海水电解制氯ppt课件.ppt

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1、2022/11/12,中石油京唐液化天然气有限公司,0,中石油京唐液化天然气有限公司生产处2022/11/12,海水电解制氯,Contents,第一章前言,1一般说明 海水电解制氯系统（U-230-030）设计的目的在于：连续产生次氯酸钠形式的氯，已达到海洋防污染目的。通过连续加料或间歇加料操作方式，向海水流注入次氯酸盐。系统带一负荷和后备系列，在100%功率下运行。可在现场本地操作，也可通过工艺控制系统远程操作，来监测系统设备。系统的额定功率为00kg/hr（*待定），同心管状电极电解槽的额定为100%功率和一后备系列。,2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

2、钠溶液，防止海水中海生物的繁殖或生长。,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+2e2OH-+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+H2ONaClO+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

3、物。,3资源需求,电 源： 380V/220V，50Hz，三相四线交流电 ，4路； 海 水： 压力 0.120.25 MPa 流量 150m3/h 淡 水： 压力 0.150.2 MPa 流量 15m3/h,1. 加药方式： 循环水加次氯酸钠采取连续加药和高浓度冲击加药相结合的方式；连续加药量浓度控制在1.0mg/l，冲击加药浓度为3.0mg/l，每天二三次（可设定），每次约30分钟。在冲击加药时，连续加药不间断。2. 装置产氯量：237Kg/h,第二章系统描述,装置描述,电解海水制氯装置是通过整流变压器，将380V交流电转化为直流电，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

4、，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。 该电解海水制氯系统包括两套37kg/h的电解槽组，每组电解槽可以独立运行，也可两套同时运行。,电解海水制次氯酸钠系统组成,电解海水制次氯酸钠系统由海水输送系统、海水预处理系统(过滤器、除砂器)、次氯酸钠发生系统、次氯酸钠缓冲贮存兼排氢系统、次氯酸钠溶液投加系统、酸洗系统和电气及控制系统等组成。,海水输送系统由3台海水预过滤器及3台海水升压泵及相应管道、阀门、管件、仪表、支架等组成； 海水预处理系统主要由3台自动反冲洗过滤器、4台

5、除砂器及相应管道、阀门、管件、仪表、支架等组成； 次氯酸钠发生系统主要由2套次氯酸钠发生器与之配套的相应的管道、阀门、管件、仪表、支架等组成； 次氯酸钠缓冲贮存兼排氢系统由2台次氯酸钠溶液贮存罐、2台风机及相应管道、阀门、管件、仪表、支架等组成； 次氯酸钠溶液投加系统由3台连续加药泵、2台连冲击药泵及相应管道、阀门、管件、仪表、支架等组成； 酸洗系统由1台酸储箱、1台酸洗箱、1台酸洗泵、1台碱储罐、1台卸碱泵、1台中和排污泵、1台酸雾吸收器、1台安全淋浴器及相应管中国石油唐山 LNG 项目 2X37Kg/h 电解海水制氯装置操作及维护说明书 道、阀门、管件、仪表、支架等组成； 电气及控制系统包

6、括整流变压器、整流器、低压配电柜、控制柜及检测仪表等。,工艺流程,工作流程 海水经自动反冲洗预过滤器（过滤精度1mm）过滤后，通过海水升压泵升压，再通过除砂器和自动清洗过滤器除去海水中的泥沙和大颗粒物质，进入电解槽组件。制氯单元是由两组37kg/h电解槽组成，每组电解槽是由5台三片式SRSM360/3型透明结构海水电解槽组成，每台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。整流变压装置是将380V交流电转化为直流电供给电解槽组，流经电解槽组的海水被电解产生次氯酸钠溶液及氢气进入次氯酸钠储罐。氢气在次氯酸钠储罐顶部经通风机稀释至1%以下，安全地排到大气中。电解过程产生的钙、镁沉

7、淀物在次氯酸钠储罐底部，经排污阀定期排出。次氯酸钠储罐的液位通过液位控制系统维持在一定的高度，次氯酸钠溶液通过加药泵送至加药点。制氯单元可以根据冷凝器出口的余氯含量调整整流器电流使制氯装置达到满足的产氯量。,加药流程 需要连续加药时，根据加药量调整到合适的电流以达到连续加药1ppm的浓度，当需要冲击加药时，开启冲击加药泵，使冲击加药浓度达到3ppm左右。 2.3.3. 酸洗流程 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

8、洗时，首先将清水注入酸洗罐内，达到一定高度，然后一定比例的浓盐酸由酸储罐自流至酸洗罐，酸洗盐酸溶液浓度为810%。而后通过酸洗泵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，最后中和排出，酸洗结束。,设备描述,电解槽组 我所提供的电解海水制氯装置中核心部件电解槽是三片式SRSM360/3型板网状透明结构海水电解槽。 主要参数 型号： SRSM360/3 数量： 5 （单组） 有效氯产量： 37Kg/h （单组） 液体流量： 34m3/h（单组） 直流电耗： 3.75kw/kgCl2 阳极材质： 钛涂多元贵金属氧化物涂层 阴极材质： 镍基合金 工

9、作电压： 82.5V 工作电流： 2400A 电极清洗周期： 30天,自动反冲洗过滤器,该系统共有6台自动发冲洗过滤器，3台在系统海水入口处做为预过滤器，另外3台处于电解槽前。 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。过滤器采用手动反冲洗型，壳体、滤网、轴均采用耐海水腐蚀的材质操作原理 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。 正常运行时，粗海水从过滤器入口进入滤网筐，所有直径大于0.5mm（预过滤器滤网孔径为1mm）的杂质截留在滤网上。这个过程连续进行直到杂质在过滤器滤网上积累到一定程度，导致压差增加，当压差控制器到达预先设定

10、值时，自动反冲洗开始启动。连接到反冲洗出口的滑动密封片有效地清扫了过滤网的每个部位。过滤器壳体内部压力高于反冲洗出口管的压力，导致一部分海水通过隔离滤网以反方向流动，有效地冲洗了所有累积的杂质，并通过排污阀排到地沟中。 整个运行过程通过压差控制器自动进行。当所有的过滤器网被清洗完毕，中国石油唐山 LNG 项目 2X37Kg/h 电解海水制氯装置操作及维护说明书 青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司 9 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。 该过滤器也可通过时间控制，定时对滤网进行清洗。 流量：50m3/h 过滤精度：1mm（预过滤器），0.5mm（过滤器

11、） 壳体材质：钢衬胶 滤网材质：316L 压差设定：0.035Mpa,海水升压泵 选用3台卧式离心泵。 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、叶轮等均为双相不锈钢，极耐次氯酸钠腐蚀。 扬程：0.25MPa 流量：50m3/h 过流部分材质：钛,连续加药泵 选用3台CZ50-250型号的泵。 扬程：0.2 MPa 流量：30m3/h 过流部分材质：钛 冲击加药泵 选用3台CZ65-250型号的泵。 扬程：0.2 MPa 流量：60m3/h 过流部分材质：钛,次氯酸钠储罐 选用2台容积为40m3的钢衬胶储罐。 次氯酸钠储罐是用

12、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。 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、液位控制系统。液位开关设定低、中、高三点。 容积：40m3 总高度：8m 直边高度：5m 直径：3m 罐体厚度：10mm,酸洗设备,1. 酸洗泵 选用2台40FSB-25型号的氟合金泵。 整体结构为卧式、轴向吸入、径向排出、后拉出式、带加长联轴器的单级、单吸离心泵。 扬程：0.3Mpa 流量：6 m3/h 过流部分材质：氟塑料 功率：3KW，380V，3P，50Hz 2.

13、 酸洗箱 选用1台钢衬胶罐。立式放置，设有翻板液位指示装置，用于配比盐酸。 容积：1.0m3 总高度：1.5m 罐体厚度：8mm 3. 浓酸箱 选用1台钢衬胶罐。卧式放置，设有翻板液位指示装置。 容积：1.0m3 总高度：1.5m 直径：1.0m 罐体厚度：8mm,3. 浓酸箱 选用1台钢衬胶罐。卧式放置，设有翻板液位指示装置。 容积：1.0m3 总高度：1.5m 直径：1.0m 罐体厚度：8mm,管道及阀门,装置中的管道、管件或阀门采用耐蚀性极强的UPVC和玻璃钢材料。,整流控制柜,系统控制柜可按照制氯装置的工艺流程编制的PLC程序控制，完成操作控制、运行参数控制、设备联锁控制及系统的自诊断

14、、自保护、报警、数字通讯等操控功能。 控制系统可以保证制氯装置除酸洗过程外所有操作运行的自动化控制。 控制系统可以保证制氯装置在无人值守的工况条件下长期安全运行。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，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、电解槽前流量低限以及次氯酸钠储罐液位控制等功能。,仪表,仪表主要由电磁流量计、电接点压力表、温度传感器、隔膜压力表、液位

15、传感器组成。 1. 压力变送器 选用1台压力变送器，压力：0-0.6Mpa。安装于电解槽前入口处，设有压力高限控制及报警。 2. 温度传感器 选用3台双金属温度传感器，分别安装于电解槽前入口处和出口处，测量进入电解槽的液体温度并设有温度高保护。 3. 防腐隔膜压力表 选用8台型隔膜压力表，量程为00.6Mpa，精度等级为1.5，螺纹连接。安装在卸酸泵出口、酸洗泵出口和加药泵的出口，就地显示泵的出口压力。,4. 防腐压力表 选用5台防腐压力表，量程为00.6Mpa，精度等级为1.5，螺纹连接。 5. 电磁流量计 选用2台电磁流量计，用于测量电解槽和加药口的流量，并设低限报警功能。测量范围：Q=0

16、50m3/h 接口：DN80法兰连接 输出：420mA，防电磁干扰 测量元件材质：哈氏合金 6. 翻板液位计 选用4台型号为UHZ-10C00N的翻板液位计，用于测量罐体内的液位高度，并参与控制液位。,第三章 试车,准备,试车,运转试验,试车过程,本试验的目的在于论证和证明海水电解制氯系统内所有设备的功能。,试车试验的目的在于，论证和证明海水电解制氯系统内所有设备的功能。试验通过以下步骤完成：(1) 完成单个专业预试车检查后，对子系统控制和停机逻辑进行功能试验。(2) 操作海水电解制氯系统的相关设备，确保系统（U-230-030）根据设计参数和操作参数的顺序运行。(3) 监测并记录正常运行时的

17、操作参数。,注意：海水电解制氯系统试车程序于海水泵试车之前。,准备,开始试车活动前，检查该程序涵盖的设备的内部结构是否干净、干燥。如果面板需要清洁或干燥，应使用软布/刷和/或真空吸尘器。 注：不得使用压缩空气来清洗配电盘。,试车,试车海水电解制氯系统的试车通过以下步骤完成：操作结果将被记录在一份检查表中（参考附录D：海水电解制氯系统记录表），提交至HQCEC以批准其完整性。整个试车过程中获得的记录应归档。,运转试验,第四章 运行,系统运行方式 操作人员通过上位机对制氯系统的各个设备发出运行指令。PLC接收到指令后，根据编制好的程序自动控制各个设备运行。但必须明确的是：违反工艺要求的操作不会被执

18、行。例如：在海水泵没有运行的情况下，启动整流器的操作不会被执行。具体的控制逻辑请见施工图纸。 根据需求，系统可有两种工作模式：手动模式和自动模式。,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。 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启动与停车,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。 正常运行时的参数 正常运行时主要参数如下

19、： 每组电解槽流量：34m3/h 电解电流：2400A（满负荷）,3启动与停车方法,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. 根据需要选择1组或2组或两组同时运行。 d. 将控制柜的自动/手动开关置于“手动”。 e. 在控制柜上进行如下操作： 启动海水泵。 延时约1分钟后，启动整流器，调节电流输出，使电流达到2400A。,自动启动 a. 将整流器的远控/就地开关置于“远控”。 b. 将控制柜的手动/自动开关置于“自动”。 c. 根据需要选择1组或2组或两组同时运行。 d. 在控制柜上启动“自动启动”按钮或在

20、上位机上启动“自动启动”按钮。 系统按“手动启动”中的顺序自动启动。 说明：在自动运行过程中，当次氯酸钠储罐的液位达到高液位限值时，系统启动加药泵进行冲击加药，直到液位降到液位低限值时，关闭所启动的加药泵。 两套同时运行时，启动两台海水泵，两台整流器，3海水泵处于备用状态。加药泵处于两用一备的状态。 单套运行时（1组或2组），只启动相应组的整流器，海水泵可以启动任意一台，其他两台海水泵处于备用状态。,系统停止,在上位机上进行如下操作： 将整流器输出电流调到0，停运整流器。 停运海水泵。,具体操作方法(参照江苏操作卡),启机前检查本启机卡只考虑酸洗后电解制氯系统的启动操作，不考虑首次开车或维修后

21、的启机。（P）海水系统运行正常，并可接受来自制氯站的次氯酸钠溶液（P）确认MV-2300201打开（P）确认MV-2300205打开（P）确认MV-2300222关闭（P）确认MV-2300223关闭（P）确认MV-2300224关闭（P）确认MV-2300225关闭（P）确认MV-2300226关闭（P）确认MV-2300227关闭,启泵步骤,P 将整流器C-2307A的远控/就地选择开关置于“远控”P 将低压配电柜上所有（控制柜除外）远控/就地选择开关置于“远控”P 选择1组或两组同时运行P 将控制柜的自动/手动选择开关置于“手动”P 延时约1分钟后，在控制柜上启动整流器C-2307AP

22、调节电流输出，使电流达到6800A,手动启动,自动启动,P 将整流器C-2307A的远控/就地选择开关置于“远控”P 将控制柜的手动/自动选择开关置于“自动”P 选择1组或两组同时运行P 在控制柜上启动“自动启动”按钮或在上位机上启动“自动启动”按钮（P） 确认系统按自动程序顺序启动,酸洗步骤3-1,（P）确认电解槽V-2306B运行正常P 在上位机上将整流器C-2307A输出电流调到0，停运整流器P 关闭电解槽V-2306A的供电电源P 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（P）确认35%的工业盐酸准备就绪P 启动泵P-2312P 观察翻板液位计面板，35

23、%浓盐酸至T-2314高液位时停泵P-2312P 打开清水进口阀门MV2300402 （P）酸洗罐液位LI-2300405达到50%（600L）P 关闭自来水进口阀门MV2300402P 打开MV2300419P 打开MV2300418（P）确认酸洗罐液位LI-2300405达到67%（约200L）,酸洗步骤3-2,P 关闭MV2300418P 关闭MV2300419P 关闭电解槽入口阀MV-2300201P 关闭电解槽出口阀MV-2300205P 打开1号电解槽阀门MV-2300222 P 打开2号电解槽阀门MV-2300223P 打开3号电解槽阀门MV-2300224P 打开4号电解槽阀门

24、MV-2300225P 打开5号电解槽阀门MV-2300226P 启动酸洗泵P-2312（P）稀盐酸在电解槽V-2306A/B和酸洗罐T-2313间循环大约1小时，从电解槽正面观察，确认钙镁沉淀已干净,酸洗步骤3-3,P 停酸洗泵P-2312 P 启动酸洗泵P-2312 （P）确认电解槽内酸液已抽光P 停酸洗泵P-2312P 打开阀门MV2300414P 打开阀门MV2300424（P）酸洗罐中的盐酸被中和P 启动P-2318，将中和后的溶液排海P 打开电解槽入口阀MV-2300201P 打开电解槽出口阀MV-2300205P 关闭1号电解槽阀门MV-2300222P 关闭2号电解槽阀门MV-

25、2300223P 关闭3号电解槽阀门MV-2300224P 关闭4号电解槽阀门MV-2300225P 关闭5号电解槽阀门MV-2300226,维护说明,1. 定期维护 1.1. 每天的维护 a. 目视检查设备和管道是否漏水。发现任何泄漏必须进行排除。 b. 检查通过电解槽组的水流量在34m3/h左右。如流量不在此范围内，调节阀门，使其满足此流量范围。 c. 检查海水泵、冷却水泵、酸洗泵、浓酸泵和加药泵的出口压力是否在正常值范围内。 d. 记录通过电解槽的水流量、电解槽入口压力和出口温度，整流器输出的直流电流和直流电压。,1.2. 每周的维护,a. 检查水泵的噪音和振动是否正常。 b. 检查电解

26、槽各密封面和导电螺栓是否有漏水。 c. 建议停机冲洗各电解槽。,1.3. 每月的维护,a. 检查次氯酸钠储罐、浓酸箱和酸洗箱外表是否有裂纹或严重划伤。 b. 对上述设备进行排污操作，除去沉淀在罐底的沉淀物。 c. 当整流器满负荷工作时，测量每个电解槽的槽电压。如果槽与槽之间的电压偏差超过3V，应停机检查。 d. 根据槽压值和产氯量确定是否需要酸洗。 e. 如需要酸洗，按照3.5章节的要求进行操作。,1.4. 每年的维护 a. 对水泵进行拆卸检查，如有部件损坏，应及时更换。 b. 检查整流控制柜有无损坏或过热的迹象。 c. 清除整流控制柜内的积灰。 五年大修的维护 拆卸电解槽，更换阳极板、密封圈等部件。,