第二发电厂循环水加药系统比较.doc

某第二发电厂循环水加药系统比较

摘 要：介绍了某第二发电厂循环水处理中氯气投加系统和次氯酸钠投加系统的运行情况及其运行环境，比较这两套加药系统及其杀生剂氯气和次氯酸钠的优劣，得出了最佳的循环水加药方案。
关键字：氯气投加系统 次氯酸钠投加系统 氯气 次氯酸钠 运行效果
　　天然的循环水中含大量的各种各样的微生物，如细菌、真菌、藻类及各种小动物等等。它们的存在会对热力设备的安全运行和经济效益产生严重的影响。其危害如下：
　　1、产生生物黏泥，从而造成管路、设备的淤泥、堵塞、结垢，增大水在流动中的阻力，降低热交换的效率。
　　2、使缓蚀剂失效或部分失效。微生物产生的黏泥会覆盖在管道表面上，使缓蚀剂无法在管道上形成保护膜，起不到保护作用；有些微生物还会缓蚀剂的分解，造成药效的损失。
　　3、促进腐蚀。微生物在生长的新陈代谢过程中会产生各种各样的酸性物质，如硫酸菌会产生硫酸，硝酸菌会产生硝酸，这些酸性物质可以直接腐蚀设备。另外，微生物结垢会造成设备中各处的氧浓度不均衡，从而产生浓差腐蚀。
　　在我厂的循环水中，由于经常受到海水倒灌的影响，我们的循环水系统还经常受到海瓜子的威胁。海瓜子学名沙筛贝，原产于中美洲热带海域，附着在墨西哥的岩石和海藻场，在委内瑞拉也有发现，属外来入侵物种。它生活在水流不畅通的内湾或围垦的浅水，能适应不同温度和盐度。其性成熟早，繁殖率高，生长发育快，特别是夏天，更是海瓜子的繁殖高峰季节。在我国的沿海地带经常发现海瓜子大量繁殖，污染环境的现象。在我们厂，也经常出现海瓜子附着在循环水的进水管上大量繁殖的现象，大大增加了循环水流动时的水头损失，促进了管道腐蚀的可能。如果海瓜子附着在凝汽器，那么将造成十分严重的后果。因此我们十分注意对海瓜子的控制。由于我厂的循环水系统为敞开式，在运行中结垢的可能性很小，因此我们循环水处理的目的主要是杀菌。我厂最开始采用加氯的办法来控制水中的微生物，1998年改为采用加次氯酸钠。这两种杀生剂在国内的电厂循环水处理中运用的都很广，下面我就将这两种加药在我厂的运用做出比较。

　　一、杀生原理及其特性
　　1、 氯气为黄绿色气体，有窒息性气味，易溶于水。在标准大气压下熔点为-101℃，沸点为-34.5℃。氯气有剧毒，吸入后与粘膜和呼吸道的水作用形成氯化氢和新生态氧。氯化氢可使上呼吸道粘膜炎性水肿、充血和坏死； 新生态氧对组织具有强烈的氧化作用,并可形成具有细胞原浆毒作用的臭氧。吸入少量的氯气会破坏呼吸系统的黏膜，吸入量过大则会危及生命。因此，在使用氯气的过程中要求十分的小心和谨慎。氯气的杀生原理主要是因为氯气具有很强的氧化性,能穿过细胞壁与细胞质反应，生成氯-氮键，因此它对有机物都有毒性。氯气溶水之后和水发生了如下的反应：
　　Cl2+H2O=HCl+HClOK=4.66×10—4
　　HClO=H++ClO—
　　次氯酸具有很强的氧化性，在杀菌、杀病毒过程中，不仅可作用于细胞壁、病毒外壳，而且因次氯酸分子小，不带电荷，还可渗透入菌（病毒）体内，与菌（病毒）体蛋白、核酸、和酶等有机高分子发生氧化反应，从而杀死病原微生物。
　　R-NH-R + HClO → R2NCl + H2O
　　同时，次氯酸产生出的氯离子还能显著改变细菌和病毒体的渗透压，使其细胞丧失活性而死亡。同时，HClO是一种不稳定的化学物，能进行分解；
　　HClO=HCl+〔O〕 K=3.2×10—8
　　〔O〕我们称之为新生态氧，具有很强的氧化性，能杀死微生物。
　　2、次氯酸钠在常温下为固体化合物，通常我们用来消毒的是次氯酸钠的水溶液。次氯酸钠的杀生原理与氯气的杀生原理基本相同，主要是靠与水反应产生的强氧化性的次氯酸。其反应方程如下：
　　NaClO+H2O=HClO+NaOH
　　次氯酸再分解出新生态氧，它们共同起着杀生的作用。
　　二、影响杀生作用的因素
　　1、PH：在水中次氯酸的杀生作用远大于次氯酸根的作用，研究表明次氯酸的杀生效率比次氯酸根大20倍。而水中的PH值直接决定了水中次氯酸和次氯酸根的动态平衡。由于氯气和次氯酸的杀生效果在很大程度上都要通过转化为次氯酸来实现，因此，无论是氯还是次氯酸钠，它们的杀生效果都和循环水PH值息
息相关。PH越大，它们的杀生效果就都越不理想。当水中的PH值大于9.5时，次氯酸基本上都转化为次氯酸跟，他们的杀生效率就大大降低了。
　　2、氨和氨基化合物：氨和氨基化合物能和次氯酸起反应，因此无论是氯还是次氯酸钠的杀生效果都将降低。
　　3、有机物：有机物的存在将消耗水中余氯，这将降低杀生剂的效果。
　　4、温度：温度升高将提高二者的杀生效果，特别是在低浓度的情况下。
　　由此可看出，由于氯和次氯酸钠都会在水中产生次氯酸，并通过次氯酸产生杀生消毒作用，因此它们受到外界因素的影响的差异是很小的。
　　三、对环境因素的影响
　　利用氯作为杀生剂，在运行中容易发生跑、滴、漏等现象，一旦氯气泄漏将对周围环境和人身健康产生严重危害；而使用次氯酸钠作为杀生剂基本上没有这些危险。氯可与水中的有机物反应产生卤代烃，卤代烃具有很强的致癌作用；而使用次氯酸钠则没有这样的反应。因此，在越来越要求环保和健康的今天次氯酸钠更具环保优势。
　　四、系统及其运行
　　1、我厂的加氯系统是由美国GRAVERE公司提供的，包括气化器、加氯器、加氯机、喷射器、余氯分析器、漏氯探测器、漏气中和装置等。其大概示意图如下：
　　钢瓶中的液氯通过汽化器汽化成氯气，加氯机则稳定的将一定量的氯气通过喷射器加到用户中。整个过程较为复杂烦琐。同时由于氯气有剧毒，在运行中又容易产生滴、漏等故障，对人身安全和周围环境产生了威胁，因而对设备运行的安全性和可靠性提出了严格的要求。
　　2、次氯酸钠的添加系统则简单的多，整个系统只包括一个次氯酸钠接收槽、储存箱、和两只输送泵，如图：

　　输送泵将接收槽中的次氯酸钠输送的储存箱。加药泵只是在加药初期起到辅助作用，待运行稳定后就可停泵，利用重力作用将次氯酸钠加到循环水中。整个的运行过程十分的简单方便，容易控制，对人身和周围环境的安全威胁也不大。
　　因此，从系统的运行和安全方面比较，投加次氯酸钠比投加纯氯更加方便简单，更加容易控制，也更加安全可靠。
　　五、经济性比较
　　在循环水处理过程中，药品的投加方式有连续式和间歇式两种。连续加药可以保持一定的余氯量和维持一定的接触时间，这样可以提高杀生效果，但费用较大。采用间歇式加药即隔一段时间加一次药，每次达到一定的余氯量后维持一定的接触时间。在平时的运行中我们发现，海瓜子的抗药性十分强，在加药过程中能较常时间停止呼吸，使加入的杀菌剂短时间起不到杀生效果。因此在平时加药时我厂是采用间歇式加药，一次性长时间大量加药，确保水中的海瓜子彻底消除。在液氯加药系统运行时，每天加药一次，每次半小时。在次氯酸钠系统运行时，加药频率为一个月两次，每次的加药量为20吨。因此，单从加药的费用上来讲，运行液氯系统在经济性有一定的优势。但是如果考虑设备成本，设备维护维修费用，液氯系统的经济性优势就缩小了。
　　六、杀生效果比较
　　液氯和次氯酸钠都是很好的杀生剂，对水中的各中微生物、菌类、藻类及小动物等都有很好的杀生效果。在我厂的循环水处理中，无论是加液氯还是加次氯酸钠都能起到很好的效果，能够保证循环水系统及其用户的安全运行。在运行中我们还发现，次氯酸钠具有很好的剥离作用，能够使设备上附着的黏泥、海瓜子大量剥落。
　　结论及建议：
　　1、液氯和次氯酸钠都是很好的杀生剂，具有很强的氧化性，单从杀生效果上来看二者的差异并不明显。但液氯有剧毒，常温常压下是气体，在系统运行时容易滴、跑、漏，对运行人员的人身健康和环境安全有很大的威胁；并且液氯系
统的运行比较繁琐、复杂。次氯酸钠的危险性要小得多，对人身和环境的危害也很小，其系统运行起来也较方便和简单。因此，从整个系统来比较，从运行控制和人身安全、环境安全上来比较，次氯酸钠都具有很明显的优势。并且次氯酸钠有很强的剥离效果，在杀生后能对黏泥和海瓜子大量剥离。
　　2、海瓜子具有很强的抗药性，能长时间屏住呼吸，长时间大量加药能起到很好的杀生效果。夏天是海瓜子生长的高峰时期，这期间要特别的关注水中生物的生长状况。
　　3、PH对氯和次氯酸钠的杀生效果有很大的影响，在运行时应该控制好循环水的PH值，其最佳的控制范围在6.5至7.5之间。
　　4、氨和氨基化合物会消耗水中的余氯，当水中有大量的氨和氨基化合物存在时应当适量增加投加的药量。
　　参考文献：
　　某第二电厂培训教材《化学水处理（四）》
　　某第二电厂《化学水处理标准》
　　《火力发电厂循环冷却水系统中杀生剂的选用》
　　《二氧化氯和液氯在工业循环冷却水中的应用比较 》
　　《冷却水系统中的微生物腐蚀及杀生剂》
　　《冷却水系统中控制微生物用的杀生剂》
　　《氯杀生剂在工业循环冷却水中的应用》
　　《循环冷却水中微生物的控制》
　　《次氯酸钠发生器工作和消毒原理》