CN202430296U - 用于风电海水淡化系统的电解海水制氯装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于风电海水淡化系统的电解海水制氯装置，包括风电系统和海水淡化系统，在海水淡化系统的进水管道连接有电解海水制氯装置，该制氯装置包括：通过压力管线依次连接的前置过滤器、升压泵、后置过滤器、电解槽、次氯酸钠储罐和注射泵，在该次氯酸钠储罐设有鼓风口和排氢口，在该鼓风口装有鼓风机，注射泵的出口连接到海水淡化系统的进水管道；在风电系统输出端与电解海水制氯装置之间通过母排和电缆依次连接有变压器、整流器和低压配电装置。本实用新型的优点是：采用风电机组将风能转化的电力带动海水淡化系统的运行，既解决了风电无法存储的难题，也解决了海水淡化工厂面临的电力紧张的困境，保证海水淡化系统的稳定高效运行。

Description

用于风电海水淡化系统的电解海水制氯装置
技术领域
本实用新型涉及风电海水淡化技术和电解海水制氯技术，具体是一种用于风电海水淡化系统的电解海水制氯装置。
背景技术
风力发电作为清洁新能源的重要组成部分，已经具备大规模并网发电的能力，并正在我国沿海海上和潮间带地区大力推广。风电海水淡化系统是采用风电机组将风能转化的电力作为耗能，带动海水淡化系统的运行，从而实现海水淡化的系统。同时将风电用于海水淡化系统的运行，既解决了风电无法存储的难题，也解决了海水淡化工厂面临的电力紧张的困境，可谓一举两得。
考虑到海水淡化过程中进水管道和高压泵组等处极易生长附着海洋生物(包括各种藤壶、贻贝、牡砺、石灰虫、海藻等)，造成管道的流通截面积减小，流动阻力增加，海水流量减小，甚至完全堵塞管路，对海水淡化效果产生较大影响。因此适用于海水淡化装置的海洋生物防治技术已成为目前研究的重点。
电解海水制氯技术是将交流电变压整流为直流电，施加到海水电解槽的阴、阳极上，使海水发生电解反应产生活性有效氯，随后将含有有效氯成分的海水投加到海水管道中，以解决海生物及菌藻类附着繁殖、减少流通面积影响输水能力、腐蚀管道和设备表面、降低维护费用和部件更换成本等问题的技术，即所谓的电解防污过程。该技术成熟可靠，费用低廉，整个作业过程几乎不产生任何污染，目前在滨海电厂、海上平台以及船坞的海洋生物防治已经获得广泛应用。
如果将电解海水制氯装置应用于风电海水淡化系统中，可以保证海水淡化系统的稳定高效运行。目前还没有这样的应用。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种用于风电海水淡化系统的电解海水制氯装置。
本实用新型的技术方案是：一种用于风电海水淡化系统的电解海水制氯装置，该风电海水淡化系统包括风电系统和海水淡化系统，其中风电系统为海水淡化系统提供电力。其特征在于，在所述的海水淡化系统的进水管道连接有电解海水制氯装置，该电解海水制氯装置包括：通过压力管线依次连接的前置过滤器、升压泵、后置过滤器、电解槽组块、次氯酸钠储罐和注射泵，在该次氯酸钠储罐设有鼓风口和排氢口，在该鼓风口装有鼓风机，注射泵的出口连接到所述的海水淡化系统的进水管道；在所述的风电系统输出端与该电解海水制氯装置之间通过母排和电缆依次连接有变压器、整流器和低压配电装置。
所述前置过滤器和后置过滤器均采用滤网式结构。
所述电解槽的阳极采用钛涂贵金属氧化物涂层阳极，电解槽的阴极采用耐次氯酸钠溶液腐蚀的材料。
所述的耐次氯酸钠溶液腐蚀的材料包括钛、钛合金或哈氏合金。
所述鼓风机为防爆电机。
每套所述风电海水淡化系统配备一套所述电解海水制氯装置。
本实用新型的有益效果是：采用风电机组将风能转化的电力带动海水淡化系统的运行，既解决了风电无法存储的难题，也解决了海水淡化工厂面临的电力紧张的困境，可以保证海水淡化系统的稳定高效运行。
附图说明
图1是本实用新型的总体构成示意图；
图2是图1中的电解海水制氯装置的构成示意图。
具体实施方式
参见图1，本实用新型一种用于风电海水淡化系统的电解海水制氯装置，包括风电系统A和海水淡化系统B，风电系统A(通过输变电系统)为海水淡化系统B提供电力，输电线路上装有控制开关K(可以是自动控制装置)。在每一所述的海水淡化系统B的进水管道(海水引入口)2连接有一套电解海水制氯装置7。
风电系统A由至少一套风电机组1单独或联网构成。风电机组1为常规技术，其构成和工作原理是通过风力带动叶片转动产生机械能，经过风机主轴、齿轮箱和联轴器等部件传递到发电机，带动发电机旋转将机械能转换为电能。接着将多台风电机组接入小型电网，以供给海水淡化系统B以及电解海水制氯装置7使用。
对于海水淡化系统B，考虑到目前国际上采用的海水淡化方法主要有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法和反渗透法等，其中应用反渗透膜的反渗透法以其设备简单、易于维护和设备模块化的优点迅速占领市场，因此本实施例中主要介绍海水反渗透膜系统。
参照图1所示，海水反渗透膜系统(即海水淡化系统B)主要包括四个通过管道依次连接的部件：预处理装置3、高压泵4、膜组件5以及后处理装置6。其中预处理装置3是对进料海水进行处理，通常包括采用活性炭和滤网过滤去除悬浮固体，添加阻垢剂以控制结垢，添加亚硫酸氢钠去除余氯以及调节PH值等，以减少对反渗透膜的损害。高压泵4是系统的主要耗能部件，用于对进料海水进行加压，以达到能够将海水中的纯水反渗透到淡水中的作用。反渗透膜组件5采用反渗透原理获得淡水，用以截留海水中所有的盐类。后处理装置6主要进行淡化水的稳定处理，包括PH调节、脱气处理以及添加一定量的矿物质等，处理后的淡水通过出水管道8排出。
参见图2，本实用新型的电解海水制氯装置7包括：通过压力管线依次连接的前置过滤器71、升压泵72、后置过滤器73、电解槽(组)74、次氯酸钠储罐75和注射泵76，在该次氯酸钠储罐75设有鼓风口和排氢口79，在该鼓风口装有鼓风机78。在所述的风电系统A的输出端与该电解海水制氯装置7的电源接口之间通过母排和电缆依次连接有变压器81、整流器82和低压配电装置(或控制台)83。，注射泵76的出口77连接到所述的海水淡化系统B的进水管道2。
所述前置过滤器71和后置过滤器73均采用滤网式结构。
所述电解槽74的阳极采用钛涂贵金属氧化物涂层阳极，电解槽74的阴极采用耐次氯酸钠溶液腐蚀的材料(如钛、钛合金或哈氏合金)。
所述鼓风机78采用防爆电机。
电解海水制氯装置7的工作流程是：来自淡化水源的海水经过前置过滤器71过滤后进入升压泵72升压，通过后置过滤器73过滤作用后进入电解槽74进行电解(总反应为：NaCl+H2O——NaClO+H2)。电解后含有次氯酸钠(NaClO)和氢气(H2)的海水进入大型的次氯酸钠储罐75，在罐内氢气和海水自然分离，用鼓风机78向罐内鼓风，将罐内氢气稀释并从排氢口79排至大气中。最后将含有次氯酸钠的海水用注射泵76连续冲击注射至海水淡化系统B的进水管道2中。
考虑到电解海水过程中产生大量钙、镁化合物沉积导致电阻增大，影响电解槽74运行效果，系统设定设备运行一段时间后即采用酸洗法去除沉淀，具体做法是以稀盐酸作为酸洗液84，采用闭合循环方式酸洗电解槽74，后将废酸水回收至储罐85中，留待下次酸洗使用。
本实用新型的每套风电海水淡化系统B配备一套电解海水制氯装置7。
本实用新型在应用时，电解海水制氯装置7应设置在海水淡化系统B进水管道2附近，以便于完成防污工作。
风电海水淡化系统B通过风力发电系统A获得电力。其中一方面风力发电机组1发出的电能通过降压变压后转化为海水淡化系统B的额定电压，并为至少一套海水淡化系统供电；另一方面风力发电机组1提供的电力带动电解海水制氯装置7中的升压泵72、鼓风机78以及注射泵76的工作，而上述交流电通过变压器和整流器转变为直流电后供给电解海水制氯装置中的电解槽74使用。
在运行时，首先设定当海水淡化系统B启动时，电解海水制氯装置7同时启动，当海水淡化系统B启动时，电解海水制氯装置7随即关闭。当风力发电系统A发出的功率仅能支持一套海水淡化系统B和一套电解海水制氯装置7工作时，设定海水淡化系统A和电解海水制氯装置7开始工作；当风力发电系统A发出的功率能支持两套海水淡化系统B同时工作时，设定两套海水淡化系统B和两套电解海水制氯装置7同时工作，依次类推。当所有海水淡化系统B和电解海水制氯装置7都已经投入运行时，如果风力发电系统A输出功率过剩，则调整叶片的迎风角度以降低风电机组1的输出功率。若风电机组1输出功率仍过大，则可关闭其中一台或多台风电机组1。

Claims (6)

1.一种用于风电海水淡化系统的电解海水制氯装置，该风电海水淡化系统包括风电系统和海水淡化系统，其中风电系统为海水淡化系统提供电力，其特征在于，在所述的海水淡化系统的进水管道连接有电解海水制氯装置，该电解海水制氯装置包括：通过压力管线依次连接的前置过滤器、升压泵、后置过滤器、电解槽、次氯酸钠储罐和注射泵，在该次氯酸钠储罐设有鼓风口和排氢口，在该鼓风口装有鼓风机，注射泵的出口连接到所述的海水淡化系统的进水管道；在所述的风电系统输出端与该电解海水制氯装置之间通过母排和电缆依次连接有变压器、整流器和低压配电装置。
2.根据权利要求1所述的用于风电海水淡化系统的电解海水制氯装置，其特征在于，所述前置过滤器和后置过滤器均采用滤网式结构。
3.根据权利要求1所述的用于风电海水淡化系统的电解海水制氯装置，其特征在于，所述电解槽的阳极采用钛涂贵金属氧化物涂层阳极，电解槽的阴极采用耐次氯酸钠溶液腐蚀的材料。
4.根据权利要求3所述的用于风电海水淡化系统的电解海水制氯装置，其特征在于，所述的耐次氯酸钠溶液腐蚀的材料包括钛、钛合金或哈氏合金。
5.根据权利要求1所述的用于风电海水淡化系统的电解海水制氯装置，其特征在于，所述鼓风机为防爆电机。
6.根据权利要求1所述的用于风电海水淡化系统的电解海水制氯装置，其特征在于，每套所述风电海水淡化系统配备一套所述电解海水制氯装置。
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