一种电解海水制氯系统多模式运行的控制方法

技术领域

本发明涉及电解海水制氢领域，具体涉及一种电解海水制氯系统多模式运行的控制方法。

背景技术

目前，沿海电站设计采用海水直流冷却循环水系统作为电站冷源，同步设计电解海水制氯系统制备杀生剂抑制海生物附着在循环水热交换系统设备上。

如CN213295526U公开了一种电解海水制氯系统，包括：海水预处理装置、动力装置、换热装置、电解海水制氯装置和加药装置；所述海水预处理装置，用于将海水预处理获得预处理海水；所述动力装置，为所述电解海水制氯装置提供动力；所述换热装置，设置于所述动力装置上，所述换热装置内设有流体通道，所述流体通道的入口与所述海水预处理装置的出口相连通，用于将所述预处理海水通过动力装置的余热进行换热，获得预热海水；所述电解海水制氯装置，与所述换热装置的出口相连通，用于将所述预热海水进行制氯获得获得次氯酸钠溶液；该方案利用动力装置的余热对预处理海水进行加热，降低能源消耗，能有效解决电解海水制氯系统冬季运行源海水温度低的问题。

如CN202576053U公开了种电解海水防污装置，属于电解海水防污装置结构技术领域。电解海水防污装置，特征在于海水中分别接入有用于输送冷却海水的海水升压泵(1)以及冷却系统的冷却水泵(8)，所述海水升压泵(1)的一端接入海水，另一端经由盘式过滤器(2)连通至电解槽(3)，由电解槽(3)输出连接至一侧带有除氢风机(6)的储液罐(5)，储液罐(5)经由加药泵连通至海水中冷却系统的冷却水泵(8)的取水口。该方案利用天然海水中含有的氯化物，用特制的电极电解海水产生有效氯，有效氯可以击晕或杀死海生物及海生物的孢子和幼虫，从而达到防止管道及冷却水系统中附着生长海生物的目的。这种方法适用于沿海采用海水作为冷却水的电厂、核电站、化工厂及船舶等。

然而，现阶段根据循环水加药浓度控制电解设备运行列数及电流，按照循环水加药浓度0.1-0.5mg/l加药量选择电解槽运行电流及数量，控制范围大，当循环水加药量高限运行时，加药量大，运行成本高。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种电解海水制氯系统多模式运行的控制方法，以解决循环水冷却中加药量不合理，电解制氯系统运行成本高，对环境影响大的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种电解海水制氯系统多模式运行的控制方法，所述控制方法包括：

S1、检测冷却用海水温度，若海水温度＜9℃，则电解海水制氯系统停止运行，反之则获取冷却用循环水的流量；

S2、以冷却用循环水的流量和冷却用海水的温度确定循环水加药量，并依据循环水加药量计算有效氯比值，依据有效氯比值确定电解海水制氯系统中电解槽的运行电流，并检测循环水虹吸井的余氯值，若检测余氯值符合预设余氯值，则保持运行，反之则调整电解制氯系统中电解槽的运行电流至循环水虹吸井的余氯值符合预设余氯值。

本发明提供的控制方法，根据冷却用海水的温度，循环水流量，确定循环水系统加药量，根据有效氯含量对应调整电解海水制氯系统的运行电流，有利于精准确定投运电解设备的运行电流、流量。在保证循环水系统杀生效果的同时，减少药剂对环境的影响，根据海水温度、循环水流量精准控制电解海水制氯运行每年节约制氯生产成本230万元。

作为本发明优选的技术方案，所述检测所得海水温度为9-17.4℃，则控制循环水流量为循环水额定流量的2/3，循环水加药量为0.25-1.06mg/L。

本发明中，所述检测所得海水温度为9-17.4℃，例如可以是9℃、9.5℃、10℃、10.5℃、11℃、11.5℃、12℃、12.5℃、13℃、13.5℃、14℃、14.5℃、15℃、15.5℃、16℃、16.5℃、17℃或17.4℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其它未列举的数值同样适用。

本发明中，循环水加药量为0.25-1.06mg/L，例如可以是0.25mg/L、0.3mg/L、0.35mg/L、0.4mg/L、0.45mg/L、0.5mg/L、0.55mg/L、0.6mg/L、0.65mg/L、0.7mg/L、0.75mg/L、0.8mg/L、0.85mg/L、0.9mg/L、0.95mg/L或1.06mg/L等，但不限于所列举的数值，该范围内其它未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，所述检测所得海水温度为17.5-22℃，则控制循环水流量为循环水额定流量，循环水加药量为1.1-1.15mg/L。

本发明中，所述检测所得海水温度为17.5-22℃，例如可以是17.5℃、17.5℃、18℃、18.5℃、19℃、19.5℃、20℃、20.5℃、21℃、21.5℃或22℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其它未列举的数值同样适用。

本发明中，循环水加药量为1.1-1.15mg/L，例如可以是1.1mg/L、1.11mg/L、1.12mg/L、1.13mg/L、1.14mg/L或1.15mg/L等，但不限于所列举的数值，该范围内其它未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，所述检测所得海水温度为23-32℃，则控制循环水流量为循环水额定流量，循环水加药量为1.3-1.65mg/L。

本发明中，所述检测所得海水温度为23-32℃，例如可以是23℃、23.5℃、24℃、24.5℃、25℃、25.5℃、26℃、26.5℃、27℃、27.5℃、28℃、28.5℃、29℃、29.5℃、30℃、30.5℃、31℃、31.5℃或32℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其它未列举的数值同样适用。

本发明中，循环水加药量为1.3-1.65mg/L，例如可以是1.3mg/L、1.32mg/L、1.34mg/L、1.36mg/L、1.38mg/L、1.4mg/L、1.42mg/L、1.44mg/L、1.46mg/L、1.48mg/L、1.5mg/L、1.52mg/L、1.54mg/L、1.56mg/L、1.58mg/L、1.6mg/L、1.62mg/L、1.64mg/L或1.65mg/L等，但不限于所列举的数值，该范围内其它未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，所述有效氯比值为(循环水加药量C×循环水流量Q×电解槽额定流量Q

本发明中，所述有效氯比值中电解槽运行列数n的选择可以依据冷却用海水温度进行选择，所述检测所得海水温度为9-17.4时，电解槽运行列数为2列；所述检测所得海水温度为17.5-22℃时，电解槽运行列数为3列；所述检测所得海水温度为23-32℃时，电解槽运行列数为3列或4列，可以依据实际需求进行选择。

作为本发明优选的技术方案，所述依据有效氯比值确定电解槽的运行电流为将计算得到的有效氯比进行计算得到运行电流，具体为运行电流＝有效氯比值×a×电解槽工作的额定电流，其中，有效率比值≥40％，a＝1，有效率比值＜40％，a＝1.25-2.2。

作为本发明优选的技术方案，所述预设余氯值为0.1-0.2mg/L，例如可以是0.1mg/L、0.11mg/L、0.12mg/L、0.13mg/L、0.14mg/L、0.15mg/L、0.16mg/L、0.17mg/L、0.18mg/L、0.19mg/L或0.2mg/L等，但不限于所列举的数值，该范围内其它未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，所述调整电解制氯系统中电解槽的运行电流的幅度为500-510A，例如可以是500A、500.5A、501A、501.5A、502A、502.5A、503A、503.5A、504A、504.5A、505A、505.5A、506A、506.5A、507A、507.5A、508A、508.5A、509A、509.5A或510A等，但不限于所列举的数值，该范围内其它未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，所述电解海水制氯系统与海水直流冷却循环水系统配套使用。

作为本发明优选的技术方案，所述控制方法包括：

S1、检测冷却用海水温度，若海水温度＜9℃，则电解海水制氯系统停止运行，反之则获取冷却用循环水的流量；

S2、以冷却用循环水的流量和冷却用海水的温度确定循环水加药量，并依据循环水加药量计算有效氯比值，依据有效氯比值确定电解海水制氯系统中电解槽的运行电流，并检测循环水虹吸井的余氯值，若检测余氯值符合预设余氯值，则保持运行，反之则调整电解制氯系统中电解槽的运行电流至循环水虹吸井的余氯值符合预设余氯值；

所述检测所得海水温度为9-17.4℃，则控制循环水流量为循环水额定流量的2/3，循环水加药量为0.25-1.06mg/L；所述检测所得海水温度为17.5-22℃，则控制循环水流量为循环水额定流量，循环水加药量为1.1-1.15mg/L；所述检测所得海水温度为23-32℃，则控制循环水流量为循环水额定流量，循环水加药量为1.3-1.65mg/L；所述有效氯比值为(循环水加药量C×循环水流量Q×电解槽额定流量Q

所述电解海水制氯系统与海水直流冷却循环水系统配套使用。

本发明中，所针对的电解制氯系统包括多组并联设置的电解槽和收集电解后产品的次氯酸钠储存罐。

与现有技术方案相比，本发明具有以下有益效果：

(1)原电解海水制氯运行工艺按照循环水加药浓度0.1-0.5mg/L加药量，控制范围宽泛，当循环水加药量高限运行时，加药量大，运行成本高。本方法根据将海水温度、循环水流量控制电解制氯系统的电流，低限控制循环加药量，精准调整电解槽运行列数及运行电流，降低生产成本约150万元/年。

(2)原电解海水制氯运行工艺按照循环水加药浓度0.1-0.5mg/L加药量选择电解槽运行电流及数量，控制范围大，当循环水加药量高限运行时，加药量大，对环境不友好，本方法控制循环加药量低限运行，循环水系统无生物附着，防护效果良好，对环境友好。

(3)原电解海水制氯运行工艺冬季运行，运行成本高，根据海水温度及海生物生长特性，确定冬季海水制氯停运海水温度，降低运行成本，每年节省约80万元/年，减少环境影响，减少海水温度过低对电解槽阳极网涂层损坏的影响。

具体实施方式

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：

实施例1

本实施例提供一种电解海水制氯系统多模式运行的控制方法，所述控制方法包括：

S1、检测冷却用海水温度，若海水温度＜9℃，则电解海水制氯系统停止运行，反之则获取冷却用循环水的流量；

S2、以冷却用循环水的流量和冷却用海水的温度确定循环水加药量，并依据循环水加药量计算有效氯比值，依据有效氯比值确定电解海水制氯系统中电解槽的运行电流，并检测循环水虹吸井的余氯值，若检测余氯值符合预设余氯值，则保持运行，反之则调整电解制氯系统中电解槽的运行电流至循环水虹吸井的余氯值符合预设余氯值；

所述检测所得海水温度为9-17.4℃，则控制循环水流量为循环水额定流量的2/3，循环水加药量为0.25-1.06mg/L；所述检测所得海水温度为17.5-22℃，则控制循环水流量为循环水额定流量，循环水加药量为1.1-1.15mg/L；所述检测所得海水温度为23-32℃，则控制循环水流量为循环水额定流量，循环水加药量为1.3-1.65mg/L；所述有效氯比值为(循环水加药量C×循环水流量Q×电解槽额定流量Q

所述电解海水制氯系统与海水直流冷却循环水系统配套使用。

本实施例中，如可以根据海水温度的范围将不同的温度区间设计为集成为特定的工况，在进行自动控制时，直接调用对应的工况即可，如将海水温度＜9℃设为工况1，即电解制氯系统停机；如将海水温度为9-17.4℃设为工况2，此时则对应调整循环水流量、循环水加药量和电解槽运行电流；如将海水温度为17.5-22℃设为工况3，此时则对应调整循环水流量、循环水加药量和电解槽运行电流；如将海水温度为23-32℃设为工况4，此时则对应调整循环水流量、循环水加药量和电解槽运行电流。

应用例1

本应用例提供一种电解海水制氯系统多模式运行的控制方法的具体使用过程，具体如下：

S1：机组功率运行期间，电解海水制氯以多模式运行，运行模式如下：

模式1：电解海水制氯停运。

模式2：根据式有效氯比值为(循环水加药量C×循环水流量Q×电解槽额定流量Q

模式3：根据根据式有效氯比值为(循环水加药量C×循环水流量Q×电解槽额定流量Q

模式4：根据根据式有效氯比值为(循环水加药量C×循环水流量Q×电解槽额定流量Q

S2：步骤2.1机组功率运行，循环水流量为额定流量的2/3，海水温度＜9℃，运行模式为模式1。

步骤2.2机组功率运行，循环水流量为额定流量的2/3，海水温度9-17.4℃，循环水加药量0.25-1.06mg/L，运行模式为模式2。

步骤2.3机组功率运行，循环水流量为额定流量，海水温度17.5-22℃，循环水加药量1.1-1.15mg/L，循环水全流量运行，运行模式为模式3。

步骤2.4机组功率运行，循环水流量为额定流量，海水温度23-32℃，循环水加药量为1.3-1.65mg/L，运行模式为模式4。

步骤3：根据循环水海水温度及流量选择运行模式，按照模式投入电解槽运行，测量循环水虹吸井余氯在0.1-0.2mg/L，超出范围适当增加或减少电解槽电流，以500A为电解槽电流调节幅度。

步骤4：调节电流完成后重新测量循环水虹吸井余氯确定在0.1-0.2mg/L。

步骤5：每日在线监测海水温度，根据海水温度调整电解槽电流及运行列数。

运行过程中，模式2、模式3和模式4的运行参数具体如下表1：

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表中Q为循环水额定流量，I

该方案中，根据海水温度，结合海水温度、有机物对有效氯衰减的影响因素，分四个模式控制海水加药量，并监控循环水虹吸井余氯含量，精准控制电解槽运行电流、投运列数，大大降低电解海水制氯用电成本，延长电解槽使用寿命。

声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。