锻钢阀门

该系统设备构成可大可小、配置灵活，根据投加量不同可单瓶供气，也可多瓶并联供气。对自动化程度较高、较复杂的系统设备配置需要专业技术人员或专业供货商提供设计。
2.2 大型加氯系统设备（一般氯气总投加量>60kg/h）
（吊装设备） （称重）      （压力检测）                        
↓          ↓              ↓                                       
氯瓶储存→ 氯瓶供氯→正压管路及切换系统→蒸发器及自动减压系统→真空调节器→真空加氯机→              水射器→                 投加点                                                               ↑                    ↑                     ↑                                                           （调节加氯）       （压力水系统）         （余氯测量）
该系统适用于大型水厂加氯，系统设备配置需要专业技术人员或专业供货商提供设计。
3 加氯系统设备技术发展
3.1氯瓶使用
氯瓶是氯气消毒剂的供给源，也是危险来源。安全正确的使用氯瓶及构成加氯系统，是加氯系统设备安全运行的前提。
氯瓶储存：根据加氯量的大小储存一定量的瓶装液氯，瓶装液氯一般有吨级氯瓶和立式小氯瓶两类，吨级氯瓶规格有500kg/瓶和1000kg/瓶两种。立式小氯瓶有50kg/瓶和70kg/瓶两种。在使用中要空瓶和满瓶分别堆放，并且设有吊装设备。
氯瓶供氯：为保证加氯的连续供气，一般需要配备两组氯瓶（一用一备），两组氯瓶用专用轭钳（带隔离阀）及柔性铜管连接汇流排至加氯机部分。根据加氯量的大小可采用单瓶供气或多瓶并联供气。为了安全起见，多瓶并联供气时，并联的氯瓶个数不宜太多，并严禁对氯瓶进行外部强制性加热。在选择并联氯瓶进行供气时，单个氯瓶的氯气自然持续抽出率是确定氯瓶数量的重要依据。
典型氯瓶自然持续抽出率：1000kg/瓶的抽出率——8kg/h 氯气
 &浙江省中医院代挂号nbsp;                       70kg/瓶的抽出率——1kg/h 氯气
达到这个抽出率的条件：温度 20℃； 出气背压0.24Mpa
在大型加氯系统中，一般采用单只氯瓶向蒸发器供给液氯。
氯瓶中氯气残量计量与控制：
最准确和可靠的技术手段是采用称重法。国内现在可生产达到世界先进水平的氯瓶电子秤，准确度可达到国家计量等级Ⅲ级，在称重2000kg时，分度值为1.0kg, 并且有电信号远传功能。
3.2正压管路及切换系统
现代真空加氯技术的发展，极大的提高了氯气流量调节控制环节的安全性。但是从氯瓶出气至加氯机真空调节器之间的正压管路及正压切换系统仍存在许多可能的泄漏点，是目前氯气使用中的主要安全隐患。解决和降低这种安全风险的主要技术措施有：
①严格按氯气使用标准选择、安装、维护正压管路的管道、接头及阀门；
②尽可能的简化正压管路及切换系统，将正压连接点的数量降至最少，最大限度的减少可能的泄漏点。
3.2.1 氯气正压管路、接头、阀门基本技术条件
①管路及接头口径： DN20(3/4") —用于气相管路
                   DN25(1")—用于液相管路
  材质：管路——10#或20#优质碳素无缝钢管，执行标准为GB8163-87或等同。壁厚≥3.5mm(DN20)或4.5mm(DN25)；
接头—（直通、弯头、三通、四通）锻钢，材质标准为ASTM105或等同；耐压≥3000LB(20.7MPa)，耐压标准为API 602 或等同；
②管路阀门
在干氯气（液相或气相）管路上仅采用两种阀门：GLOBE型截止阀和球阀。由于GLOBE型截止阀在开/关两个方向上均不会容留液氯，经多次旋转操作才能全开/闭，可防止意外快速开/关阀门，提供了非常重要的安全特性。为干氯气（液相和气相）管路上首选之截止阀。球阀为干氯气管路上的一种选择应用，特别注意在液相使用时，普通结构的球阀会在关阀时容留液氯，造成安全隐患。故在液相管路上使用球阀时，要选择特殊结构的阀球。自动切换阀门一般选用球阀。
材质：GLOBE截止阀——阀体为锻钢。材质标准为ASTM 105或等同；阀杆、阀头及阀座为蒙耐尔（Monel）合金或哈氏C合金（HC）。
球阀——阀体为锻钢。材质标准为ASTM 105或等同。阀球及阀杆为蒙耐尔（Monel）合金，阀座及密封为PTFE。
耐压：GLOBE截止阀≥1800LB(12.4MPa) ；球阀≥2000LB(13.8MPa)
目前国内阀门制造水平还不能满足上述要求，需进口。但进口阀门供货周期长、成本较高。如果选择国产阀门替代，要特别慎重。如从成本考虑并兼顾安全性，国产有两种结构的阀门可用于气相氯气，但必须定期维护和更换，且球阀不用于自动切换。
GLOBE型截止阀——阀体、阀杆、阀头为锻钢，材质标准为ASTM105或等同。阀座为304SS, 密封为石墨；耐压≥800LB(5.5MPa)
球阀——三段式浮动球结构。阀体材质为1Cr18Ni9Ti;，阀球/阀杆材质1Cr18Ni12Mo2Ti阀座及密封为PTFE，耐压≥4.0MPa 。
3.2.2 切换系统
切换系统是保证连续供气的控制装置，有手动切换和自动切换两种。目前各水司采用的切换系统大多数是正压切换，即在正压管路上对两路气源进行手动或自动切换。这种切换方法的缺点是：正压管路较复杂、联接点过多、安全隐患大。但采用蒸发器的液相氯气管路由于供气方式决定只能采用正压切换。
近几年来，一些水司采用了负压切换技术。这种切换技术的最大优点就是大大简化了正压管路，因而提高了系统的安全性。其缺点是必须有两台真空调节器循环使用。负压切换技术有三种：
①真空调节器直接负压切换
这种方式是采用两台带切换功能的真空调节器（国际上已有厂商提供这种产品）相互切换。无需另外增加任何切换装置，结构最为简单，安装方便；其缺点是：在氯瓶出口的正压管路上必须安装压力检测及节流装置，否则存在将氯瓶放空的可能。目前最大切换量可达60kg/h。
②真空调节器+真空式自动切换控制器
这种方式是在两台真空调节器出口处联接一台真空式自动切换控制器。这种真空式自动切换器是机械式，结构简单、安装方便、造价低；缺点是：无电信号输出。若需要电信号指示切换状态，必须在压力管路上安装压力检测开关。目前最大切换量可达80kg/h。
③负压管路电动球阀切换
在两台真空调节出口负压管路上设置一个三通塑料电动球阀或两只二通塑料球阀。根据正压管路上压力开关信号和/或氯瓶电子秤输出信号，对两台真空调节器出口负压氯气进行切换，以保证连续供气。切换能力取决于真空调节器容量，其切换控制器部分的功能类似传统式的正压切换。
3.2.3 全真空加氯系统
由于正压管路及切换系统中存在接头泄漏点的安全隐患，在小型加氯系统中，采用全真空加氯的概念，可极大提高系统安全性，特别适用于小型水厂。
在投加量小于2Kg/h时，最可靠的办法是将加氯机的真空调节器直接安装在立式小氯瓶的脚阀上，省去了所有正压管路。在小型加氯系统中，发达国家普遍采用这种方式，国内主要问题是立式小氯瓶的充气存在问题，许多化工厂不愿接受立式小氯瓶的充气业务。
3.3 电热蒸发器
在大型加氯系统中，由于需氯量较大，在采用多氯瓶并联自然蒸发方式已不能满足供氯需求时，可用电热蒸发器对液相氯气进行强制加热，使之蒸发成气相氯气以满足加氯机的投加量要求。由于是对有毒气体的蒸发，为防止蒸发器爆炸事故，蒸发器的设计及制造技术的安全性及对我国氯气品质的适用性是必须优先考虑的。
3.3.1 液氯蒸发技术
近年来，国际上液氯蒸发器技术有了长足进步。从国际上有代表性的加氯机制造商提供的液氯蒸发技术看，主要有两类：
①油浴式：
采用油作为热媒对液氯蒸发腔进行加热。
优点：体积小，油的热容积大，加热效率高，对蒸发腔无腐蚀。
缺点：由于油温较高，出现温控故障时会引发严重后果。
在干氯气系统中主要采用的耐腐蚀结构材料是：钢、铁、铜、镍、银、钽等，这些材料耐腐蚀的条件是：氯气温度<121℃。当氯气温度达到251℃时，碳钢会在氯气中燃烧。油浴式潜在的危险性非常大。
②水浴式：
采用水作为热媒，对液氯蒸发腔进行加热。
优点：最高加热温度≤100℃，本质安全。
缺点：体积大，需增加阴极防腐措施，制造成本高。
3.3.2 水浴式加热循环技术
由于水浴式的安全可靠性高，国内各水司大多采用的是水浴式。但水浴式的加热循环技术是水浴式蒸发器安全可靠运行的重要保障。目前国际上主要加氯机制造商提供的蒸发器加热循环技术有两种：
①直热内循环式：
这种技术通过良好的水加热自然对流循环设计，即可达到均匀加热目的。无需额外强制循环设备，效率高、可动部件少、故障率低、可靠性高，不会产生“热点”而引起安全隐患。
②强制外循环式：
这种技术在加热过程中需要通过外界热循环泵或搅拌装置进行强制热循环才能达到均匀加热目的。由于可动部件的存在，其结构较为复杂，故障时会产生“热点”引起安全问题，可靠性及安全性不如直热内循环式。
3.3.3 蒸发器的技术安全指标
水浴式的安全性是众所周知的，但由于我国氯气的纯度不高，选择适合我国氯气品质的蒸发器才能达到真正安全可靠运行的目的，低压低温型更适合杂质含量高的氯气（特别是含有NCl3）。电热蒸发器的设计、制造及出厂检测必须严格遵照美国ASME法规（锅炉及压力容器法规Section VIII，DIV.1）的要求。过去各水司在引进蒸发器时未考虑到ASME法规的要求，也未要求供货商提供相应的认证及检测，这样为蒸发器运行留下了安全隐患。
①低压低温性蒸发器的主要技术安全指标
蒸发腔设计压力   ≥3.8MPa
安全释放压力     ≤1.7MPa
最高蒸汽温度     ≤60 ℃
低压低温型（相对于安全释放压为3.9MPa,最高蒸汽温度接近100℃的蒸发器而言），可有效防止氯气中所含其他杂质成分在较高温度时产生的意外事故。
②蒸发器设计/制造/出厂检测指标及标准
 蒸发器必须提供一个 “L” 标记（证书），满足ASME法规UW-2部分及美国氯气研究所的各项推荐标准，并指明提供了下列认证：
W-L: 焊接满足致命性毒气要求
S-L: 制造采用无缝钢管用于致命性毒气
HT: 整个蒸发腔进行了焊后热处理
RT-1: 蒸发腔接触致命气体的所有焊点100%进行X射线探伤
 按照ASME法规U-1A要求，出厂的蒸发器必须进行第三方压力容器检测认证，如美国权威的”YORK INTERNATIONAL”认证。所取得的第三方检测认证必须以金属标牌形式焊接在蒸发器上。
3.4 真空加氯机
加氯机是净水厂普遍采用的一种加氯消毒设备，用于氯气投加已有近百年的历史，经历了由正压式、转子式、到真空式的发展历程。自上个世纪60年代初美国Capital Controls公司首次推出全真空式加氯机起，真空式加氯机已有40多年的发展过程。国内外一些专业厂商所生产的产品已经系列化，能满足各类水司的需求。但国产加氯机同国际先进水平比较还有较大差距。
所谓真空加氯机其本质是氯气的压力及流量调节控制系统；狭义的加氯机是指加氯流量调节控制部分，而广义的加氯机则由真空调节器部分、加氯流量调节控制部分及水射器部分组成。这三部分往往并非组合在一起成为单元设备供货，而多数是要在生产现场进行组合、安装、调试后才能成为一个完整的加氯系统进行使用。
3.4.1 真空调节器部分
真空调节器是将正压气体调节成负压气体，其基本结构是弹簧加载隔膜式。真空调节器的动作原理同减压阀不同，不是由进入真空调节器的上游侧气压开启进口阀，而是由下游侧的负压抽吸能力决定其进口阀的开启度，所以当真空调节器负压出口处下游侧负压失去时，真空调节器会自动关闭，起到安全截止保护作用。
真空调节器技术向着简化结构，功能丰富的方向发展。现代先进的真空调节器无需在其正压入口处再预装减压阀进行一级减压即可将高达1.0MPa的气压调节为负压，其调节范围宽、结构简单、可靠性高，越来越多的真空调节器采用了这种技术。
先进的真空调节器配有下列功能件以适应越来越高的安全性及自动控制要求。
电加热器——防止真空调节器结霜及冷凝液氯进入真空调节器
集液管——防止冷凝液氯直接进入真空调节器
低温开关——当真空调节器温度过低可能出现结霜时进行报警
气压表——指示进入真空调节器的压力
气源耗尽指示及报警远传开关——适应自动化要求，现场指示或远传真空调节器进气状态
过滤器——防止氯气杂质进入真空调节器，延长真空调节器维护周期
液相氯气及杂质进入真空调节器是其故障损坏的主要原因，判断真空调节器先进性主要考虑两个方面的技术水平：一是真空调节范围，先进的真空调节器无需进行一级减压即可将0~1.0MPa气压调节至负压；二是真空调节器防液相氯气及杂质进入的功能是否齐全。先进的真空调节器标准配置有集液管、电加热器及微孔过滤器（90目）。
3.4.2 加氯流量调节控制部分
该部分进行系统内氯气的压力及流量调节控制，以达到系统氯气压力稳定、流量调节准确的目的，同时该部分又是接受外部手动或自动控制的执行机构。加氯机的技术发展和进步主要表现在其工作原理和自动控制方式上。
①真空加氯流量及压力调节技术
我国自上世纪80年代起引进国际上先进的真空加氯设备，至今已有20余年历史。真空加氯调节控制技术也经历了由差压式调节到音速式调节的发展过程。
较早期的真空加氯机均采用差压调节技术，即通过差压调节器将流过控制阀口（手动或自动）氯气上下游侧的压差调节成恒定。压差不变时，流经阀口的气体流速就不会变化，这样在系统压力（真空度）保持恒定时，阀口的开度同氯气流量成正比，阀口的开度即可代表氯气流量。控制阀口开度即控制了氯气流量。
但该原理的加氯机在实际使用过程中存在两个问题：
其一，水射器工作水压的波动使得水射器抽吸力发生波动，从而造成系统压力（真空度）的波动，而无法保持恒定。由于气体的可压缩性，当系统压力发生变化时，其密度亦发生变化，则流经控制阀口的实际流量同阀口开度并不成比例，则阀口开度不能代表氯气实际流量。
其二，由于差压调节器的存在，为防止过真空将差压调节器膜片损坏，系统中必须设置过真空泄放阀，从而造成系统复杂，可靠性下降、设备维护成本和备件成本上升。
在采用差压调节方式的一些大型加氯机（60~200kg/h投加量）中，为防止系统压力波动造成流量调节的不准确，增加了稳压器。增设了稳压器的差压调节方式的加氯机有效的提高了系统压力的稳定性，其控制阀口开度能代表实际氯气流量。
随着真空加氯机技术的发展，越来越多的国际知名加氯机制造商开始采用音速调节技术。许多厂商已把80年代至90年代生产的差压式真空加氯机淘汰，转而制造音速调节式加氯机。在10kg/h以及下规格加氯机，除个别品牌还保留差压式加氯机以外，近几年的新产品中均可提供10kg/h级音速调节加氯机。目前国际上音速调节式加氯机的最大投加量达60kg/h，可满足大多数大型水厂加氯要求。
音速调节加氯机采用的原理是：当气体的流速达到音速时，该气体即变成不可压缩。在加氯机中当流过控制阀口的氯气达到音速，即流速不变。而此时氯气的密度不随系统压力（真空度）波动而波动（不可压缩）。则氯气流量（质量流量）同阀口开度成正比。因而阀口开度大小代表真实的氯气流量。采用这种调节技术使得加氯机的调节及控制技术产生了质的飞跃，控制阀口开度即真正达到了控制氯气真实流量的目的。
这种新型技术原理的真空加氯机，其优点表现在三个方面：
其一，在加氯机中省掉了差压调节器及过真空泄放阀。系统结构大为简
化，符合“简单就是美”的现代设计理念，可动部件大幅度减少、
可靠性提高、维护及备件成本大幅下降。
其二，提高了加氯系统控制的准确性和稳定性，在最小工作水压以上不
受工作水压力波动的影响。阀位开度代表真实的气体流量，可输
出真实的氯气流量信号，提高了加氯机的自动化水平。
其三，可直接使用大气空气对真空加氯机进行现场测试标定/调试。缩短了设备安装调试的周期，降低了调试费用，提高了安全性。
②真空加氯机自控化控制技术
目前采用自动加氯控制的多数水司，加氯机的自动控制方法主要采用加氯机自带控制器，实现独立的流量比例、余氯负反馈及复合环路控制，而独立于水厂PLC计算机控制系统。由于加氯机自带控制器功能的制约而无法根据水厂实际情况发挥计算机系统的功能，实现其他控制方式。一般无法实现通过中控室或子站对加氯机进行设定和控制。近年来随着水厂自动化水平的提高，尤其全厂PLC计算机系统的应用，越来越多的水厂采用PLC计算机系统控制加氯机运行。按照水厂工艺特点，灵活的采用各种控制策略达到最优控制，而无需加氯机自带控制器。这样既提高了自动化水平和自动化控制的灵活性，也降低了设备投资成本。因而加氯机是否具有模块化功能及直接接收PLC计算系统的控制信号成为评判加氯机技术水平的判据之一，也是加氯机自动控制技术的发展方向。
是否能实现加氯机自动控制的另外一个影响因素是余氯仪的选择。针对水质不同及残余氯的种类，要选择最合适的余氯仪。由于余氯仪工作原理及结构不同，有些适合于测量游离性余氯的仪表，往往不能用来稳定的测量化合氯或总氯。余氯仪的现场标定也是余氯仪是否能准确测量的前提。现在大多使用的余氯仪是电流法原理，代办信用卡而采用的标定方法往往是比色法。由于原理不同会带来标定基准误差，而无法保证余氯仪的准确测量。国际上对电流法余氯仪采用电量滴定法进行标定，所采用的标定设备是电量滴定仪，先进的电量滴定仪不但可在实验室使用，也可便携至现场进行滴定标定。
3.4.3 水射器
水射器是根据伯努力能量守恒原理，采用文丘利喷嘴结构产生负压抽吸力而将氯气与水混合形成氯水投加出去。在现代真空加氯机系统中，水射器是加氯机的发动机，加氯机工作性能在很大程度上是由水射器的效能决定的。因而水射器的效率是评价加氯机技术水平的又一重要判据。
评价水射器效率的参数条件为：工作背压、工作水压、工作水耗。
水射器的工作水压及水耗直接关系到加氯设备的运行成本和投资成本。
当今国际上技术先进的水射器可达到的指标：
在背压为0.07MPa时，工作水压<0.3MPa
这个指标几乎可满足我国大多数地表水厂厂内加氯的水压条件而无需增压泵。因而在选择加氯机及水射器时，要求供货商在水厂投加点工作背压及投氯量条件下提供水射器的工作水压及水耗的曲线图或数据表，以评判技术的先进性。另外，水射器的安装方式是否多样化（可否水平安装）及水射器本身的防倒涌结构、排污结构也是判断水射器技术水平的指标。先进技术水平的水射器不仅可垂直安装，还可水平安装，具有两重以上的防倒涌结构。
为了保证水射器安全可靠运行，除提供可靠的工作压力水外，水射器进出口管路配置的合理性及完整性尤为重要。为防止水射器堵塞，在水射器入口处安装过滤器，过滤器要求透明材质便于巡检，且耐氯水腐蚀的性能。水射器尽量安装靠近投加点，且水射器出口氯水管路口径要大于水射器出口管径。
为了便于对水射器工作状态及工作水压差的评估及故障查询，在水射器进口及出口处安装水压表。水射器出口处水压表要手麻的原因有足够的耐腐蚀性。目前已有塑料隔膜压力表（隔膜材质为PTFE）以适应氯水的腐蚀性。
四、 漏氯回收系统
 氯气具有刺激性和毒性；在正常环境条件情况下，空气中含有一定量的氯气对设备有腐蚀作用；并且氯气的比重较大，不易通风排除，加氯系统需要设置漏氯回收设备。
① 漏氯回收装置的作用原理
    漏氯回收装置的作用原理是化合作用原理,一般采用吸收氯气较快的氢氧化钠化合的药剂,氯气与氢氧化钠化合后,生成较稳定的次氯酸钠、氯化钠和水，其化学反应是如下：
Cl2 + 2NaOH → NaClO + NaCl + H2O
采用该方法的漏氯回收装置中和液不能再生，不利因素很多，现正被中和液可再生的漏氯回收装置所取代。
② 漏氯回收系统的组成
    漏氯回收系统一般由氯气吸收地沟、氯气回收管道、吸风机、漏氯吸收中和装置、尾气排放等部分组成：
（地沟、透气盖板）           （风量调节） （药液循环系统） 
     ↓                         ↓             ↓   
氯气吸收地沟 → 氯气回收管道 → 吸风机 → 漏氯吸收中和装置 → 尾气排放管道
      ↖       ↗                   ↖        ↗              
（漏氯检测）                   （动力、控制）      

 氯气吸收地沟：氯气比空气比重大很多，出现漏氯时，一般沉积在地表面，需要设吸收地沟，表面设开孔盖板，并在适当位置设漏氯检测探头。
 氯气回收管道：氯气回收管道起到输送吸收的氯气作用，管道中设阀板，便于对泄漏的氯气进行隔离；局部处理。
 吸风机：防腐蚀引风机，可通过加设阀板和变频调速装置进行风量控制。
 漏氯吸收中和装置：常用的有立式和卧式两种形式，由碱液槽、喷淋中和塔和循环间泵组成。内装的药品常用的是氢氧化钠碱液，由于氢氧化钠碱液在每次吸收中和氯气之后，需要清理、更换；另外在长时间存放之后，氢氧化钠碱液易浓度降低和结晶，需要经常维护，目前，有些厂商生产了一种复合中和药液，这种中和药液利用了氧化还原原理，可重复使用，避免了氢氧化钠碱液在使用中的麻烦。
 尾气排放管道：氯气被吸收中和之后的气体，含有一定的处理尾气，需要排入大气。
动力、控制：为吸风机和循环碱泵提供动力电源；吸风机和循环碱泵的控制可以手动/自动，在自动的状态下，由漏氯检测器向加氯机的自动控制器发出漏氯信号，由加氯机的自动控制器向吸风机和循环碱泵发出启动信号。