AXDL-杀菌剂在电厂水处理设备的研究与应用

大连发电有限责任公司 王波慧 大连泰山热电有限公司 王璐 国家电投东北电力有限公司 陆宇 河北昂新电力科技有限公司 梁浩

目前，采用城市污水或污水处理厂的中水作为循环水补给水的电厂逐渐增加，该种水源有机物含量高，微生物繁殖快。另外，循环水中投加的复合缓蚀阻垢剂富含有机聚电解质和有机磷酸酯，也加剧了菌类和藻类的繁殖，使得循环水运行环境由酸性环境运行变为了碱性环境运行，故在碱性运行条件选用安全、高效、无副作用的杀菌剂，对其进行杀菌、除藻处理，是改善循环冷却水水质，提高凝汽器换热效率的重要举措[1]。

某电厂共装设2×300MW 亚临界一次中间再热抽汽机组，2台机组分别于2010年12月2日、2010年12月30日相继通过168h 满负荷试运行。自投产以来，2台机组主要经济技术指标逐年提升，主要经济技术指标均在集团公司和省内同类型机组中名列前茅。2台机组总有效传热面积19000m2，凝汽器管材为TP317，循环冷却介质为一级B 中水，敞开式冷却方式。循环水杀菌、除藻方式采用自给自足的AXDL-杀菌剂产品。

1 EX 系列综合法AXDL-杀菌剂发生装置的原理及特点

1.1 工作原理

EX 系列综合法AXDL-杀菌剂发生装置采用的为R6法（综合法），即把氯酸钠电解和R5法（Kesting 法）相结合，在不需要专门还原剂的情况下，有少量氯化钠参与即可由氯酸钠和盐酸反应直接生产出AXDL-杀菌剂[2]。特制的电解液在装置内部循环流动，经电解槽电解后，在AXDL-杀菌剂反应器内进行加酸反应，生成AXDL-杀菌剂的气体，然后反应残液返回电解槽继续电解，循环使用，生成的AXDL-杀菌剂气体经水射器抽出生成AXDL-杀菌剂溶液，储存在AXDL-杀菌剂储罐内，根据需要由AXDL-杀菌剂加药泵投加到需要处理的水中，其化学反应方程式如公式（1）和公式（2）所示：

1.2 工艺流程

某电厂采用的是两套自动连续运行的EX 系列综合法AXDL-杀菌剂发生装置，采用全自动控制系统，一键式操作方式，全自动无人值守运行，故障声光报警、停机，并可实现远程操作。其主设备型号为EX-10，单台有效氯产量为10kg/h，储罐成品液浓度为CLO2≥2g/L。

1.3 特点

一是EX 系列综合法AXDL-杀菌剂发生装置由电解系统、加酸反应系统、气体溶解系统、控制系统和相应的泵阀等组成。二是电解系统采用独特的复极式高度集成的电极结构，形成高电解效率、高运行安全稳定性、低电耗的高效电解系统。三是加酸反应系统采用特殊结构的反应器进行加酸反应，加酸反应在最佳反应温度、溶液浓度下进行，实现最佳反应效率；并维持电解液中适宜的pH 值，以适应电解对电解液的要求。四是控制系统采用最新PLC 实现逻辑控制功能。AXDL-杀菌剂的产量，在额定产率下可任意调节，并在额定产率以下的工况运行时也能保持设备的高效率。五是EX 系列综合法AXDL-杀菌剂发生装置专门为用户设置了储液罐，可以对AXDL-杀菌剂溶液进行短期的储存，对于循环水等需冲击性加药的来说，大幅度减少了设备投资。六是可选用连续加药、冲击加药及连续与冲击联合加药等多种加药方式；加药量调节也可选用水体流量反馈调节、药液储存调节等多种方式，最大限度地满足现场生产需要[3]。

2 EX 系列综合法AXDL-杀菌剂发生装置在现场的应用情况

2.1 主要技术参数

EX 系列综合法AXDL-杀菌剂发生装置在现场反应的主要技术参数见表1。

表1 主要技术参数

2.2 加药量

每台机组每天向循环水系统冲击加药0.5～1h 的方式。循环水补充水量1406m3/h；工业废水处理水量100m3/h；单台机组循环水容积16500m3。实际补水量为冬季循环水补水量598t/h；夏季900t/h。加药点设有三处，分别是循环水泵前池（0.35MPa），三台离心泵，二用一备，流量10m3/h；工业废水（0.35MPa），两台计量泵，一用一备，流量10m3/h。

2.3 循环水微生物控制情况

杀菌前后的塔壁对比照片，如图1和图2所示。

图1 杀菌前塔壁

图2 杀菌后塔壁

2.4 年运行、维护费用

2.4.1 设备运行费用

31%盐酸价格：0.85元/kg；电费：0.375元/kWh；用电量=3kWh/kg·ClO2；31%盐酸用量=3.5kg/kg·ClO2；生产1kg AXDL-杀菌剂费用=3×0.375＋3.5×0.85=4.1元；生产1kg 有效氯费用=4.1/2.63=1.559元；以每天运行10h，一年运行200天计算，每天生产有效氯量=100×2=200kg，每天设备运行费用=200×1.559=311.8元，年费用=311.8×200=6.236万元；一年总计运行费用6.236万元。

2.4.2 维护费用

自2011年5月投入运行至今，在2013年5月20日至6月10日小修一次，费用为9.4万元，包工包料，平均年检修费用仅为2万元左右。

2.4.3 年节省费用情况

年节省费用情况见表2。

表2 年节省费用

2.5 在实际使用过程中出现过的问题

一是电AXDL-杀菌剂解槽外壳腐蚀渗漏；二是进出口波纹管开裂；三是反应器支座腐蚀严重、罐体与封头焊接处漏；四是换热器渗漏；五是氯酸钠反应器到喂料槽导流管渗漏；六是制药循环管道破裂；七是PLC 模块不输出及错误反馈误报警；八是成品液AXDL-杀菌剂浓度降低。

2.6 使用过程中应注意的事项及应采取的相应措施

一是AXDL-杀菌剂制液电解间面积适当放大、尽量保持通风良好。某电厂制液电解间仅有30m2左右，且通风条件不好，致使部分金属设备存在一定的腐蚀[4]。二是AXDL-杀菌剂对普通橡胶具有中度腐蚀，管道的密封垫尽量使用硅橡胶或含氟塑料。密封垫经过长时间老化，出现变形、碎裂现象，致使液体通过缝隙流出，殃及其他设备造成腐蚀，故检修应备好备品备件，及时更换。三是AXDL-杀菌剂对普通的不锈钢、碳钢、铝和铜等有中等腐蚀，影响这种反应的条件有：空气、湿度、温度、物理影响等。为避免及减少腐蚀，应尽量使设备所处的环境干燥，设备、管道等与空气隔绝，减少机械性擦、洗，擦、洗用水尽量保持纯净。四是定期对电解槽进行清理检查，电解槽渗漏处更换密封垫。

五是定期检查电解槽连接电缆的8个电极处，注意做好防护工作。六是定期对电解槽进出口波纹管检查，有泄漏及时清理。七是定期对电解槽上升管检查，有泄漏及时清理，更换存在隐患件和密封垫。八是为保证水射器抽气量与循环泵压力、流量在设定工作范围内，定期对水射器进行检测和更换。九是由于反应器支座等容易腐蚀，为保证设备安全，定期对支座进行检查和处理。十是注意定期检查通风情况，必须加装大功率轴流风机对室内进行强制通风。十一是AXDL-杀菌剂是一种极不稳定、易于分解的分子，当以溶解在水中存放于AXDL-杀菌剂储罐时，水中应尽量不含其他可氧化杂质，才有可能使AXDL-杀菌剂溶液保持较高纯度，尽量延长能保存的时间。

3 EX 系列综合法AXDL-杀菌剂发生装置在实际运行中的优缺点

3.1 优点

一是周期成本低。综合法制备AXDL-杀菌剂发生装置的运行过程中，只消耗工业合成盐酸和电能，无须采购大量的氯酸盐[5]。二是水中无残留氯酸盐。综合法加入水体中的只有AXDL-杀菌剂溶液，而无氯酸盐，而其他方法向水体加入的除了AXDL-杀菌剂溶液外，还将原料的残留部分都随AXDL-杀菌剂送到了水体中。三是无三废排放。综合法AXDL-杀菌剂发生装置采用特制的电解液在系统内循环使用，使原料充分利用，除排放电解生成的氢气外，无三废排放。四是自动化运行程度高。采用以PLC 为核心的全自动控制系统，远程操控，实现全自动运行，运行过程中若出现故障，则会声光报警并给出信息提示，直至停机。五是加药方式灵活。综合法制备AXDL-杀菌剂发生装置采用AXDL-杀菌剂贮存系统，可以实现单台运行也可以双台同时运行，连续加药或冲击加药方式。六是杀菌能力与水中的pH 值无关。在pH3～9范围内具有良好的杀菌效果，满足循环水处理的要求。七是安全可靠。AXDL-杀菌剂使用发生器现场制备，现制现用，安全方便， 不存在运输、罐装泄漏造成人员伤害的可能性。

3.2 缺点

一是该设备运行过程中，腐蚀问题有待于解决；二是AXDL-杀菌剂加药点过多，管路较长，且均是地埋管，一旦泄漏，处理工程量较大；三是无在线气体泄漏安全报警仪；四是设备材质大部分是钛，检修工艺要求高，现场缺少专业检修人员，设备检修时需依赖厂家。

4 结语

EX 型AXDL-杀菌剂发生装置在火力发电厂实际应用中，制成的AXDL-杀菌剂周期短、成本低、无三废排放、加药方式灵活、维护量少、自动化运行程度高。故该设备完全满足电厂循环水、废水处理等杀菌药剂需求，因此希望本文能对其他使用AXDL-杀菌剂作为杀菌剂的相关单位，在其水质处理过程中进行杀菌、除藻、检修等方面能起到一定借鉴作用。