張向鋒

（河南煤化集團(tuán)永銀化工實(shí)業(yè)有限公司，河南舞陽(yáng)462400）

JY-1型加氯機(jī)在循環(huán)水系統(tǒng)中的應(yīng)用

張向鋒

（河南煤化集團(tuán)永銀化工實(shí)業(yè)有限公司，河南舞陽(yáng)462400）

介紹了循環(huán)水系統(tǒng)中微生物的危害及JY-1型加氯機(jī)的使用，對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題提出了解決方法

微生物；加氯機(jī)；真空破壞

1 微生物在循環(huán)水中的危害

平頂山神馬匯源氯堿有限公司循環(huán)水系統(tǒng)承擔(dān)著全公司的循環(huán)水供應(yīng)。循環(huán)水池中的水，經(jīng)過(guò)循環(huán)水泵送往各裝置的換熱器，經(jīng)過(guò)換熱后的帶壓回水回流進(jìn)入填料式冷卻塔中，在其中與空氣逆流接觸換熱，降溫3～5℃后重新進(jìn)入循環(huán)水池中反復(fù)使用。

敞開(kāi)式循環(huán)水系統(tǒng)如果長(zhǎng)期使用不處理，則會(huì)使得微生物大量繁殖，微生物可引起粘垢，粘垢又會(huì)引起循環(huán)水系統(tǒng)中微生物的大量繁殖；粘垢也會(huì)使換熱器傳熱效率降低并增加水頭損失，粘垢和微生物會(huì)引起金屬的電化學(xué)腐蝕，微生物排出的黏液與無(wú)機(jī)垢等形成的沉積物附著在金屬表面，形成氧的濃差電池，促使金屬腐蝕；由于在金屬表面的沉淀物之間缺乏氧，一些厭氧菌（主要是硫酸鹽還原菌）得以繁殖，當(dāng)溫度為25~30℃時(shí)，繁殖更快，它分解水中的硫酸鹽產(chǎn)生H2S，引起碳鋼腐蝕；循環(huán)冷卻水對(duì)金屬設(shè)備的腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕，腐蝕又會(huì)產(chǎn)生沉積物并助長(zhǎng)微生物的繁殖。

微生物繁殖所造成的影響間接反映在腐蝕率和污垢熱阻中[1]。

式中：CL為腐蝕率，mm/a；P0為腐蝕前金屬質(zhì)量，g； P為腐蝕后金屬質(zhì)量，g；ρ為金屬密度，g/cm3；F為金屬與水的接觸面積，m2；t為腐蝕作用時(shí)間，h。

在SH3016-1990中規(guī)定的工藝換熱設(shè)備的冷卻水側(cè)設(shè)計(jì)中碳鋼管壁的腐蝕率不應(yīng)大于0.125 mm/a（匯源設(shè)計(jì)中，選用小于0.075mm/a）；銅、銅合金和不銹鋼管壁的腐蝕率不應(yīng)大于0.005mm/a[2]。按0.125mm/a的腐蝕率，100m2的碳鋼換熱設(shè)備1年的腐蝕情況計(jì)算，0.125=8.76×（P0-P1）/ 7.8×100×8 000，可得到P0-P1=89.04 kg，而化工廠的換熱設(shè)備的面積遠(yuǎn)大于100m2，如果不加以控制，腐蝕程度將相當(dāng)嚴(yán)重。

（2）由于沉積物沉積，使換熱器傳熱面的傳熱系數(shù)下降，從而使熱阻增加，在不同時(shí)刻，由于熱交換器的垢層不同而有不同的污垢熱阻：

式中：Rt為即時(shí)污垢熱阻，m3·h·℃/kJ；K0為傳熱面清潔時(shí)測(cè)得的總傳熱系數(shù)，kJ/（m3·h·℃）；Kt為循環(huán)水在傳熱面經(jīng)t時(shí)間所測(cè)得的總傳熱系數(shù)，kJ/（m3·h·℃）；Ψt為積垢后傳熱系數(shù)降低的百分?jǐn)?shù)。

在SH3016-1990中污垢熱阻值的選擇一般為1.72×10-4~5.16×10-4m3·h·℃/kJ（匯源設(shè)計(jì)中選用小于3.0×10-4m3·h·℃/kJ）。

2 加氯殺菌方式及加氯機(jī)的操作

為減少微生物在循環(huán)水中的危害，可以采用化學(xué)處理控制微生物的方法，所用的藥劑可分為氧化型殺菌劑、非氧化型殺菌劑及表面活性劑殺菌劑[1]。根據(jù)氯堿廠工藝特點(diǎn)采用了在循環(huán)水系統(tǒng)中加氯殺菌的方式。氯殺菌劑是一種強(qiáng)氧化性殺菌劑，它在水中能水解生成次氯酸，次氯酸容易通過(guò)擴(kuò)散作用進(jìn)入微生物的細(xì)胞內(nèi)，與原生質(zhì)反應(yīng)，與細(xì)胞的蛋白質(zhì)生成穩(wěn)定的氮－氯鍵。同時(shí)次氯酸能氧化某些輔酶巰基上的活性部位，而這些輔酶巰基是合成微生物呼吸所必須的三磷酸腺甙的中間體，故而能抑制微生物的生長(zhǎng)，從而確保循環(huán)水水質(zhì)穩(wěn)定，提高化工換熱裝置的熱交換效率和設(shè)備的使用壽命，減少金屬的腐蝕。選用的加氯機(jī)為JY－1型，加氯系統(tǒng)流程簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1。

圖1 加氯系統(tǒng)流程簡(jiǎn)圖

因?yàn)槁葰舛拘暂^大，在使用中要切實(shí)防范氯氣的外泄，以免影響操作人員的身體健康。加氯機(jī)的操作方法如下。

（1）啟動(dòng)。檢查加氯系統(tǒng)是否完好、暢通，加氯機(jī)各部件是否完好；打開(kāi)噴射器進(jìn)出口閥門(mén)，投運(yùn)噴射器，注意真空壓力表的讀數(shù)；當(dāng)真空壓力表的讀數(shù)穩(wěn)定并處于負(fù)壓狀態(tài)時(shí)，打開(kāi)加氯機(jī)的控制閥門(mén)；打開(kāi)氯氣管道與加氯機(jī)連接的閥門(mén)，并調(diào)整開(kāi)度，控制壓力在正常范圍；根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)氯氣流量，根據(jù)分析余氯結(jié)果確定加氯量和加氯時(shí)間；用10%氨水檢查系統(tǒng)有無(wú)泄漏現(xiàn)象，如有，應(yīng)及時(shí)停運(yùn)處理。

（2）停止。關(guān)閉氯氣管道的進(jìn)出口閥門(mén)；關(guān)閉噴射器進(jìn)口閥門(mén)；根據(jù)流量計(jì)計(jì)算加氯量并做記錄；根據(jù)循環(huán)水質(zhì)分析數(shù)據(jù)適當(dāng)調(diào)節(jié)加氯系統(tǒng)。

3 存在問(wèn)題

實(shí)際使用中存在以下問(wèn)題：（1）停止加氯后在轉(zhuǎn)子流量計(jì)中會(huì)出現(xiàn)大量黃色的水；（2）B閥更換后不久就出現(xiàn)關(guān)閉不嚴(yán)的現(xiàn)象；（3）經(jīng)拆檢發(fā)現(xiàn)止回閥彈簧出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕；（4）止回閥閥頭墊圈出現(xiàn)有壓偏的痕跡。

經(jīng)觀察分析發(fā)現(xiàn)，操作人員日常加氯后，先關(guān)閉氯氣送入閥B，再關(guān)閉送水閥C，這時(shí)，真空表依然處于負(fù)壓狀態(tài)。

根據(jù)止回閥的結(jié)構(gòu)（如圖2所示），在運(yùn)行時(shí)，水射器形成負(fù)壓，止回閥閥芯在氯氣正壓與水射器作用后的負(fù)壓壓差的作用下壓迫彈簧，使得彈簧壓縮下行，止回閥打開(kāi)，氯氣進(jìn)入水中送至循環(huán)水池。停止后，在彈簧的彈力作用下，閥芯向上運(yùn)動(dòng)，靠密封圈的密封作用使得止回閥關(guān)閉，截?cái)嗦葰獾倪M(jìn)入。由于使用中止回閥閥芯沒(méi)有導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，使得在彈力的作用下，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)向上運(yùn)動(dòng)的錯(cuò)位，從而使密封墊圈密封不嚴(yán)。在止回閥關(guān)閉不嚴(yán)的情況下，由于加氯后閥A關(guān)閉，閥A之后至水射器處依然處于負(fù)壓狀態(tài)，在壓差的作用下，水順著管道倒回轉(zhuǎn)子流量計(jì)內(nèi)。

圖2 止回閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

倒回轉(zhuǎn)子流量計(jì)中的水在重新加氯時(shí)與氯氣混合形成鹽酸，通過(guò)彈簧進(jìn)入水射器，使彈簧處于較強(qiáng)的酸性環(huán)境中，從而被腐蝕。腐蝕后的彈簧彈力大大減弱，使得止回閥的密封性進(jìn)一步破壞。

被腐蝕后的含有Fe3+的溶液使得進(jìn)入轉(zhuǎn)子流量計(jì)的溶液變?yōu)辄S色，由于長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，在轉(zhuǎn)子流量計(jì)玻璃管內(nèi)壁附著一層黃色物質(zhì)，觀察流量刻度更為困難。

由于玻璃管中水的存在，使得B閥至轉(zhuǎn)子流量計(jì)的管道處于浸潤(rùn)狀態(tài)，加氯時(shí)出現(xiàn)鹽酸，使得B閥腐蝕，嚴(yán)重影響B(tài)閥的密封性，并且還造成了安全隱患。

4 改造措施

通過(guò)以上問(wèn)題的分析不難發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)以上現(xiàn)象的根本原因是負(fù)壓的存在。如果排除負(fù)壓，使其處于常壓狀態(tài)，則以上問(wèn)題就不易發(fā)生。采用在真空表下加裝真空破壞閥D的辦法，使得加氯后的真空狀態(tài)得到破壞。改造后的加氯系統(tǒng)流程圖見(jiàn)圖3。

圖3 改造后的加氯系統(tǒng)流程圖

加氯前，要檢查真空破壞閥D的開(kāi)關(guān)狀態(tài)；加氯時(shí)要把真空破壞閥關(guān)閉；加氯后，首先關(guān)閉閥B，而后打開(kāi)閥D，約3min后，關(guān)閉閥C，而后關(guān)閉閥D，使得加氯系統(tǒng)內(nèi)處常壓狀態(tài)。

通過(guò)改造，消除了安全隱患，確保了系統(tǒng)的長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。

[1]嚴(yán)煦照，范瑾初主編.給水工程.北京：中國(guó)建筑工業(yè)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