《电解海水运行篇》doc版.doc

海量资料 超值下载电解海水运行篇1.1 设备概述 电解海水制氯系统是通过整流变压器和整流器，将6.3KV的交流电变压整流为直流电，施加到海水电解槽的阴、阳极上。使海水发生电解反应产生活性有效氯，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钛管上附着繁殖、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。本系统提供包括四组有效氯产量为90kg/h的电解槽组，每组电解槽可以独立运行。1.1.1 工作流程1.1.1.1.1 整套装置在正常运行工作状态时，海水通过二用一备自动预过滤器除去海水中大颗粒物质（大于1.0mm），再经六台耐海水腐蚀的海水升压泵（四用二备）将海水升压，然后通过二用一备自动反冲洗过滤器除去直径在0.5mm以上的固体污物后，通过流量控制阀，以稳定的流量（设定值10%）进入电解槽组件电解。制氯单元是由四组90kg/h电解槽模块组成，每组电解槽模块是由水路并联的两列共14个SC360/1型电解槽组成。该电解槽是进口美国Seven- Trent De Nora公司的三片式SC型海水电解槽，每列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。四套整流装置将6.3KVAC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。氢气通过由特殊设计的次氯酸钠储罐稀释到1%以下后，通过次氯酸钠储罐顶部的排氢口安全地排到大气中；电解过程产生的钙、镁沉淀物在次氯酸钠储罐底部，经排污阀定期排出；次氯酸钠溶液则通过连续加药泵（四用一备）以1.0mg/L进行连续加药，通过两台冲击加药泵以3mg/L进行冲击加药。1.1.2 酸洗1.1.2.1.1 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。 由PLC分析运行时间和槽压的异常来自动判断是否需要酸洗。当需要酸洗时给出报警信号，同时在CRT屏幕上弹出提示信息询问是否立即酸洗，根据需要进行酸洗。在酸洗的过程中，发生器将被锁住不能启动。直至酸洗完成后，自行解锁并处于备用状态。1.1.3 控制系统的功能概述1.1.3.1 控制系统的功能1.1.3.1.1 a. 启停及指示功能1.1.3.1.2 系统的全自动启停控制1.1.3.1.3 海水泵的启停控制、工作状态指示1.1.3.1.4 加药泵的启停控制、工作状态指示1.1.3.1.5 整流器的启停控制及指示1.1.3.1.6 整流器电流升降控制1.1.3.1.7 自动反冲洗过滤器的工作状态指示1.1.3.1.8 自动海水预过滤器的工作状态指示1.1.3.1.9 b. 联锁及控制功能 1.1.3.1.10 次氯酸钠储罐液位高/低联锁启停加药泵1.1.3.1.11 电解槽进口流量低联锁切断整流器电源1.1.3.1.12 电解槽进口压力高联锁停止海水泵1.1.3.1.13 电解槽出口温度高联锁切断整流器电源1.1.3.1.14 槽电压高/低联锁切断整流器电源1.1.3.1.15 海水泵、加药泵设备一台故障不能运行时，自动启动备用设备运行。1.1.3.1.16 c. 报警功能1.1.3.1.17 过滤器压差高报警1.1.3.1.18 电解槽进口压力高报警1.1.3.1.19 电解槽进口流量低报警1.1.3.1.20 电解槽出口温度高报警1.1.3.1.21 电解槽电压低/高报警1.1.3.1.22 整流器故障报警1.1.3.1.23 d. 数据采集及显示功能1.1.3.1.24 进电解槽海水母管压力1.1.3.1.25 电解槽进口流量1.1.3.1.26 电解槽出口温度1.1.3.1.27 电解槽电压1.1.3.1.28 次氯酸钠储罐液位1.1.3.1.29 加药泵出口流量1.1.3.1.30 整流器输出电压1.1.3.1.31 整流器输出电流1.1.3.1.32 e. 远程通讯功能1.1.3.1.33 具有采用工业级双以太网卡的通讯模块接口模件1.1.3.1.34 通讯支持MODBUS TCP/IP协议1.1.3.2 运行逻辑控制运行逻辑控制包括自动程序顺序控制方式下设备的启动和关断逻辑、手动单步控制方式下设备的启动和关断逻辑及联锁控制逻辑。1.1.3.2.1 启动逻辑 海水泵启动 达到设定流量 整流器启动 达到设定液位 加药泵启动 进入运行监控。此逻辑顺序适合于所有启动方式。1.1.3.2.2 关断逻辑整流器关断 加药泵关断 海水泵关断。此逻辑顺序适合于所有关断方式。1.1.3.3 联锁控制逻辑联锁控制逻辑包括：a.备用切换海水泵、加药泵均有备用设置，在启动或运行过程中，如果运行设备出现故障，则关断运行设备，同时自动切换到备用设备。b.时序逻辑联锁各设备的启停操作必须符合工艺要求的时序逻辑。c.顺序逻辑联锁按启动逻辑和关断逻辑，方可顺序操作设备，如果违反顺序，则操作命令不能执行。如：必须先开海水泵后，才能开启整流器。反之则不能。d.条件逻辑联锁按启动逻辑和关断逻辑，一些设备的启动或关断必须满足一定的条件，若条件不满足，则操作命令不能执行。如：海水泵启动后，必须在流量、压力、温度条件满足时，方允许启动整流器。1.1.3.4 运行参数控制运行参数控制指对电解电流控制。 电解电流控制电解电流可以用CRT操作键或整流器面板旋钮根据工艺需要调节。电流的恒流控制由整流器柜的数字控制单元完成，恒电流特性可以保证在电解槽阻抗值发生变化时，电流保持恒定不变。电流调节范围为06300A DC。1.1.3.5 系统的自诊断、故障报警及安全保护制氯装置中各主要设备及重要位置都装有反映设备状态或参数的传感器。这些设备状态被接入控制柜的PLC可编程控制器，由可编程控制器对回路和设备状态及参数进行实时监测。监测到的信息可在CRT屏幕上的系统流程图及各类参数表、曲线画面中读出。当有故障发生时，PLC根据故障类型自动采取相应的保护措施，同时发出报警，故障类型和故障定位信息反映在CRT的流程状态图及子系统图上。1.1.3.5.1 参数及极限值的设置为了保证系统在最佳状态下运行和系统的安全，必须设置系统各部分的运行参数和报警极限值。运行参数及极限报警值的设置分二类，一类在设备或仪表上就地设置，一类可以通过CRT操作键进行设置，这类参数的设置和修改设置了一定的操作权限，必须通过口令和密码访问。1.1.3.5.2 极限值的处理海水流量极限值电解槽是大电流工作设备（额定电流6000A），为了保证电解槽高效率工作，必须保证流过电解槽的海水有合适的流量。因此，设置了海水流量低极限值，当海水流量低于低极限值时，给出报警信号，自动切断整流器电源，防止电解槽温度上升。流量低极限值在CRT上设置。每组海水电解槽组的海水流量低极限值为18m3/h。电解槽压力极限值为了保证电解槽工作在安全的压力范围内，在电解槽入口海水母管道上装有压力变送器，可以就地设定压力上限，当压力达到或超过设定上限时，将信号送到PLC,控制本套装置自动停止运行，并发出报警信号，同时压力远传上盘显示。电解槽压力上限极限值为0.4MPa。整流器输出电流极限值电解槽在正常工作电流状态下运行时，整流器输出值为6300A DC，为了保证整流器和电解槽的安全，设置了过电流极限值。当电流超过极限值时，关断整流器柜的输出，并发出报警信号。过电流极限值在CRT上设定，同时在整流器柜的数字式控制单元上设定。过电流极限值为6500A DC。整流器输出电压极限值整流器的额定输出电压是72V DC。为了防止过电压事故，设置了电压极限值。当电压达到或高于极限值时，自动关断整流器输出，并发出报警信号。过电压极限值为79V DC。温度极限值为了保证电解槽在安全的温度值范围内运行，电解槽组的出口管道上都装有温度传感器，设置有出水温度高限极限值。当出水温度高于高限极限值时，自动关断整流器的输出，并发出报警信号。温度极限值在CRT上设定。出水温度高限极限值为45。过滤器压力降极限值自动反冲洗过滤器、自动预过滤器有堵塞时压力降升高，一旦堵塞严重时将进行反冲洗。当过滤器压力降达到或超过设定的极限值时，过滤器可在不停机状态下进行自动反冲洗。反冲洗完成后自动结束反冲洗过程。压力降极限值在过滤器压差开关上设定。压力降极限值为0.035Mpa。次氯酸钠储罐液位极限值储液罐设有超声波液位计，设有四个极限点，分别为低低液位、低液位、高液位和高高液位。当液位到达高液位时，冲击加药泵启动。当液位到达高高液位时，发出报警信号，提示操作人员，并自动溢流。当液位到达低低液位时，停加药泵。液位低低限极限值为0.25m，液位低限极限值为4.5m，液位高限极限值为6.7m，液位高高限极限值为7m。电解槽单槽电压极限值电解槽在额定产氯量时，正常运行单槽阴、阳极间电压不超过5.3V DC，当极板上沉积电解副产物时，槽电压将上升使效率下降。电解槽有短路故障时，槽电压会瞬间降到0V，因此，控制系统对电解槽每一单槽电压进行实时监测，并设置了极限值控制，以保证设备安全和有效运行。- 电解槽电压上限极限值 当随着沉积物增加而导致槽电压上升到上限极限值时，表明电解槽效率已经下降到必须酸洗，这时控制系统发出声光报警信号，提示操作员进行电解槽酸洗。- 电解槽电压下限极限值 当电解槽极板发生短路而使槽电压降到下限极限值时，控制系统瞬间自动关断整流器输出，并发出声光报警信号。- 电解槽单槽电压极限值在上位机上设定。- 电解槽电压上限极限值为5.5V DC- 电解槽电压下限极限值为0.3V DC1.1.3.6 运行逻辑控制1.1.3.6.1 运行逻辑控制包括自动程序顺序控制方式下设备的启动和关断逻辑、手动单步控制方式下设备的启动和关断逻辑及联锁控制逻辑。自动预过滤器和自动反冲洗过滤器二用一备，相互切换，可防止海水中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；海水升压泵四用二备，自动切换；连续加药通过四用一备的连续加药泵来实现，冲击加药通过两台冲击加药泵来实现；次氯酸钠贮罐经特殊设计，采用自然排氢方式，卖方保证将氢气稀释至1%以下排入大气。1.2 设计参数及设备规范序号项目综合技术数据备 注1自动海水预过滤器直径：450 mm总高度：1710 mm数量：3 台处理流量：120 m3/h壳体材料:316L滤网材料：316L设计压力：1.0 MPa压力损失：0.05 Mpa过滤精度：1.0mm型号： SSE-1202自动冲洗过滤器直径：500 mm总长度：2410 mm数量：3 台处理流量：120 m3/h壳体材料: 316L滤网材料：316L设计压力：1.0 Mpa压力损失：0.05 Mpa过滤元件型式：旋网过滤精度：0.5mm反冲洗装置型式：不停机反冲洗时间：数秒钟反冲洗流量：0.01 m3/h型式：OR-06-PE制造商：美国ORIVAL公司3海水泵流量：60 m3/h扬程：0.28 MPa功率：11 KW电机型号：Y160M1-2 电压：380V 型号：IH80-65-160制造商：大连耐酸泵厂4次氯酸钠发生器数量：4 台 有效氯产量（以Cl2计）：90 kg/h .台有效氯浓度：1.5g/L海水流量：60m3/h.台电解单元数量：14个/台电解槽材质：壳体为PVC直流电耗：4.3KWh/kg.Cl2（Cl-浓度为10000ppm）阳极材质：电解海水耐污染DSA阳极寿命强化试验失效时间：100小时阴极材质：哈氏合金阴极寿命：不损坏电解温度（指电解液）：540设计温度：540工作电压：63V工作电流：6000A电流效率：85.7%电极清洗液：8%-10% HCl电极清洗周期：1.5月氢气产量：27m3/h每台发生器进出口压差：0.098 MPa发生器空载荷重：6664kg发生器运行荷重：7728kg单个电解槽外形尺寸：1270285204mm型式：板网式透明单极式电解槽制造商：美国Seven-Trent De Nora公阳极寿命：5 年5连续加药泵型号：IH80-65-160制造商：大连耐酸泵厂流量：60 m3/h扬程：0.28 MPa功率：11 KW电机型号： Y160M6冲击加药泵7酸洗泵型号：IH50-32-125制造商：大连耐酸泵厂流量：7.5 m3/h扬程：0.23 MPa功率：2.2 KW电机型号：Y160M1-2 电压： 380V 8浓酸泵9次氯酸钠储罐直径：3400mm高度：6880mm 容积： 50m3本体材质/厚度：8mm衬里材质/壁厚： 4.5mm设计压力：常压设计温度范围： 550空罐重量：4870kg运行重量：54870kg型式：立式 生产厂家：青州玻璃钢厂10酸洗罐11浓酸罐1.3 设备的操作1.3.1 电解海水反应装置的投运1.3.1.1 电解海水装置启动前的检查1.3.1.1.1 新安装或大、小修后的电解海水设备和工艺系统已进行必要的水压试验，无泄漏，各种检修临时措施已拆除。1.3.1.1.2 海水升压泵、加药泵、酸洗泵、取样泵、风机周围无杂物，油质良好，油位正常。冷却水通畅，保护罩完好，盘动对轮无卡涩。停用半月以上或溅上水的电机在启动前应联系电气人员测绝缘合格。1.3.1.1.3 检查各泵的出、入口压力表完好，压力表入口门已开启，压力表指示正确。1.3.1.1.4 检查氢分解风机入口过滤器完好，出口调节门405A（405B）已全部开启。1.3.1.1.5 检查海水过滤器、次氯酸钠发生器的压差表、压力表入口门已开启，压力表指示正确。1.3.1.1.6 整流器已做完空载试验，直流电流表、电压表指示正确。各电解小池无堵塞，电解槽各小池绝缘合格。备用状态的电解池内应充满海水。1.3.1.1.7 检查工艺系统上所有阀门在关闭状态，电动门已送电，手动门开关自如。1.3.1.1.8 检查模拟盘显示正确，所有的选择开关在规定位置（自动、备用时在自动位置，手动备用时在手动位置）。检查工艺保护、联锁、报警、信号、各种仪表（化学、热工）可正常投入。1.3.2 电解海水装置的启动1.3.2.1 新安装和大、小修后的手动启动。1.3.2.1.1 就地手动开启#1（#2）海水升压泵入口门101A（101B）。海水升压泵出口门104A（104B），#1(#2)海水过滤器入口门200A（200B），出口门203A（203B）。电解槽入口一次手动门205，A列电解槽入口门302A，B列电解槽入口门302B， A列电解槽空气门300A和B列电解槽空气门300B。1.3.2.1.2 在控制盘上将升压泵选择方式开关置于手动位置，按复位键，将电解槽入口二次电动门FCV828开启，启动整流柜冷却风机，启动#1（#2）海水升压泵，红灯亮调节电动门FCV828的开度，控制上水流量为20m3/h。1.3.2.1.3 当电解槽A、B两列空气门300A（300B）有海水流出时， 将#1（#2）氢稀释风机HB907A（HB907B）选择开关选在手动位置，遥控启动#1（#2）氢稀释风机，红灯亮。1.3.2.1.4 手动开启A列电解槽出口门316A，B列电解槽出口门316B，调节电解槽入口二次电动总门FCV828开度，保持左右两侧电解槽入口海水流量为27m3/h，压力为0.21MPa。1.3.2.1.5 检查整流器电流旋钮在零位并打至“就地”，整流器电源投入，启动整流器调整直流电压为70V后，逐渐调节直流电流到5500A，对海水进行电解10分钟后，由取样点313A（313B）取样分析次氯酸钠的浓度和游离性氯的浓度。1.3.2.1.6 一切正常后将选择方式开关切换到自动位置。1.3.2.1.7 当次氯酸钠贮存罐内液位达运行液位后，就地开启#1（#2、#3）加药泵入口门503A（503B、503C），出口门502A（502B、502C）。在控制盘上将加药选择开关切换到手动位置，遥控启动加药泵，电动开启加药母管电动门FCV834向循环水中加入次氯酸钠。1.3.2.1.8 30分钟后遥控启动取样泵，投入余氯表运行。根据海水余氯的浓度（0.1mg/L）和循环水的流量调整好加药量，一切正常后将选择开关由手动切换到自动位置。1.3.2.1.9 投入各种表计、保护、联锁、做好投运记录。1.3.2.2 电解装置备用状态下自动启动1.3.2.2.1 电解装置正常备用时应采用在自动方式下，模拟盘上所有选择方式开关都在自动位置。1.3.2.2.2 电解槽、海水升压泵、加药泵、氢稀释风机的联动启停受次氯酸钠贮存箱的控制。a. 当次氯酸钠液位低时，海水升压泵、电解槽、氢稀释风机自动启动。当到正常液位时，加药泵启动，向海水中加次氯酸钠。b. 当次氯酸钠液位高时，海水升压泵、电解槽自动停止运行，氢稀释风机数分钟后自动停运。1.3.3 电解海水装置运行中的维护1.3.3.1 按时做好各项记录，通过改变流量的方法定期校验好流量控制开关。根据海水流量调整好次氯酸钠加药量。正常时应一台泵运行，次氯酸钠剂量为1mg/L（Cl2），间断运行时应三台泵同时运行，次氯酸钠剂量为3mg/L（Cl2），间断加药方式是每隔40分钟加一次，每次20分钟。1.3.3.2 根据运行过滤器出、入口压差计指示定期做好清洗工作，清洗前应根据系统所处状况决定是否需要投入另外一台过滤器运行。1.3.3.3 运行的转动设备应按转动设备运行规程做好维护工作。1.3.3.4 认真检查电解槽和管路是否有渗漏，检查电解槽出、入口压力变化情况，根据电解槽内沉积物的量，流动阻力变化和运行时间定时做好电解槽化学清洗工作。1.3.3.5 每周对各电解小池单独取样化验次氯酸钠浓度，检查电解装置的效率。1.3.3.6 每周对电解室内氢浓度检测仪表，残余氯表进行手工分析校验，对各种保护联锁进行校验。1.3.3.7 整流器启动前、投运前都应将电流调至最小，严禁大流量启停。1.3.3.8 冬季不运行的设备，必须将各种设备残留的药液或海水放净，室外管路做好防冻措施。1.3.4 电解海水装置的停止1.3.4.1 电解海水装置正常备用停止是受次氯酸钠贮存箱液位控制，当液位达最高液位时，整流器自动停止运行。海水升压泵停运，氢稀释风机几分钟后联动停止。1.3.4.2 电解海水装置检修和清洗时的停止。1.3.4.2.1 调整好次氯酸钠贮存箱液位