鉀(K2Cr2O7)基準純
1.3 0.1N硫代硫酸鈉溶液配制
稱取25g硫代硫酸鈉,用煮沸、冷卻后的蒸餾水1000ml,溶解硫代硫酸鈉,并加少量碳酸鈉,儲于棕色瓶中,放置1~2天后標定其濃度。
1.4 0.1N硫代硫酸鈉溶液的標定
1.4.1 0.1N重鉻酸鉀溶液的配制
a. 準確稱取在120℃下干燥至衡重的重鉻酸鉀4.9030g,
b. 用蒸餾水溶解,并移入1L容量瓶中稀釋至刻度,搖勻。
1.4.2 標定
a. 抽取25ml 的0.1N重鉻酸鉀溶液移入錐型瓶中,加5ml 6N的硫酸,2g碘化鉀,然后用0.1N硫代硫酸鈉溶液(1.3)滴定至淡黃色。
b. 加入1ml 5%的淀粉,繼續(xù)滴定至終點(顯示亮綠色),記下0.1N硫代硫酸鈉溶液的用量V(ml)。
c. 按1.4.2(a)(b)規(guī)定,重復(fù)取樣三次,計算0.1N硫代硫酸鈉溶液的用量的平均值V。
d. 按同樣操作滴定各種試劑值,從V中扣除。
1.4.3 計算
由公式(1)計算經(jīng)標定的0.1N硫代硫酸鈉溶液的濃度
N=0.1×25/V (1)
1.5 0.01N硫代硫酸鈉溶液的配制
抽取已標定的0.1N硫代硫酸鈉溶液100ml,移入1L容量瓶中,用煮沸、冷卻后的蒸餾水稀釋到刻度,搖勻。
1.6 有效氯含量的測定
a. 在250ml 錐形瓶中,加入2g KI ,5ml 6N 的硫酸,并加入100ml 的電解鹽水,搖勻,放置5min。
b. 用0.01N的硫代硫酸鈉溶液滴定至淡黃色,加入1ml 5%的淀粉溶液繼續(xù)滴定至無色,并記下0.01N硫代硫酸鈉溶液的用量(VNa2S2O3)。
1.7 有效氯含量的計算
按公式(2)計算電解海水中有效氯的濃度
C=346.3×VNa2S2O3/V (2)
式中:
C——電解海水中有效氯的濃度 mg/l (ppm)
VNa2S2O3——0.01N硫代硫酸鈉溶液的體積(ml)
V——被測電解鹽水的體積(ml)
1.8 測量誤差
根據(jù)兩次滴定結(jié)果,計算有效氯濃度的相對誤差為:
測量范圍:100—300ppm 相對誤差 5%
測量范圍:300—800ppm 相對誤差 3%
1.9 產(chǎn)氯量計算
a. 記錄流量計的讀數(shù)
b. 按公式(3)計算產(chǎn)氯量(G)
G=C×1.0255×B (3)
式中 :
G——產(chǎn)氯量(g/h)
B——鹽水流量(m3/h)
1.025——鹽水密度(Kg/l)
1.10 電流效率計算
a. 記錄整流器的輸出電流、電壓
b. 按公式(4)計算電流效率(η)
η=G/1.323×A× (4)
式中:
η——電流效率
G——產(chǎn)氯量(g/h)
A——整流器輸出電流(A)
1.323——電化當量(g/Ah)
1.11 直流電耗計算
按公式(5)計算直流電耗(W)
W=(A×V)/G (5)
式中:
W——耗電率(Kwh/KgCI2)
A——整流器輸出電流(A)
V——電解槽槽壓(V)
電解海水制取次氯酸納及加藥系統(tǒng)圖
15101169516