（厂家）定做电解电极发生器 用于海水淡化污水处理

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/l

mg＋＋: 1185.48mg/l

cl-: 9000~15274.13mg/l

hco3-: 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Zui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。

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。

3、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。

5、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：

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：

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：

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/l

1.2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/h

2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Zui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，Zui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国际有限公司技术制造的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较强的耐蚀性。

密封：槽内导电件的密封采用氟橡胶o型圈，壳体和盖的密封用硅橡胶o型圈。这些密封形式经长期运行证明有极好的密封性能。

金属零件：槽内所有紧固件和结构件的材料均为钛，外部的紧固件为黄铜和紫铜。

导电：电解槽阴极或阳极的导电连接件为钛-铜复合棒，复合棒在槽内部分为钛，在槽外部分为铜。这样既避免了腐蚀，又保证导电良好。槽间电连接采用铜板，拆卸十分简便、快捷。

设计：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。

2.4.2海水升压泵

选用ih80-65-160型号的钛泵。

海水升压泵为卧式离心泵，密封形式为单端面机械密封，采用耐腐蚀性材料制成，轴承架形成组合部件，拆装方便。泵壳体、叶轮、轴材料等均为钛合金，极耐次氯酸钠腐蚀。

电机功率：18.5kw,380v

扬程：30m

流量：56m3/h

2.4.3加药泵

连续加药泵选用同海水升压泵ih65-50-125型号的钛泵。

冲击加药泵选用ih100-80-160型号的钛泵。

电机功率：15kw,380v

扬程：30m

流量：120m3/h

2.4.4风机

风机采用中低压离心式鼓风机，用以稀释次氯酸钠储罐内的氢气。叶轮由10个后倾的机翼型叶片、曲线型前盘和平板后盘组成。静平衡高，空气性能好，效率高，运转平稳。

2.4.5自动清洗过滤器

选用zhg56-la型自动清洗过滤器。

结构特点：

海水过滤器是用来滤除海水中的杂质，防止电解槽堵塞。过滤器采用自动反冲洗型，壳体、滤网、轴均采用耐海水腐蚀的不锈钢。

操作原理：

该过滤器利用系统的压差，不影响海水流动情况下自动进行反冲洗，清洗时不需要独立供应清洗液。

正常操作时，海水从过滤器入口进入管型线滤网筒，所有大于0.4mm的杂质留在网内。这个过程连续进行直到杂质在过滤器管内积累到一定程度，导致压差增加。当压差控制器达到预先设定值（0.035mpa）时，自动反冲洗开始启动。通过滤网体的转动，每个网芯管分别连接到反冲洗出口，利用反冲洗水分别有效地冲洗过滤器的每个网芯管，并将了冲洗杂质，通过排污阀排到地沟中。

整个操作过程通过压差控制自动进行。当所有的过滤器管被清洗完毕，自动反冲洗循环停止，过滤器恢复到正常方式直到压差控制器下一次动作，重复进行清洗。

2.4.6次氯酸钠储罐

次氯酸钠储罐选用容积为40m3的玻璃钢储罐。

次氯酸钠储罐是用来以风机强制鼓风稀释电解产生的氢气，并排除电解过程中形成的钙、镁沉淀物。次氯酸钠储罐为直立式，椭圆形封头的罐体，以利用排氢和排污。次氯酸钠储罐是由玻璃钢材料制造，既耐腐蚀，又可满足室外抗温差及日光照射等因素老化的要求。次氯酸钠储罐装有溢流管、排污管、人孔、就地液位显示、液位开关及液位控制系统。液位开关设定很低、低、高、很高四点。

2.4.7酸洗设备

酸洗泵

酸洗泵选用cqf型离心式耐腐蚀塑料泵。泵体材料选用增强聚丙烯材料，极耐腐蚀。酸洗泵用来将稀盐酸在酸洗罐和电解槽组之间循环。同时，当酸洗结束后，将积存在电解槽组内的废酸抽空。

电机功率：1.1kw,380v

扬程：20m

流量：3.0 m3/h

酸洗罐

酸罐选用frp罐。容积为1.5m3，立式放置，设有液位指示装置，便于配比盐酸。

2.4.8管道及阀门

装置中所有管道和阀门均采用耐蚀性极强的upvc材料。

2.4.9整流控制柜

整流控制柜的作用是给电解槽提供直流电，给水泵及仪表提供供电电源及对整套装置进行控制和保护。

整流控制柜具有手动和自动两种操作方式。在手动状态下，可对设备进行逐个启、停操作，此功能用于装置调试、维修期间或自动状态失效后的控制操作。在自动状态下，所有控制和保护功能启动，可保证装置安全可靠地运行，此功能用于正常的运行操作。

在自动状态下，整流控制柜具有过电流和过电压保护、温度显示及温度高限保护、电解槽前液体压力高限保护、电解槽前液体液位以及次氯酸钠储罐液位控制等功能。

2.4.10仪表

仪表主要由电磁流量计、电接点隔膜压力表、温度传感器、隔膜压力表、浮球液位开关组成。

电接点隔膜压力表

安装于电解槽前入口处，设有压力高限控制及报警。

电接点隔膜压力表（001pis）型号为yxc-100mf，隔片材料为钽合金。

温度传感器

安装于电解槽前入口处，测量进入电解槽的液体温度并设有温度高保护。

温度传感器的型号为pt100，套管材料为ta2。

隔膜压力表

安装在加药泵的出口，就地显示加药泵的出口压力。

隔膜压力表的型号为y-100mf，膜片材料为钽。

浮球液位开关

安装于次氯酸钠储罐内，并设有高、中、低三点。根据液位在不同的位置，控制加药泵及整流控制柜的运行和停止。

浮球液位开关采用液滴形液位开关，型号为uk-303b，开关接触液体部分为聚丙烯制成，在100℃以下的液体内可长期使用。

三、系统的运行

1系统运行模式

根据需求，系统可有两种工作模式：手动模式和自动模式。

1.1手动模式

手动模式是由操作人员根据工艺流程分步控制各个设备运行。在设备调试阶段应采用手动模式。但必须明确的是：违反工艺要求的操作不会被执行。例如：在风机没有运行的情况下，启动整流器的操作不会被执行。

1.2自动模式

自动模式是由plc根据编制好的程序自动控制各个设备运行。设备调试完成投入正常运行时，系统运行建议采用自动模式。

2启动准备

2.1初始状态

a.循环水系统已投入运行，并可接受来自制氯站的次氯酸钠溶液。

b.管道已冲洗完毕，无颗粒或杂质。

c.过滤器已调试完毕，能正常运行，所有阀门都处于正常运行的状态。

正常运行时阀门所处状态：

正常运行时的参数

正常运行时主要参数如下：

每组电解槽流量：28m3/h

电解电流：6300a

装置控制报警点的设置

2.2电源

a.给低压配电柜供电的ac380v电源闭合。

b.在低压配电柜上闭合下列设备的电源：

整流变压器

控制柜

整流器控制电源1

整流器控制电源2

加药泵1

加药泵2

冲击加药泵

酸洗泵

海水泵1

海水泵2

风机1

风机2

c.在配电柜上启动控制柜的电源。

3系统启动

3.1手动启动

a.将整流器的远控/就地开关置于“远控”。

b.将低压配电柜上所有（控制柜除外）远控/就地开关置于“远控”。

c.将控制柜的自动/手动开关置于“手动”。

d.根据需要选择1组或2组或两组同时运行。

e.在控制柜上进行如下操作：

启动风机。

启动海水泵。

延时约1分钟后，启动整流器，调节电流输出给定旋钮，使电流达到6300a。

储罐液位到达中液位后，可以启加药泵进行加药。

储罐液位到达高液位后，启动冲击加药泵进行加药。

3.2自动启动

a.将整流器的远控/就地开关置于“远控”。

b.将低压配电柜上的远控/就地开关（控制柜除外）置于“远控”。

c.将控制柜的手动/自动开关置于“自动”。

d.根据需要选择1组或2组或两组同时运行。

e.在控制柜上启动“自动启动”按钮。

f.系统按“手动启动”中的顺序自动启动。

说明：两套同时运行时，所有的海水泵，整流器，加药泵均启动。

单套运行时（1组或2组），只启动相应组的整流器，海水泵和加药泵处于一用一备状态。

3.3建议的启动程序

在制氯系统的启动中，尤其是装置在停机一段时间后的启动，由于水路中各个流量调节阀不一定在合适的调节位置。建议采用如下手、自动配合启动的方法，达到安全运行的目的。

a.将控制柜的自动/手动开关置于“手动”。

b.根据需要选择1组或2组或两组同时运行。同时调节好水路中各个阀门的位置，与之配合。

c.依次启动风机、海水泵。

d.检查水路流量、液位达到要求后，启动整流器。并调节输出电流到需要值。

e.将控制柜的自动/手动开关置于“自动”。

4系统停止

4.1手动停止

a.将控制柜的手动/自动开关置于“手动”。

b.在控制柜上进行如下操作：

将整流器输出电流调到0，停运整流器

停运海水泵

停运加药泵

停运风机

4.2自动停止

a.将控制柜的手动/自动开关置于“自动”。

b.在控制柜上启动“自动停”按钮，系统按编制好的程序自动停止运行。此时风机回延时一段时间（进行除氢），然后停止。

5 crt的操作

图形操作员窗口crt位于控制台面板右侧，操作人员可以从中观察系统运行参数、流程，以及参数的设定。

5 .1主画面

当控制柜加电后，plc和crt启动，crt显示主画面如下：

屏幕的下方是选择菜单区，每个菜单选项下方对应着相应的操作按钮。操作员只须按下相应的按钮，即可进入该选项画面。其它画面的操作也类似。

主画面下有三种选项：流程、参数、设置。

5 .2流程画面

从主画面按下f9，即进入流程画面。流程画面显示了工作流程，如下：

画面中每一个图形代表一个设备。设备的运行情况通过图形的颜色来表示。

红色代表运行，绿色代表停止。储液罐的液位由柱状色带表示。

在流程画面下还有一个槽压菜单选项，按“f11”可以进入。如下图：

画面共有八个柱状图，每个柱状图显示一个槽压值。

按返回f14键，回到上级菜单。

5 .3参数画面

在主画面下，按f10键可进入参数画面。如下图：

在参数画面，用户可以监视系统运行的各项参数。包括输出电流、输出电压、流量、温度、槽压等。

按下f9，直接进入流程画面。

按返回f14键，回到上级画面。

5 .4设置画面

在主画面下，按f12键可进入参数画面。如下图：

在设置画面，用户可以设置系统的流量下限报警设定值、温度上限报警设定值，以及当前的系统时间和日期。

当用户想要修改某项值时，先用光标键将光标移动到修改位置，然后按下任意数字键。此时会弹出密码输入窗口。输入“100”，按下回车键，就可以输入需要更新的值了。输入完成后按回车键，如果输入值合法，则输入值会成为当前值。

6电解槽的酸洗

6.1酸洗前的准备

a.关闭电解槽的供电电源。

b.在电解槽停电的情况下，继续通水5分钟左右，冲洗电解槽内的残余次氯酸钠溶液。

c.停止海水泵、加药泵的运行。

d.准备37%的工业盐酸。

6.2电解槽的酸洗

a.稀盐酸的配制

关闭阀门q401、q407，打开自来水进口阀门q503，观察酸洗罐液位计液位高度达到总高度的50%（约600l）时，关闭自来水进口阀门q503，准备200l约37%的工业盐酸，将阀门q406下的软管插入到浓盐酸容器的底部。

关闭阀门q402、q403、q404，打开阀门q401、q405、q406、qp09、启动酸洗泵，当喷射器吸取盐酸时，观察酸洗罐液位计，液位高度达到总高度的60%（约800l）时，停止酸洗泵的运行，此时浓度为10%的稀盐酸溶液已配制完毕。

b.电解槽的酸洗

● 1#电解槽组

关闭阀门q402、q405、q404、q407、d105、d106、d107、d108、q420、q409，打开阀门q401、q403、qp09、q408、q410、q411、q412、q413，启动酸洗泵，使稀盐酸在电解槽和酸洗罐间循环2小时(从电解槽正面观察钙镁沉淀已干净为宜)，停止酸洗泵的运转。

在以上阀门状态下，关闭阀门q401、q403，打开阀门q402、q404，启动酸洗泵，观察电解槽内酸液抽光后，停运酸洗泵，并关闭阀门。

● 2#电解槽组

关闭阀门q402、q405、q404、q407、d105、d106、d107、d108、q421、q408，打开阀门q401、q403、qp09、q409、q414、q415、q416、q417，启动酸洗泵，使稀盐酸在电解槽和酸洗罐间循环2小时(从电解槽正面观察钙镁沉淀已干净为宜)，停止酸洗泵的运转。

c.稀盐酸的中和排放

当稀盐酸的浓度下降到5%以下，不能继续使用，须加碱将其中和排放。

此时酸洗结束。

本产品的加工定制是是，设备名称是海水电解设备，型号是JY-0010，额定容量是100（L），规格是2000mm*1500mm*3000mm，额定输出功率是10-100（kw），电压是380（V），冷却方式是海水冷却，运行方式是连续运行，保护功能是低压保护、低液位保护、过载保护，显示是液晶显示