海水制氯.doc

电解海水制取次氯酸钠装置电解海水制取次氯酸钠装置第一节 系统设计及主要设备参数一、海水水质海水水质在高潮位季节和低潮位季节发生很大的变化，次氯酸钠发生装置的进水水质应参照如下指标：PH: 7.7电导率 34230mS/cm（25°C）悬浮固体： 20.33mg/l总溶解固体： 29508mg可溶SiO2： 1.15mg/lCa＋＋: 378.37mg/lMg＋＋: 1185.48mg/lCl-: 9000~15274.13mg/lHCO3-: 127.07mg/l系统所需的海水由循环水泵出口经旋转滤网预过滤引来二、系统容量本期工程循环水量为74502 t/h（2X300MW），次氯酸钠按1ppm的加药量连续投加，根据海生物的孳生情况，可兼采用冲击式投加，冲击投加量为3ppm，冲击投加时间每天为0.5小时次氯酸钠溶液加药点位于循环水取水口（取水口最低处相对地面零米标高为16m）凝汽器出口余氯量控制在0.1mg/l以下本期工程2台机组共设2套45kg/h电解海水次氯酸钠发生装置次氯酸钠发生装置布置在循环水泵房旁的循环水加氯间内次氯酸钠贮存罐布置于室外三、技术要求电解海水次氯酸钠发生装置系统由自动冲洗海水过滤器、海水升压泵、海水除沙器、次氯酸钠发生器、次氯酸钠贮存罐、加药泵、酸洗设备、整流变压器、整流柜、控制柜和动力柜等组成。

1、自动冲洗海水过滤器为防止海水中较大的固体颗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，在海水泵入口处设置两台100％的自动冲洗海水过滤器过滤精度为40mm海水自动冲洗过滤器的反洗过程由过滤器进出口压差开关控制当压差超过设定值时，自动反洗程序开始冲洗滤网上的污物组成：由壳体、盖、轴、滤网、反冲洗电机及电动排污球阀、压差控制器和控制盘组成，所有部件出厂前整体组装功能:去除颗粒的杂质数量:2出力:56m3/h滤网材料:316L壳体材料:316L滤网精度：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％的离心式除沙器组成：由上筒体、下筒体、罐体及电动排污阀组成功能:除沙数量:2出力:56m3/h滤网材料:316L壳体材料:316L滤网精度：33µm3、次氯酸钠发生器电解槽是选用美国Seven-Trend De Nora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:板式数量:2套有效氯产率:≥45 kg/h.套电极寿命:≥5 年析氯电位≤1.13V（S.C.E）交流电耗直流电耗电极材料: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:≥720h5、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 数量:2台2台1台1台结构型式:卧式离心泵卧式离心泵卧式离心泵卧式离心泵泵体TA2TA2TA2TA2叶轮TA2TA2TA2TA2出入口TA2TA2TA2TA2轴3Cr133Cr133Cr133Cr13适用介质:海水次氯酸钠溶液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：数量: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％以下结构型式: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：数量:1台容积:1.0m3结构材料:玻璃钢结构型式: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/L1.2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/h2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-Trend De Nora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： 2 X28m3/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：电解槽盖：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。

电解槽壳体：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。