火力發電廠循環冷卻水殺菌處理方式探討
循環冷卻水系統中有機附著物的形成主要由微生物的滋長所致,因為微生物在成長和繁殖過程中放出的黏液會成為媒介物,將水中的粘泥和植物殘骸等一起粘附在冷卻水通道中。防止凝汽器銅管內產生有機附著物的主要方法是殺死冷卻水中的微生物,使其喪失附著在管壁上的能力。殺死微生物的方法主要是投加殺菌劑。由于生長在循環冷卻水中的微生物種類很多,冷卻水的殺菌問題比較復雜。根據循環水水質特點及殺菌劑的價格等方面綜合考慮,目前大型火力發電廠中常用的殺菌處理方式是加液氯或次氯酸鈉,有些電廠還間斷地配合使用有機胺類殺菌劑,以防止微生物對常用殺菌劑產生抵抗力,增強系統的殺菌效果。本文對殺菌劑的種類和常用的殺菌處理系統進行簡介。
1 殺菌劑的種類
1.1 氧化型殺菌劑
ａ.氯 具有較強的氧化性,能夠破壞細菌、真菌及藻類的酶系,是冷卻水系統常用的廣譜性殺菌劑。具有價格低廉、殺菌力強、工藝簡單、使用方便等優點。其缺點是有腐蝕性,殺菌作用缺乏持久性,與非氧化型殺菌劑配合使用效果會更好。另外,當冷卻水中的余氯量為0.5～1ｍｇ/Ｌ時,氯不能穿透粘泥層,因此,余氯量控制非常嚴格。
ｂ.次氯酸鈉 其殺菌機理和氯是相同的。
ｃ.二氧化氯 與水中有機物接觸,能分解殘留微生物的細胞結構,起到防止或除去粘泥的作用。它具有劑量小、作用快、殺菌力強等特點。缺點是沸點較低(11℃),氣體或液體均不能運輸,必須配專門的發生器在現場制作和使用。
1.2 非氧化型殺菌劑
ａ.氯酚 在循環冷卻水系統中使用的是三氯酚和五氯酚,它們的殺菌滅藻效果非常好。通常用它們噴灑冷水塔,以增加木材對真菌的抵抗能力;直接加進冷卻水中,其殺生效果也很好。
ｂ.季胺鹽 是一種有機胺鹽,具有陽離子型化合物的性質,由于它的殺菌性能及表面活性作用,穿透性強,是一種良好的殺菌劑。其缺點是易與水中的陰離子型水處理劑發生反應,降低殺菌效果,且殺真菌效果差,當系統中霉菌、真菌較多時,要考慮與殺真菌效果好的殺菌劑共同使用。
2 常用的殺菌處理系統
2.1 加液氯系統
2.1.1 系統簡介
本系統由液氯鋼瓶、氣液匯流排組件、液壓秤、自動壓力切換器、液氯蒸發器、真空加氯機、加氯擴散器等組成。液氯鋼瓶中的液氯通過匯流排的液氯管進入液氯蒸發器,蒸發的氯氣通過氯氣過濾器直接進入真空加氯機,氯氣通過加氯機中的射水器加入循環冷卻水系統中。
2.1.2 系統特點
氯的工業用品是裝在鋼瓶中的液態氯,為保持液態,鋼瓶中需保持較高的壓力,使用時將液態氯蒸發為氣態。氯氣是有毒的,常溫下是氣體,在使用過程中應避免泄漏到大氣中。為此,加氯設備應保持非常嚴密。
2.2 加次氯酸鈉(電解鹽水制次氯酸鈉)系統
2.2.1 電解制氯原理
一定濃度(3%～4.5%)的稀鹽水在直流電的作用下將發生如下電化學反應。
電離反應:ＮａＣｌ——Ｎａ++Ｃｌ-
Ｈ2Ｏ——Ｈ++ＯＨ-
陽極:2Ｃｌ-→Ｃｌ2↑+2ｅ
陰極:2Ｈ++2ｅ→Ｈ2↑
溶液中:2ＮａＯＨ+Ｃｌ2→ＮａＣｌＯ+ＮａＣｌ+Ｈ2Ｏ
總反應:ＮａＣｌ+Ｈ2Ｏ→ＮａＣｌＯ+Ｈ2↑
2.2.2 系統簡介
電解鹽水制次氯酸鈉系統包括鹽水配制系統、次氯酸鈉發生器、儲液罐、整流器、清洗系統及自控系統等。工藝流程簡要如下。
該系統的關鍵設備是次氯酸鈉發生器。稀鹽水在發生器電解槽中的電解產物是次氯酸鈉,同時伴有少量氫氣生成。每個電解槽都具有分離氫氣的功能,并有氫氣稀釋排放口,氫氣經空氣稀釋到氫氣與空氣比例低于1%(氫氣爆炸濃度限度)時,安全排放到大氣中。
2.2.3 控制
從濃鹽池出口到加藥點全部采用自動控制,能達到無人值班的程度。系統設有2個遠傳信號接口,一個反應運行狀態,另一個反應故障報警狀態。
2.3 直接投加次氯酸鈉系統
2.3.1 系統簡介
該系統是一種新型的次氯酸鈉加藥系統,主要包括液態化學藥品投加器(以下簡稱液體投加器)、水射器、恒流閥等。如果投加粉狀或藥片狀次氯酸鈉,再增設干投機、溶液箱等設備。
2.3.2 工藝特點
該系統通過使用真空裝置———水射器將次氯酸鈉溶液從儲罐抽到投加點。利用Ｖ型槽控制閥和ＳＣＵ/ＰＣＵ控制器實現可*精確的投加。從流量計上可顯示投加量。4～20ｍＡ輸出或高/低報警開關可用于遠程流量監控,Ｖ型槽控制閥的行程可手動或自動調節。
2.3.3 主要裝置
ａ.液體投加器 包括一個Ｖ型槽調節孔、電動執行器、流量計、真空調節器、ＰＣＵ專用控制器,以上均安裝在一個壁掛式安裝板內,蓋板是可移動的。Ｖ型槽有一個可調節的流量孔,對任何流量均能提供可*、穩定、連續、精確的計量,可重復性好,能通過手動或自動控制。ＰＣＵ為多功能設定點控制器,可根據流量和余氯量2個變量的輸入實現自動控制。ＰＣＵ也可以不同的控制方式進行控制,包括余氯量、復合環路及流量配比。
ｂ.恒流閥 自動加藥系統中帶有恒流閥,該閥可根據罐內水位的變化自動減緩流出水的壓力變化,使投加量不受罐中水位的變化的影響,保持穩定的液體投加。當恒流閥開始運行時,隨著水射器向上拉動閥內隔膜,使閥體離開閥座,液體進入閥體內,流入液體投加器。而來自儲罐內的液壓對隔膜產生向下作用力,導致隔膜又回到原來位置,拉動閥體回到閥座,關閉流量。這種真空吸力和儲罐內的液壓產生液壓平衡,保證了液體投加器的穩定性。
ｃ.水射器 用于液體投加系統。當水流過水射器時,可抽吸化學品進入設備,這樣,壓力幾乎完全轉變為速度,從而產生一個極強的負壓區域,使化學藥品在真空條件下通過液體投加器后與壓力水混合,混合液再傳輸到投加點。
2.3.4 控制
ａ.手動控制 調節定位器旋鈕可改變小孔面積,實現手動控制。
ｂ.啟停程序控制 系統真空的啟停通過射水水源的電磁閥或電動閥動作進行控制,此閥門接在泵、開關、控制器或定時器的控制電路上。
ｃ.ＳＣＵ信號調節器 這種信號調節器提供了單一變量的自動工藝控制,即流量。通過輸入流量因子及輸出計量因子進行調節。
3 殺菌處理系統比較
ａ.加液氯系統較簡單、運行方便、運行費用較低,但氯氣是有毒的,對人身安全、環境影響、運輸等方面都具有一定的危險性,目前已很少應用。
ｂ.電解鹽水制次氯酸鈉系統運行安全、可*,自動化程度高,是目前應用最廣泛的系統;但其系統復雜,占地面積大,運行費用較高。
ｃ.直接投加次氯酸鈉系統簡單,運行安全、方便,占地面積很小,基建投資費用節省明顯。這是一種新技術,有待于工程實踐的檢驗。
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