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文檔簡(jiǎn)介

1、電解海水制次氯酸鈉北海電廠循環(huán)水處理工藝輔控二值陳克林工藝簡(jiǎn)介 電解海水制氯裝置通過電解含有一定氯離子濃度的海水產(chǎn)生次氯酸鈉溶液,把次氯酸鈉加入到循環(huán)水中,抑制微生物的生長和繁殖,達(dá)到保護(hù)循環(huán)水系統(tǒng)。工作原理 含有氯離子的海水流經(jīng)電解槽時(shí),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+2e2OH-+H2 兩極間的化學(xué)反應(yīng): (1)Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O (2)ClO-+H2O=HClO+ OH- (3)HClO=H+ ClO-總反應(yīng)方程 總反應(yīng): NaCl+H2ONaClO+H2 平衡反應(yīng)(1)、(2)和(3)的運(yùn)行方

2、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(shí)這些離子會(huì)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。系統(tǒng)描述 設(shè)計(jì)參數(shù) 連續(xù)加藥濃度:1mg/L;沖擊加藥濃度:3mg/L 加藥方式:連續(xù)復(fù)合每天一次的沖擊加藥 裝置產(chǎn)氯量:2X45Kg/h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(jī)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(jī)組降

3、低負(fù)荷運(yùn)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(dú)立運(yùn)行,可分別對(duì)應(yīng)于二臺(tái)機(jī)組。工藝流程 裝置在正常運(yùn)行狀態(tài)下工作時(shí),海水通過一用一備自動(dòng)清洗過濾器除去海水中大顆粒物質(zhì)(大于0.5mm),經(jīng)二臺(tái)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(jìn)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公司的最先進(jìn)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)

4、化為直流電分別供給對(duì)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(jìn)入次氯酸鈉儲(chǔ)罐。主要設(shè)備 電解海水次氯酸鈉發(fā)生裝置系統(tǒng)由自動(dòng)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(dòng)力柜等組成。 機(jī)械設(shè)備由海水泵、過濾器、風(fēng)機(jī)、加藥泵、次氯酸鈉儲(chǔ)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。整流柜主要參數(shù)型號(hào):型號(hào):KGHS-KGHS-6300/366300/36額定直流輸出電壓: 36V DC額定直流輸出電流: 6300A額定直流

5、輸出電壓調(diào)節(jié)范圍:036V DC額定直流輸出電流調(diào)節(jié)范圍:06300A DC整流方式晶閘管六相半波整流冷卻方式:水冷調(diào)節(jié)方式:恒電流PID調(diào)節(jié)恒流控制誤差:1%電解流程系統(tǒng)圖去供水專業(yè)來循環(huán)冷卻水從供水專業(yè)來循環(huán)冷卻水6kvAC 3PH 50Hz輸入6kvAC 3PH 50Hz輸入整流/變壓器整流/變壓器M/h3MPa60.30PI接酸洗入口接酸洗出口接清水入口PSA#2排氫風(fēng)機(jī)#1排氫風(fēng)機(jī)LISA2次氯酸鈉貯存罐1次氯酸鈉貯存罐沖擊投藥泵#2連續(xù)投藥泵#1連續(xù)投藥泵PIPIPI0.30120MPaM/h3FIFI3M/hMPa530.30+-+-0.20MPa43M/h從供水專業(yè)來工業(yè)水沖洗

6、酸洗區(qū)接酸洗罐清水入口洗眼器PIPITIPDAMMPDA#2自動(dòng)沖洗海水過濾器#1自動(dòng)沖洗海水過濾器0.08-.0114MPaM/h3#1海水泵#2海水泵PISAFISAPISAFISAHLHL酸洗入口#1次氯酸鈉發(fā)生器#2次氯酸鈉發(fā)生器TISAH酸洗出口酸洗出口至廢水處理系統(tǒng)循環(huán)水吸水口#1海水除沙器#2海水除沙器酸洗箱酸洗泵酸洗系統(tǒng)從1、2號(hào)機(jī)組循環(huán)水出口來海水供配電設(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(jī)電設(shè)備連接并提供交流電。整流柜圖電解槽組件 電解槽組件是裝置的核心部件。整套電解

7、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(gè)SC300/3型電解槽,該14個(gè)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(gè)電解槽組件在出廠前已組裝在一個(gè)組架上。電解槽描述 電解海水制氯裝置中核心部件電解槽是選用美國Exceltec國際有限公司技術(shù)制造的SC330/3型網(wǎng)狀透明結(jié)構(gòu)海水電解槽。發(fā)生器的結(jié)發(fā)生器的結(jié)構(gòu)構(gòu): :板式板式數(shù)量數(shù)量: :2 2套套有效氯產(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

8、/kg酸洗周期:720h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材料電解槽圖單個(gè)電解槽陰陽電極 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(qiáng)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(yùn)行證明有極好的密封性能。 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(jiǎn)便、快捷。電解主要特點(diǎn)電解槽蓋:槽蓋采用透明的有機(jī)玻璃加工制造,操作人員在

9、運(yùn)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(zhǔn)確掌握電解槽維修和酸洗的時(shí)機(jī)。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045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。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(huì)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。定期酸洗 電解海水時(shí),除產(chǎn)生

10、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(duì)電解槽進(jìn)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(shí),首先將海水或自來水注入酸洗罐內(nèi),達(dá)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(jì)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(jìn)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,最后中和排出,酸洗結(jié)束。海水升壓泵 選用IH80-65-160型號(hào)的鈦泵。 海水升壓泵為臥式離心泵,密封形式為單

11、端面機(jī)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(jī)功率:18.5KW,380V 揚(yáng)程:30m 流量:56m3/h海水升壓泵圖 加藥泵 連續(xù)加藥泵選用同海水升壓泵IH65-50-125型號(hào)的鈦泵。 電機(jī)功率:11KW,380V 揚(yáng)程:30m 流量:56m3/h 沖擊加藥泵選用IH100-80-160型號(hào)的鈦泵。 電機(jī)功率:15KW,380V 揚(yáng)程:30m 流量:120m3/h加藥泵圖風(fēng)機(jī) 風(fēng)機(jī)采用中低壓離心式鼓風(fēng)機(jī),用以稀釋次氯酸鈉儲(chǔ)罐內(nèi)的氫氣。葉輪由10個(gè)后傾的機(jī)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,

12、效率高,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。風(fēng)機(jī)圖自動(dòng)清洗過濾器選用ZHG56-LA型自動(dòng)清洗過濾器。結(jié)構(gòu)特點(diǎn):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(dòng)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(dòng)情況下自動(dòng)進(jìn)行反沖洗,清洗時(shí)不需要獨(dú)立供應(yīng)清洗液。正常操作時(shí),海水從過濾器入口進(jìn)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(gè)過程連續(xù)進(jìn)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(dāng)壓差控制器達(dá)到預(yù)先設(shè)定值(0.035Mpa)時(shí),自動(dòng)反沖洗開始啟動(dòng)。通過濾網(wǎng)體的轉(zhuǎn)動(dòng),每個(gè)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

13、個(gè)網(wǎng)芯管,并將了沖洗雜質(zhì),通過排污閥排到地溝中。整個(gè)操作過程通過壓差控制自動(dòng)進(jìn)行。當(dāng)所有的過濾器管被清洗完畢,自動(dòng)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(dòng)作,重復(fù)進(jìn)行清洗。自動(dòng)清洗過濾器圖次氯酸鈉儲(chǔ)罐 次氯酸鈉儲(chǔ)罐選用容積為40m3的玻璃鋼儲(chǔ)罐。 次氯酸鈉儲(chǔ)罐是用來以風(fēng)機(jī)強(qiáng)制鼓風(fēng)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(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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

14、、很高四點(diǎn)。次氯酸鈉儲(chǔ)罐圖系統(tǒng)的運(yùn)行 系統(tǒng)運(yùn)行模式 根據(jù)需求,系統(tǒng)可有兩種工作模式:手動(dòng)模式和自動(dòng)模式。 1 手動(dòng)模式 手動(dòng)模式是由操作人員根據(jù)工藝流程分步控制各個(gè)設(shè)備運(yùn)行。在設(shè)備調(diào)試階段應(yīng)采用手動(dòng)模式。但必須明確的是:違反工藝要求的操作不會(huì)被執(zhí)行。例如:在風(fēng)機(jī)沒有運(yùn)行的情況下,啟動(dòng)整流器的操作不會(huì)被執(zhí)行。 2 自動(dòng)模式 自動(dòng)模式是由PLC根據(jù)編制好的程序自動(dòng)控制各個(gè)設(shè)備運(yùn)行。設(shè)備調(diào)試完成投入正常運(yùn)行時(shí),系統(tǒng)運(yùn)行建議采用自動(dòng)模式。酸洗設(shè)備 酸洗泵選用CQF型離心式耐腐蝕塑料泵。泵體材料選用增強(qiáng)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(shí),當(dāng)酸洗結(jié)束后,將積存在電解槽

15、組內(nèi)的廢酸抽空。 電機(jī)功率:1.1KW,380V 揚(yáng)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。熱工保護(hù)定值設(shè)備設(shè)備控制項(xiàng)目控制項(xiàng)目報(bào)警值報(bào)警值上限值上限值下限值下限值電解槽電解槽入口壓力入口壓力0.4MPa0.4MPa入口流量入口流量16.2m16.2m3 3/h/h出口溫度出口溫度5555槽壓槽壓37V37V1V1V整流器整流器電流電流6300A6300A電壓電壓60V60V冷卻水壓力冷卻水壓力0.2MPa0.2MPa次氯酸鈉儲(chǔ)次氯酸鈉儲(chǔ)罐罐液位高限液位高限3.6m3.6m液位中限液位中限1.6 m1.6 m液位

16、低限液位低限0.5m0.5m酸洗設(shè)備圖系統(tǒng)啟動(dòng) 手動(dòng)啟動(dòng) 將整流器的遠(yuǎn)控/就地開關(guān)置于“遠(yuǎn)控”。 將低壓配電柜上所有(控制柜除外)遠(yuǎn)控/就地開關(guān)置于“遠(yuǎn)控”。 將控制柜的自動(dòng)/手動(dòng)開關(guān)置于“手動(dòng)”。 根據(jù)需要選擇1組或2組或兩組同時(shí)運(yùn)行。 在控制柜上進(jìn)行如下操作: 啟動(dòng)風(fēng)機(jī)。 啟動(dòng)海水泵。 延時(shí)約1分鐘后,啟動(dòng)整流器,調(diào)節(jié)電流輸出給定旋鈕,使電流達(dá)到6300A。 儲(chǔ)罐液位到達(dá)中液位后,可以啟加藥泵進(jìn)行加藥。 儲(chǔ)罐液位到達(dá)高液位后,啟動(dòng)沖擊加藥泵進(jìn)行加藥。自動(dòng)啟動(dòng) 將整流器的遠(yuǎn)控/就地開關(guān)置于“遠(yuǎn)控”。 將低壓配電柜上的遠(yuǎn)控/就地開關(guān)(控制柜除外)置于“遠(yuǎn)控”。 將控制柜的手動(dòng)/自動(dòng)開關(guān)置于“自

17、動(dòng)”。 根據(jù)需要選擇1組或2組或兩組同時(shí)運(yùn)行。 在控制柜上啟動(dòng)“自動(dòng)啟動(dòng)”按鈕。 系統(tǒng)按“手動(dòng)啟動(dòng)”中的順序自動(dòng)啟動(dòng)。 說明:兩套同時(shí)運(yùn)行時(shí),所有的海水泵,整流器,加藥泵均啟動(dòng)。 單套運(yùn)行時(shí)(1組或2組),只啟動(dòng)相應(yīng)組的整流器,海水泵和加藥泵處于一用一備狀態(tài)。啟動(dòng)后注意事項(xiàng) 在制氯系統(tǒng)的啟動(dòng)中,尤其是裝置在停機(jī)一段時(shí)間后的啟動(dòng),由于水路中各個(gè)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(dòng)配合啟動(dòng)的方法,達(dá)到安全運(yùn)行的目的。 將控制柜的自動(dòng)/手動(dòng)開關(guān)置于“手動(dòng)”。 根據(jù)需要選擇1組或2組或兩組同時(shí)運(yùn)行。同時(shí)調(diào)節(jié)好水路中各個(gè)閥門的位置,與之配合。 依次啟動(dòng)風(fēng)機(jī)、海水泵。 檢查水路流量、液位

18、達(dá)到要求后,啟動(dòng)整流器。并調(diào)節(jié)輸出電流到需要值。 將控制柜的自動(dòng)/手動(dòng)開關(guān)置于“自動(dòng)”。系統(tǒng)停止 手動(dòng)停止 將控制柜的手動(dòng)/自動(dòng)開關(guān)置于“手動(dòng)”。 在控制柜上進(jìn)行如下操作: 將整流器輸出電流調(diào)到0,停運(yùn)整流器 停運(yùn)海水泵 停運(yùn)加藥泵 停運(yùn)風(fēng)機(jī) 自動(dòng)停止 將控制柜的手動(dòng)/自動(dòng)開關(guān)置于“自動(dòng)”。 在控制柜上啟動(dòng)“自動(dòng)?!卑粹o,系統(tǒng)按編制好的程序自動(dòng)停止運(yùn)行。此時(shí)風(fēng)機(jī)回延時(shí)一段時(shí)間(進(jìn)行除氫),然后停止 電解槽的酸洗 酸洗前的準(zhǔn)備 關(guān)閉電解槽的供電電源。 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。 停止海水泵、加藥泵的運(yùn)行。 準(zhǔn)備37%的工業(yè)鹽酸。稀鹽酸的配制 打開自來水進(jìn)口閥門,觀察酸洗罐液位計(jì)液位高度達(dá)到總高度的60%(約600L)時(shí),關(guān)閉自來水進(jìn)口閥門,準(zhǔn)備200L約37%的工業(yè)鹽酸,將噴射器抽酸閥下的軟管插入到濃鹽酸容器的底部。 打開酸洗泵入口閥、噴射器抽酸閥、噴射器進(jìn)口閥、 酸洗泵出口壓力表閥,啟動(dòng)酸洗泵,當(dāng)噴射器吸取鹽酸時(shí),觀察酸洗箱液位計(jì),液位高度達(dá)到總高度的80%(約800L)時(shí),停止酸洗泵的運(yùn)行,此時(shí)濃度為10%的稀鹽酸溶液已配制完畢。關(guān)閉噴射器抽酸閥、噴射器進(jìn)口閥。電解槽的酸洗 酸洗1#電解槽組 1)打開酸洗泵出口

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