海水制氯Word文件下载.docx
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40目
2、海水除沙器
由于海水含沙量较大，为防止海水中沙粒进入次氯酸钠发生系统，造成系统的堵塞和对系统管道、电极等的磨蚀，在海水升压泵出口处设置两台100％的离心式除沙器。
由上筒体、下筒体、罐体及电动排污阀组成。
除沙
33µ
m
3、次氯酸钠发生器
电解槽是选用美国Seven-TrendDeNora公司技术制造的SC330/1型单极式网状透明结构海水电解槽。
电解槽为整套装置的核心部件，通过电解槽的海水被直流电电解产生有效氯，电解槽的性能直接影响装置的性能。
整套装置共有两列电解槽组并联，每组电解槽是有SC330/1型电解槽串联而成，有效氯产量为45kg/h。
每组电解槽各对应1台机组。
电解槽盖：
槽盖采用透明的耐紫外线有机玻璃加工制造，操作人员在运行过程中可以透过槽盖直接观察槽内反应情况，有利于直观地判断和掌握电解槽维修和酸洗的时机，便于操作人员管好、用好设备。
电解槽壳体：
壳体采用极耐次氯酸钠腐蚀的聚氯乙烯材料制成，同其它材料相比，具有强度高，耐老化，耐腐蚀等特点，具有更高的安全性和稳定性，消除了液体泄漏问题。
电解槽内阳极为单极型。
电解槽直立放置，海水由下向上一次性高速流过。
电解产生的氢气能顺着水流顺利排出，不会在槽内积存。
钙镁沉淀物在高流速下减缓了在阴极上的积存，延长了酸洗周期。
电解槽有良好的密封性。
水压试验不小于0.4Mpa。
电解槽阴极、阳极之间在干燥状态下绝缘。
绝缘电阻不小于1kW。
发生器的结构:
板式
2套
有效氯产率:
≥45kg/h.套
电极寿命:
≥5年
析氯电位
≤1.13V（S.C.E）
交流电耗
≤5.5kW.h/kg
直流电耗
3.90kW.h/kg
电极材料:
阳极采用钛涂贵金属氧化物涂层
阴极采用哈氏合金C材料
酸洗周期:
≥720h
5、水泵泵体基本构造型式为：
单级、单吸、轴与电机直联式离心泵。
水泵旋转方向从电机方向看为顺时针方向旋转。
泵应完整地包括泵体、轴、叶轮、联轴器、安全罩、底盘和电动机。
泵和电机安装在公用底盘上。
轴密封采用机械密封（动环：
碳化硅静环：
石墨O型圈：
聚四氟乙烯弹簧：
哈氏合金），确保密封处不发生泄漏。
叶轮及泵轴等旋转部件装配起来之后，能处于静平衡和动平衡，叶轮在不拆卸管件的情况下，很容易从泵壳内卸下来。
用于传递泵与电机之间的旋转运动和转矩的联轴器采用具有一定弹性的联轴器。
泵配套电机保证能在空气湿度大于95%的情况下安全、连续运行。
泵的有关设计参数如下：
海水升压泵
连续加药泵
冲击加药泵
酸洗泵
2台
1台
结构型式:
卧式离心泵
泵体
TA2
叶轮
出入口
轴
3Cr13
适用介质:
海水
次氯酸钠溶液
盐酸溶液
6、风机
风机基本构造型式为：
离心式。
风机在整个运行工况条件下，必须运行平稳、无振动。
风机的密封性能良好。
风机的有关设计参数如下：
2台（互为备用，故障自动连锁启动）
容量:
在次氯酸钠发生器额定出力条件下运行时，保证使氢气浓度稀释到1％以下
离心风机
结构材料:
玻璃钢
7、酸洗罐
系统有一个酸洗罐。
该罐使用玻璃钢制作。
酸洗罐的进出口和排污口设置手动隔膜阀，该阀门材质为ABS。
酸洗罐设置带磁翻板的液位计。
酸洗罐的容积能满足一次酸洗用酸量并有50%的富裕量。
酸洗罐和酸洗泵为组合框架式结构。
酸洗罐的有关设计参数如下：
容积:
1.0m3
立式、平底
附件:
就地液位指示、药液进口、药液出口、溢流管道、排污口等
外部连接方式:
法兰
8.仪表和控制要求
整个次氯酸钠发生装置控制系统按照无人值守来进行设计控制方式采用PLC控制，对整个装置控制进行正常启、停、运行、控制及报警。
次氯酸钠发生装置控制系统有两种操作方式。
一种操作方式为通过CRT/键盘操作员站进行，控制室不设常规控制仪表盘。
另一种方式为通过由PLC网络上的公共操作员站（即水网操作员站）进行操作。
第二节系统运行及维护
一、概述
1功能
电解海水制氯装置通过就地电解含有一定氯离子浓度的海水产生次氯酸钠溶液，防止海水中海生物的繁殖或生长。
2工作原理
含有氯离子的海水流经电解槽时，给电解槽通以直流电，在电解槽内产生如下反应：
阳极反应：
2Cl-→Cl2+2e
阴极反应：
2H2O+2e→2OH-+H2↑
极间的化学反应：
（1）Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O
（2）ClO-+H2O=HClO+OH-
（3）HClO=H++ClO-
总反应：
NaCl+H2O→NaClO+H2↑
平衡反应
（1）、
（2）和（3）的运行方向主要取决于PH值和环境温度。
除上述反应外，由于海水中存在钙、镁离子,电解时这些离子会在阴极上形成钙和镁的沉淀物，增加电能的消耗。
因此，必须通过酸洗的方法定期消除这些沉淀物。
3资源需求
海水：
压力0.0~0.4MPa
流量56m3/h
动力电源：
6kV/380V，50Hz，3ph
仪表电源：
220V，50Hz
二、系统描述
1设计参数
1.1连续加药浓度：
1mg/L；
冲击加药浓度：
3mg/L
1.2加药方式：
连续复合每天一次的冲击加药
1.3装置产氯量：
2X45Kg/h
2装置描述
电解海水制氯装置是通过整流变压器和整流器，将AC6.3KV交流电变压整流为直流电，施加到海水电解槽的阴、阳极上。
使海水发生电解产生活性有效氯，投加到机组冷却海水中，以解决海生物及菌藻类在冷却水管道和凝汽器铜管上附着繁殖、减少流通面积影响输水能力、降低凝汽器冷却效率、迫使机组降低负荷运行影响发电等诸多问题。
装置包括两组有效氯产量为45kg/h的电解槽，每组电解槽可以独立运行，可分别对应于二台机组。
2.1装置组成
该电解海水制氯装置主要由电解槽组件、供配电设备、机械设备及控制仪表组成。
详见工艺流程图。
电解槽组件
电解槽组件是装置的核心部件。
整套电解海水制氯装置是由两列45kg/h电解槽组组成，每组电解槽包括7个SC300/3型电解槽，该14个电解槽在水路上通过管道并联连接，在电路上通过导电母排串联连接。
通过电解槽的海水被直流电电解产生有效氯，每列电解槽的产氯量为45kg/h。
整个电解槽组件在出厂前已组装在一个组架上。
供配电设备
供配电设备由整流变压器、整流器、低压配电柜组成。
整流器和整流变压器通过导电母排与电解槽组件连接，并为电解槽提供直流电。
低压配电柜通过电缆和机电设备连接并提供交流电。
机械设备
机械设备由海水泵、过滤器、风机、加药泵、次氯酸钠储罐及酸洗设备组成。
这些设备由UPVC管道连接。
热控设备
热控设备由程控柜、操作员站和温度、流量、液位、压力、压差等传感器及仪表组成。
2.3工艺流程
装置在正常运行状态下工作时，海水通过一用一备自动清洗过滤器除去海水中大颗粒物质（大于0.5mm），经二台耐海水腐蚀的海水升压泵（一用一备）将海水升压，然后通过除沙器（一用一备）除去直径在0.04mm以上的沙粒后进入电解槽组件。
制氯单元是由两组45kg/h电解槽组成，每组电解槽是采用Seven-TrendDeNora公司的最先进技术制造的三片式SC型海水电解槽组成，每组电解槽在水路上通过管道串联连接，在电路上通过导电母排串联连接。
两套整流装置将6kV交流电转化为直流电分别供给对应的电解槽组，将流经电解槽的海水电解，产生次氯酸钠溶液及副产物氢气进入次氯酸钠储罐。
详见工艺流程图附图。
电解海水时，除产生次氯酸钠和氢气外，还不可避免地产生钙、镁沉淀物，并在电解槽阴极上累积，导致电解槽槽电压升高，电流效率下降，电耗增大。
因此须定期地对电解槽进行酸洗，以除去阴极表面的沉淀物。
电解槽酸洗周期一般为30天。
酸洗时，首先将海水或自来水注入酸洗罐内，达到一定高度，然后通过离心式塑料泵使罐内海水高速流过配比器（喷射器）内经计算校核的小孔，从而将盐酸抽至酸洗罐。
再次注入海水，调整盐酸溶液浓度为10%。
而后使稀盐酸在酸洗罐和电解槽组之间进行循环。
酸洗结束后，酸洗泵再把积存在电解槽组内的废酸抽回酸洗罐，最后中和排出，酸洗结束。
2.4设备描述
2.4.1电解槽
我所提供的电解海水制氯装置中核心部件——电解槽是选用美国Exceltec国际有限公司技术制造的SC330/3型网状透明结构海水电解槽。
主要参数
型号：
SC330/3
数量：
14台
有效氯产量：
2X45Kg/h
液体流量：
2X28m3/h
直流电耗：
≤4.5kw/kg
阳极材质：
钛涂多元贵金属氧化物涂层
阴极材质：
哈氏合金
工作电压：
≤37V
工作电流：
3600A
电极清洗周期：
≥30天
主要特点：
槽盖采用透明的有机玻璃加工制造，操作人员在运行过程中可以透过槽盖直接观察槽内反应情况，有利于更准确掌握电解槽维修和酸洗的时机。
壳体采用极耐次氯酸钠腐蚀的聚氯乙烯材料加工而成，该结构具备高的安全性和稳定性，特制的O型圈密封消除了液体泄漏问题。
阳极：
阳极采用钛涂贵金属氧化物涂层的尺寸稳定阳极（DSA）。
该阳极在0~45℃温度范围内均有良好的电化学性能，具有长寿命使用特性。
阳极为板网式形状，阳极和阴极用PVDF隔片保持2.5mm间距。
阴极：
阴极采用钛合金。
钛合金在海水和次氯酸钠介质中具有较强的耐蚀性。
密封：
槽内导电件的密封采用氟橡胶O型圈，壳体和盖的密封用硅橡胶O型圈。
这些密封形式经长期运行证明有极好的密封性能。
金属零件：
槽内所有紧固件和结构件的材料均为钛，外部的紧固件为黄铜和紫铜。
导电：
电解槽阴极或阳极的导电连接件为钛-铜复合棒，复合棒在槽内部分为钛，在槽外部分为铜。
这样既避免了腐蚀，又保证导电良好。
槽间电连接采用铜板，拆卸十分简便、快捷。
设计：
2.4.2海水升压泵
选用IH80-65-160型号的钛泵。
海水升压泵为卧式离心泵，密封形式为单端面机械密封，采用耐腐蚀性材料制成，轴承架形成组合部件，拆装方便。
泵壳体、叶轮、轴材料等均为钛合金，极耐次氯酸钠腐蚀。
电机功率：
18.5KW,380V
扬程：
30m
流量：
2.4.3加药泵
连续加药泵选用同海水升压泵IH65-50-125型号的钛泵。
冲击加药泵选用IH100-80-160型号的钛泵。
15KW,380V
120m3/h
2.4.4风机
风机采用中低压离心式鼓风机，用以稀释次氯酸钠储罐内的氢气。
叶轮由10个后倾的机翼型叶片、曲线型前盘和平板后盘组成。
静平衡高，空气性能好，效率高，运转平稳。
2.4.5自动清洗过滤器
选用ZHG56-LA型自动清洗过滤器。
结构特点：
海水过滤器是用来滤除海水中的杂质，防止电解槽堵塞。
过滤器采用自动反冲洗型，壳体、滤网、轴均采用耐海水腐蚀的不锈钢。
操作原理：
该过滤器利用系统的压差，不影响海水流动情况下自动进行反冲洗，清洗时不需要独立供应清洗液。
正常操作时，海水从过滤器入口进入管型线滤网筒，所有大于0.4mm的杂质留在网内。
这个过程连续进行直到杂质在过滤器管内积累到一定程度，导致压差增加。
当压差控制器达到预先设定值（0.035Mpa）时，自动反冲洗开始启动。
通过滤网体的转动，每个网芯管分别连接到反冲洗出口，利用反冲洗水分别有效地冲洗过滤器的每个网芯管，并将了冲洗杂质，通过排污阀排到地沟中。
整个操作过程通过压差控制自动进行。
当所有的过滤器管被清洗完毕，自动反冲洗循环停止，过滤器恢复到正常方式直到压差控制器下一次动作，重复进行清洗。
2.4.6次氯酸钠储罐
次氯酸钠储罐选用容积为40m3的玻璃钢储罐。
次氯酸钠储罐是用来以风机强制鼓风稀释电解产生的氢气，并排除电解过程中形成的钙、镁沉淀物。
次氯酸钠储罐为直立式，椭圆形封头的罐体，以利用排氢和排污。
次氯酸钠储罐是由玻璃钢材料制造，既耐腐蚀，又可满足室外抗温差及日光照射等因素老化的要求。
次氯酸钠储罐装有溢流管、排污管、人孔、就地液位显示、液位开关及液位控制系统。
液位开关设定很低、低、高、很高四点。
2.4.7酸洗设备
酸洗泵选用CQF型离心式耐腐蚀塑料泵。
泵体材料选用增强聚丙烯材料，极耐腐蚀。
酸洗泵用来将稀盐酸在酸洗罐和电解槽组之间循环。
同时，当酸洗结束后，将积存在电解槽组内的废酸抽空。
1.1KW,380V
20m
3.0m3/h
酸洗罐
酸罐选用FRP罐。
容积为1.5m3，立式放置，设有液位指示装置，便于配比盐酸。
2.4.8管道及阀门
装置中所有管道和阀门均采用耐蚀性极强的UPVC材料。
2.4.9整流控制柜
整流控制柜的作用是给电解槽提供直流电，给水泵及仪表提供供电电源及对整套装置进行控制和保护。
整流控制柜具有手动和自动两种操作方式。
在手动状态下，可对设备进行逐个启、停操作，此功能用于装置调试、维修期间或自动状态失效后的控制操作。
在自动状态下，所有控制和保护功能启动，可保证装置安全可靠地运行，此功能用于正常的运行操作。
在自动状态下，整流控制柜具有过电流和过电压保护、温度显示及温度高限保护、电解槽前液体压力高限保护、电解槽前液体液位以及次氯酸钠储罐液位控制等功能。
2.4.10仪表
仪表主要由电磁流量计、电接点隔膜压力表、温度传感器、隔膜压力表、浮球液位开关组成。
电接点隔膜压力表
安装于电解槽前入口处，设有压力高限控制及报警。
电接点隔膜压力表（001PIS）型号为YXC-100MF，隔片材料为钽合金。
温度传感器
安装于电解槽前入口处，测量进入电解槽的液体温度并设有温度高保护。
温度传感器的型号为Pt100，套管材料为TA2。
隔膜压力表
安装在加药泵的出口，就地显示加药泵的出口压力。
隔膜压力表的型号为Y-100MF，膜片材料为钽。
浮球液位开关
安装于次氯酸钠储罐内，并设有高、中、低三点。
根据液位在不同的位置，控制加药泵及整流控制柜的运行和停止。
浮球液位开关采用液滴形液位开关，型号为UK-303B，开关接触液体部分为聚丙烯制成，在100℃以下的液体内可长期使用。
三、系统的运行
1系统运行模式
根据需求，系统可有两种工作模式：
手动模式和自动模式。
1.1手动模式
手动模式是由操作人员根据工艺流程分步控制各个设备运行。
在设备调试阶段应采用手动模式。
但必须明确的是：
违反工艺要求的操作不会被执行。
例如：
在风机没有运行的情况下，启动整流器的操作不会被执行。
1.2自动模式
自动模式是由PLC根据编制好的程序自动控制各个设备运行。
设备调试完成投入正常运行时，系统运行建议采用自动模式。
2启动准备
2.1初始状态
a.循环水系统已投入运行，并可接受来自制氯站的次氯酸钠溶液。
b.管道已冲洗完毕，无颗粒或杂质。
c.过滤器已调试完毕，能正常运行，所有阀门都处于正常运行的状态。
正常运行时阀门所处状态：
正常运行时的参数
正常运行时主要参数如下：
每组电解槽流量：
28m3/h
电解电流：
6300A
装置控制报警点的设置
开
关
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
设备
控制项目
报警值
上限值
下限值
电解槽
入口压力
0.4MPa
入口流量
16.2m3/h
出口温度
55℃
槽压
37V
1V
整流器
电流
电压
60V
冷却水压力
0.2MPa
次氯酸钠储罐
液位高限
3.6m
液位中限
1.6m
液位低限
0.5m
2.2电源
a.给低压配电柜供电的AC380V电源闭合。
b.在低压配电柜上闭合下列设备的电源：
整流变压器
控制柜
整流器控制电源1
整流器控制电源2
加药泵1
加药泵2
海水泵1
海水泵2
风机1
风机2
c.在配电柜上启动控制柜的电源。
3系统启动
3.1手动启动
a.将整流器的远控/就地开关置于“远控”。
b.将低压配电柜上所有（控制柜除外）远控/就地开关置于“远控”。
c.将控制柜的自动/手动开关置于“手动”。
d.根据需要选择1组或2组或两组同时运行。
e.在控制柜上进行如下操作：
启动风机。
启动海水泵。
延时约1分钟后，启动整流器，调节电流输出给定旋钮，使电流达到6300A。
储罐液位到达中液位后，可以启加药泵进行加药。
储罐液位到达高液位后，启动冲击加药泵进行加药。
3.2自动启动
b.将低压配电柜上的远控/就地开关（控制柜除外）置于“远控”。
c.将控制柜的手动/自动开关置于“自动”。
e.在控制柜上启动“自动启动”按钮。
f.系统按“手动启动”中的顺序自动启动。
说明：
两套同时运行时，所有的海水泵，整流器，加药泵均启动。
单套运行时（1组或2组），只启动相应组的整流器，海水泵和加药泵处于一用一备状态。
3.3建议的启动程序
在制氯系统的启动中，尤其是装置在停机一段时间后的启动，由于水路中各个流量调节阀不一定在合适的调节位置。
建议采用如下手、自动配合启动的方法，达到安全运行的目的。
a.将控制柜的自动/手动开关置于“手动”。
b.根据需要选择1组或2组或两组同时运行。
同时调节好水路中各个阀门的位置，与之配合。
c.依次启动风机、海水泵。
d.检查水路流量、液位达到要求后，启动整流器。
并调节输出电流到需要值。
e.将控制柜的自动/手动开关置于“自动”。
4系统停止
4.1手动停止
a.将控制柜的手动/自动开关置于“手动”。
b.在控制柜上进行如下操作：
将整流器输出电流调到0，停运整流器
停运海水泵
停运加药泵
停运风机
4.2自动停止
a.将控制柜的手动/自动开关置于“自动”。
b.在控制柜上启动“自动停”按钮，系统按编制好的程序自动停止运行。
此时风机回延时一段时间（进行除氢），然后停止。
5CRT的操作
图形操作员窗口CRT位于控制台面板右侧，操作人员可以从中观察系统运行参数、流程，以及参数的设定。
5.1主画面
当控制柜加电后，PLC和CRT启动，CRT显示主画面如下：
屏幕的下方是选择菜单区，每个菜单选项下方对应着相应的操作按钮。
操作员只须按下相应的按钮，即可进入该选项画面。
其它画面的操作也类似。
主画面下有三种选项：
流程、参数、设置。
5.2流程画面
从主画面按下F9，即进入流程画面。
流程画面显示了工作流程，如下：
画面中每一个图形代表一个设备。
设备的运行情况通过图形的颜色来表示。
红色代表运行，绿色代表停止。
储液罐的液位由柱状色带表示。
在流程画面下还有一个槽压菜单选项，按“F11”可以进入。
如下图：
画面共有八个柱状图，每个柱状图显示一个槽压值。
按返回F14键，回到上级菜单。
5.3参数画面
在主画面下，按F10键可进入参数画面。
在参数画面，用户可以监视系统运行的各项参数。
包括输出电流、输出电压、流量、温度、槽压等。
按下F9，直接进入流程画面。
按返回F14键，回到上级画面。
5.4设置画面
在主画面下，按F12键可进入参数画面。
在设置画面，用户可以设置系统的流量下限报警设定值、温度上限报警设定值，以及当前的系统时间和日期。
当用户想要修改某项值时，先用光标键将光标移动到修改位置，然后按下任意数字键。
此时会弹出密码输入窗口。
输入“100”，按下回车键，就可以输入需要更新的值了。
输入完成后按回车键，如果输入值合法，则输入值会成为当前值。
6电解槽的酸洗
6.1酸洗前的准备
a.关闭电解槽的供电电源。
b.在电解槽停电的情况下，继续通水5分钟左右，冲洗电解槽内的残余次氯酸钠溶液。
c.停止海水泵、加药泵的运行。
d.准备37%的工业盐酸。
6.2电解槽的酸洗
a.稀盐酸的配制
关闭阀门Q401、Q407，打开自来水进口阀门Q503，观察酸洗罐液位计液位高度达到总高度的50%（约600L）时，关闭自来水进口阀门Q503，准备200L约37%的工业盐酸，将阀门Q406下的软管插入到浓盐酸容器的底部。
关闭阀门Q402、Q403、Q404，打开阀门Q401、Q405、Q406、QP09、启动酸洗泵，当喷射器吸取盐酸时
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