JY-1型加氯机在循环水系统中的应用

张向锋

（河南煤化集团永银化工实业有限公司，河南舞阳462400）

JY-1型加氯机在循环水系统中的应用

张向锋

（河南煤化集团永银化工实业有限公司，河南舞阳462400）

介绍了循环水系统中微生物的危害及JY-1型加氯机的使用，对出现的问题提出了解决方法

微生物；加氯机；真空破坏

1 微生物在循环水中的危害

平顶山神马汇源氯碱有限公司循环水系统承担着全公司的循环水供应。循环水池中的水，经过循环水泵送往各装置的换热器，经过换热后的带压回水回流进入填料式冷却塔中，在其中与空气逆流接触换热，降温3～5℃后重新进入循环水池中反复使用。

敞开式循环水系统如果长期使用不处理，则会使得微生物大量繁殖，微生物可引起粘垢，粘垢又会引起循环水系统中微生物的大量繁殖；粘垢也会使换热器传热效率降低并增加水头损失，粘垢和微生物会引起金属的电化学腐蚀，微生物排出的黏液与无机垢等形成的沉积物附着在金属表面，形成氧的浓差电池，促使金属腐蚀；由于在金属表面的沉淀物之间缺乏氧，一些厌氧菌（主要是硫酸盐还原菌）得以繁殖，当温度为25~30℃时，繁殖更快，它分解水中的硫酸盐产生H2S，引起碳钢腐蚀；循环冷却水对金属设备的腐蚀主要是电化学腐蚀，腐蚀又会产生沉积物并助长微生物的繁殖。

微生物繁殖所造成的影响间接反映在腐蚀率和污垢热阻中[1]。

式中：CL为腐蚀率，mm/a；P0为腐蚀前金属质量，g； P为腐蚀后金属质量，g；ρ为金属密度，g/cm3；F为金属与水的接触面积，m2；t为腐蚀作用时间，h。

在SH3016-1990中规定的工艺换热设备的冷却水侧设计中碳钢管壁的腐蚀率不应大于0.125 mm/a（汇源设计中，选用小于0.075mm/a）；铜、铜合金和不锈钢管壁的腐蚀率不应大于0.005mm/a[2]。按0.125mm/a的腐蚀率，100m2的碳钢换热设备1年的腐蚀情况计算，0.125=8.76×（P0-P1）/ 7.8×100×8 000，可得到P0-P1=89.04 kg，而化工厂的换热设备的面积远大于100m2，如果不加以控制，腐蚀程度将相当严重。

（2）由于沉积物沉积，使换热器传热面的传热系数下降，从而使热阻增加，在不同时刻，由于热交换器的垢层不同而有不同的污垢热阻：

式中：Rt为即时污垢热阻，m3·h·℃/kJ；K0为传热面清洁时测得的总传热系数，kJ/（m3·h·℃）；Kt为循环水在传热面经t时间所测得的总传热系数，kJ/（m3·h·℃）；Ψt为积垢后传热系数降低的百分数。

在SH3016-1990中污垢热阻值的选择一般为1.72×10-4~5.16×10-4m3·h·℃/kJ（汇源设计中选用小于3.0×10-4m3·h·℃/kJ）。

2 加氯杀菌方式及加氯机的操作

为减少微生物在循环水中的危害，可以采用化学处理控制微生物的方法，所用的药剂可分为氧化型杀菌剂、非氧化型杀菌剂及表面活性剂杀菌剂[1]。根据氯碱厂工艺特点采用了在循环水系统中加氯杀菌的方式。氯杀菌剂是一种强氧化性杀菌剂，它在水中能水解生成次氯酸，次氯酸容易通过扩散作用进入微生物的细胞内，与原生质反应，与细胞的蛋白质生成稳定的氮－氯键。同时次氯酸能氧化某些辅酶巯基上的活性部位，而这些辅酶巯基是合成微生物呼吸所必须的三磷酸腺甙的中间体，故而能抑制微生物的生长，从而确保循环水水质稳定，提高化工换热装置的热交换效率和设备的使用寿命，减少金属的腐蚀。选用的加氯机为JY－1型，加氯系统流程简图见图1。

图1 加氯系统流程简图

因为氯气毒性较大，在使用中要切实防范氯气的外泄，以免影响操作人员的身体健康。加氯机的操作方法如下。

（1）启动。检查加氯系统是否完好、畅通，加氯机各部件是否完好；打开喷射器进出口阀门，投运喷射器，注意真空压力表的读数；当真空压力表的读数稳定并处于负压状态时，打开加氯机的控制阀门；打开氯气管道与加氯机连接的阀门，并调整开度，控制压力在正常范围；根据实际需要调节氯气流量，根据分析余氯结果确定加氯量和加氯时间；用10%氨水检查系统有无泄漏现象，如有，应及时停运处理。

（2）停止。关闭氯气管道的进出口阀门；关闭喷射器进口阀门；根据流量计计算加氯量并做记录；根据循环水质分析数据适当调节加氯系统。

3 存在问题

实际使用中存在以下问题：（1）停止加氯后在转子流量计中会出现大量黄色的水；（2）B阀更换后不久就出现关闭不严的现象；（3）经拆检发现止回阀弹簧出现严重腐蚀；（4）止回阀阀头垫圈出现有压偏的痕迹。

经观察分析发现，操作人员日常加氯后，先关闭氯气送入阀B，再关闭送水阀C，这时，真空表依然处于负压状态。

根据止回阀的结构（如图2所示），在运行时，水射器形成负压，止回阀阀芯在氯气正压与水射器作用后的负压压差的作用下压迫弹簧，使得弹簧压缩下行，止回阀打开，氯气进入水中送至循环水池。停止后，在弹簧的弹力作用下，阀芯向上运动，靠密封圈的密封作用使得止回阀关闭，截断氯气的进入。由于使用中止回阀阀芯没有导向结构，使得在弹力的作用下，有时会出现向上运动的错位，从而使密封垫圈密封不严。在止回阀关闭不严的情况下，由于加氯后阀A关闭，阀A之后至水射器处依然处于负压状态，在压差的作用下，水顺着管道倒回转子流量计内。

图2 止回阀结构简图

倒回转子流量计中的水在重新加氯时与氯气混合形成盐酸，通过弹簧进入水射器，使弹簧处于较强的酸性环境中，从而被腐蚀。腐蚀后的弹簧弹力大大减弱，使得止回阀的密封性进一步破坏。

被腐蚀后的含有Fe3+的溶液使得进入转子流量计的溶液变为黄色，由于长时间的运行，在转子流量计玻璃管内壁附着一层黄色物质，观察流量刻度更为困难。

由于玻璃管中水的存在，使得B阀至转子流量计的管道处于浸润状态，加氯时出现盐酸，使得B阀腐蚀，严重影响B阀的密封性，并且还造成了安全隐患。

4 改造措施

通过以上问题的分析不难发现，出现以上现象的根本原因是负压的存在。如果排除负压，使其处于常压状态，则以上问题就不易发生。采用在真空表下加装真空破坏阀D的办法，使得加氯后的真空状态得到破坏。改造后的加氯系统流程图见图3。

图3 改造后的加氯系统流程图

加氯前，要检查真空破坏阀D的开关状态；加氯时要把真空破坏阀关闭；加氯后，首先关闭阀B，而后打开阀D，约3min后，关闭阀C，而后关闭阀D，使得加氯系统内处常压状态。

通过改造，消除了安全隐患，确保了系统的长周期稳定运行。

[1]严煦照，范瑾初主编.给水工程.北京：中国建筑工业出版社，1999.

App lication of JY-1 type chlorinator in circulatingwater system

ZHANGXiang-feng
（Yongyin Chemical IndustrialCo.,Ltd.,Henan CoalChemicalGroup,Wuyang462400,China）

Microbiological hazards of circulating water system,and the problems of JY-1 type chlorinator in usewas introduced.Solutionswasput forward.

microbiological;chlorinator;vacuum break

book=12,ebook=286

TQ085+.4

B

1009－1785(2010)11－0012-02

2010-05-04