火力发电厂循环冷却水杀菌处理方式探讨
循环冷却水系统中有机附着物的形成主要由微生物的滋长所致,因为微生物在成长和繁殖过程中放出的黏液会成为媒介物,将水中的粘泥和植物残骸等一起粘附在冷却水通道中。防止凝汽器铜管内产生有机附着物的主要方法是杀死冷却水中的微生物,使其丧失附着在管壁上的能力。杀死微生物的方法主要是投加杀菌剂。由于生长在循环冷却水中的微生物种类很多,冷却水的杀菌问题比较复杂。根据循环水水质特点及杀菌剂的价格等方面综合考虑,目前大型火力发电厂中常用的杀菌处理方式是加液氯或次氯酸钠,有些电厂还间断地配合使用有机胺类杀菌剂,以防止微生物对常用杀菌剂产生抵抗力,增强系统的杀菌效果。本文对杀菌剂的种类和常用的杀菌处理系统进行简介。
1 杀菌剂的种类
1.1 氧化型杀菌剂
ａ.氯 具有较强的氧化性,能够破坏细菌、真菌及藻类的酶系,是冷却水系统常用的广谱性杀菌剂。具有价格低廉、杀菌力强、工艺简单、使用方便等优点。其缺点是有腐蚀性,杀菌作用缺乏持久性,与非氧化型杀菌剂配合使用效果会更好。另外,当冷却水中的余氯量为0.5～1ｍｇ/Ｌ时,氯不能穿透粘泥层,因此,余氯量控制非常严格。
ｂ.次氯酸钠 其杀菌机理和氯是相同的。
ｃ.二氧化氯 与水中有机物接触,能分解残留微生物的细胞结构,起到防止或除去粘泥的作用。它具有剂量小、作用快、杀菌力强等特点。缺点是沸点较低(11℃),气体或液体均不能运输,必须配专门的发生器在现场制作和使用。
1.2 非氧化型杀菌剂
ａ.氯酚 在循环冷却水系统中使用的是三氯酚和五氯酚,它们的杀菌灭藻效果非常好。通常用它们喷洒冷水塔,以增加木材对真菌的抵抗能力;直接加进冷却水中,其杀生效果也很好。
ｂ.季胺盐 是一种有机胺盐,具有阳离子型化合物的性质,由于它的杀菌性能及表面活性作用,穿透性强,是一种良好的杀菌剂。其缺点是易与水中的阴离子型水处理剂发生反应,降低杀菌效果,且杀真菌效果差,当系统中霉菌、真菌较多时,要考虑与杀真菌效果好的杀菌剂共同使用。
2 常用的杀菌处理系统
2.1 加液氯系统
2.1.1 系统简介
本系统由液氯钢瓶、气液汇流排组件、液压秤、自动压力切换器、液氯蒸发器、真空加氯机、加氯扩散器等组成。液氯钢瓶中的液氯通过汇流排的液氯管进入液氯蒸发器,蒸发的氯气通过氯气过滤器直接进入真空加氯机,氯气通过加氯机中的射水器加入循环冷却水系统中。
2.1.2 系统特点
氯的工业用品是装在钢瓶中的液态氯,为保持液态,钢瓶中需保持较高的压力,使用时将液态氯蒸发为气态。氯气是有毒的,常温下是气体,在使用过程中应避免泄漏到大气中。为此,加氯设备应保持非常严密。
2.2 加次氯酸钠(电解盐水制次氯酸钠)系统
2.2.1 电解制氯原理
一定浓度(3%～4.5%)的稀盐水在直流电的作用下将发生如下电化学反应。
电离反应:ＮａＣｌ——Ｎａ++Ｃｌ-
Ｈ2Ｏ——Ｈ++ＯＨ-
阳极:2Ｃｌ-→Ｃｌ2↑+2ｅ
阴极:2Ｈ++2ｅ→Ｈ2↑
溶液中:2ＮａＯＨ+Ｃｌ2→ＮａＣｌＯ+ＮａＣｌ+Ｈ2Ｏ
总反应:ＮａＣｌ+Ｈ2Ｏ→ＮａＣｌＯ+Ｈ2↑
2.2.2 系统简介
电解盐水制次氯酸钠系统包括盐水配制系统、次氯酸钠发生器、储液罐、整流器、清洗系统及自控系统等。工艺流程简要如下。
该系统的关键设备是次氯酸钠发生器。稀盐水在发生器电解槽中的电解产物是次氯酸钠,同时伴有少量氢气生成。每个电解槽都具有分离氢气的功能,并有氢气稀释排放口,氢气经空气稀释到氢气与空气比例低于1%(氢气爆炸浓度限度)时,安全排放到大气中。
2.2.3 控制
从浓盐池出口到加药点全部采用自动控制,能达到无人值班的程度。系统设有2个远传信号接口,一个反应运行状态,另一个反应故障报警状态。
2.3 直接投加次氯酸钠系统
2.3.1 系统简介
该系统是一种新型的次氯酸钠加药系统,主要包括液态化学药品投加器(以下简称液体投加器)、水射器、恒流阀等。如果投加粉状或药片状次氯酸钠,再增设干投机、溶液箱等设备。
2.3.2 工艺特点
该系统通过使用真空装置———水射器将次氯酸钠溶液从储罐抽到投加点。利用Ｖ型槽控制阀和ＳＣＵ/ＰＣＵ控制器实现可*精确的投加。从流量计上可显示投加量。4～20ｍＡ输出或高/低报警开关可用于远程流量监控,Ｖ型槽控制阀的行程可手动或自动调节。
2.3.3 主要装置
ａ.液体投加器 包括一个Ｖ型槽调节孔、电动执行器、流量计、真空调节器、ＰＣＵ专用控制器,以上均安装在一个壁挂式安装板内,盖板是可移动的。Ｖ型槽有一个可调节的流量孔,对任何流量均能提供可*、稳定、连续、精确的计量,可重复性好,能通过手动或自动控制。ＰＣＵ为多功能设定点控制器,可根据流量和余氯量2个变量的输入实现自动控制。ＰＣＵ也可以不同的控制方式进行控制,包括余氯量、复合环路及流量配比。
ｂ.恒流阀 自动加药系统中带有恒流阀,该阀可根据罐内水位的变化自动减缓流出水的压力变化,使投加量不受罐中水位的变化的影响,保持稳定的液体投加。当恒流阀开始运行时,随着水射器向上拉动阀内隔膜,使阀体离开阀座,液体进入阀体内,流入液体投加器。而来自储罐内的液压对隔膜产生向下作用力,导致隔膜又回到原来位置,拉动阀体回到阀座,关闭流量。这种真空吸力和储罐内的液压产生液压平衡,保证了液体投加器的稳定性。
ｃ.水射器 用于液体投加系统。当水流过水射器时,可抽吸化学品进入设备,这样,压力几乎完全转变为速度,从而产生一个极强的负压区域,使化学药品在真空条件下通过液体投加器后与压力水混合,混合液再传输到投加点。
2.3.4 控制
ａ.手动控制 调节定位器旋钮可改变小孔面积,实现手动控制。
ｂ.启停程序控制 系统真空的启停通过射水水源的电磁阀或电动阀动作进行控制,此阀门接在泵、开关、控制器或定时器的控制电路上。
ｃ.ＳＣＵ信号调节器 这种信号调节器提供了单一变量的自动工艺控制,即流量。通过输入流量因子及输出计量因子进行调节。
3 杀菌处理系统比较
ａ.加液氯系统较简单、运行方便、运行费用较低,但氯气是有毒的,对人身安全、环境影响、运输等方面都具有一定的危险性,目前已很少应用。
ｂ.电解盐水制次氯酸钠系统运行安全、可*,自动化程度高,是目前应用最广泛的系统;但其系统复杂,占地面积大,运行费用较高。
ｃ.直接投加次氯酸钠系统简单,运行安全、方便,占地面积很小,基建投资费用节省明显。这是一种新技术,有待于工程实践的检验。
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