抑制高壓直流輸電換流閥外冷水冷卻塔藻類滋生的措施探討

江林堅

（中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司超高壓輸電公司柳州局，廣西柳州545001）

0 引言

換流閥冷卻系統(tǒng)（以下簡稱“閥冷系統(tǒng)”）是換流閥的一個重要組成部分，它將閥體各元件的功耗發(fā)熱量排放到閥廳外，保證晶閘管運(yùn)行結(jié)溫維持在正常范圍。閥冷系統(tǒng)直接關(guān)系到換流閥的安全可靠運(yùn)行，要求它既要有足夠的冷卻容量，又要有較高的穩(wěn)定性。

閥冷系統(tǒng)分為外冷水系統(tǒng)和內(nèi)冷水系統(tǒng)，內(nèi)冷水系統(tǒng)在主循環(huán)泵的作用下，源源不斷地將換流閥產(chǎn)生的熱量帶走，而外冷水的作用則是將內(nèi)冷水的溫度降低。內(nèi)冷水與外冷水熱量交換的場所就是外冷水冷卻塔，藻類滋生與微生物、其他有機(jī)/無機(jī)雜質(zhì)構(gòu)成粘垢混合生長在一起，粘附在蛇形盤管上，降低了熱量交換的效率。因此，防止外冷水冷卻塔藻類滋生，才能確保外冷水冷卻塔的熱量交換效率，保證內(nèi)冷水的溫度在一定的范圍內(nèi)，從而保證閥體各元件不會因過熱而損壞。此外，大量的藻類滋生還可能導(dǎo)致外冷水過濾裝置、管道和閥門等堵塞，妨礙設(shè)備的正常運(yùn)行。因此，抑制外冷水冷卻塔藻類滋生，保證外冷水冷卻塔的冷卻效率，對換流閥的安全運(yùn)行有重要意義。

本文從分析影響藻類生長的各方面因素，探尋可應(yīng)用于現(xiàn)場實(shí)際的抑制外冷水冷卻塔藻類滋生的措施。

1 影響藻類生長的因素分析

1.1 溫度對藻類生長繁殖的影響

確保其他條件相同，在不同溫度下，從工業(yè)水池（自來水）取水培養(yǎng)冷卻塔取來的藻類樣本，7天后結(jié)果如表1所示。藻類生長適宜溫度在26～34℃，最適溫度為30℃，高于或低于這個范圍，藻類生長緩慢，在42℃下的藻類2天變黃，3天已有部分枯萎，5天已全部死亡。所以溫度是藻類生長的重要環(huán)境因素，它主要是通過影響藻體內(nèi)酶的活性而影響藻類生物的。

表1 溫度對藻類生長繁殖的影響

1.2 pH值對藻類生長繁殖的影響

保證其他條件相同，在不同的pH值條件下，從工業(yè)水池（自來水）取水培養(yǎng)冷卻塔取來的藻類樣本。每天換水1次，換水之后重新調(diào)節(jié)pH值到原來的值，即維持pH值各自保持不變。培養(yǎng)7天，結(jié)果如表2所示。適應(yīng)藻類生長的pH值為6～7，而超過此范圍時，藻類生長的增長率迅速減小。過大、過小的pH值會影響藻類體內(nèi)蛋白的活性，從而影響藻類的生長。

表2 pH值對藻類生長繁殖的影響

1.3 日照對藻類生長繁殖的影響

保證其他條件相同，在不同的日照條件下，從工業(yè)水池（自來水）取水培養(yǎng)冷卻塔取來的藻類樣本。培養(yǎng)7天，結(jié)果如表3所示。太陽供能的光合作用對藻類的生長起重要作用，同其他因素相比，光照對藻類的生長影響最大，培養(yǎng)時間差不多，增長率最高達(dá)到52.6%。但當(dāng)光照時數(shù)減為半天，藻類的增長率大幅度下降到7.6%。光強(qiáng)減弱，藻類增長速度減小，相對光照為25%，即遮光率75%時，藻類的增長率降為2.4%。

表3 日照對藻類生長繁殖的影響

1.4 其他

氮磷的含量及其比例是影響藻類生長的重要營養(yǎng)因素，也常常是藻類生長的限制因子。但由于換流閥外冷水使用的工業(yè)水取自自來水廠，氮磷的含量非常低，且運(yùn)行過程中氮磷的增加量也可忽略不計，故本文不做分析討論。

2 結(jié)論

（1）藻類生長適宜溫度在26～34℃，最適溫度為30℃；

（2）適應(yīng)藻類生長的pH值為6～7，而超過此范圍時，藻類生長的增長率迅速減小；

（3）日照對藻類的生長影響最大，光強(qiáng)減弱，藻類增長速度減?。?/p>

（4）通過控制溫度、pH值和日照可以有效地抑制藻類的生長。

3 建議采取的抑制藻類滋生的措施

（1）通過調(diào)節(jié)溫度抑制藻類滋生。在高壓直流輸電系統(tǒng)換流閥冷卻系統(tǒng)中，外冷水的溫度夏季一般在30～35℃，冬季一般在25～30℃，均較適宜藻類繁殖生長。針對此情況，夏季可降低冷卻塔風(fēng)機(jī)風(fēng)速，提高噴淋水的溫度；冬季可提高冷卻塔風(fēng)機(jī)風(fēng)速，降低噴淋水的溫度，以此逆調(diào)節(jié)方式使噴淋水長期處于不適宜藻類生長的溫度。但此逆調(diào)節(jié)方式不利于滿足換流閥對內(nèi)冷水溫度的要求，故不建議采用。

（2）通過改變噴淋水pH值抑制藻類滋生。高壓直流輸電系統(tǒng)換流閥冷卻系統(tǒng)噴淋水因長期蒸發(fā)運(yùn)行，一般為高pH、高堿度、高硬度的水質(zhì)。筆者對多個高壓直流輸電系統(tǒng)換流閥冷卻系統(tǒng)噴淋水采樣進(jìn)行檢測，pH值一般為7.5～8之間，此數(shù)值雖不是適宜藻類生長最佳pH值，但藻類生長依然較快。降低pH值，由于現(xiàn)場使用實(shí)際情況，較難實(shí)現(xiàn)；升高pH值較容易實(shí)現(xiàn)，但有可能會加重外冷水系統(tǒng)結(jié)垢情況，現(xiàn)場可酌情考慮采用。

（3）通過減少日照抑制藻類滋生。外冷水系統(tǒng)通過大量蒸發(fā)，實(shí)現(xiàn)帶走內(nèi)冷水熱量的目的，將外冷水冷卻塔建在室內(nèi)實(shí)現(xiàn)遮光不太現(xiàn)實(shí)。冷卻塔會被陽光照射的地方包括兩個部位，其一是冷卻塔風(fēng)機(jī)出風(fēng)口，其二是冷卻塔風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口。出風(fēng)口若有遮擋物，會影響風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率，不建議采用；在進(jìn)風(fēng)口做遮光措施，則可有效減少日照，大幅減緩藻類繁殖生長。

（4）在藻類生長旺盛時，配合藥劑殺生，以取得良好的除藻效果。

4 結(jié)語

高壓直流輸電在遠(yuǎn)距離大容量輸電系統(tǒng)中發(fā)揮的作用日益顯著，作為換流閥的重要輔助設(shè)備，換流閥冷卻系統(tǒng)的高效可靠運(yùn)行也越來越受關(guān)注。本文闡述了抑制換流閥外冷水冷卻塔藻類生長的若干措施，有提高外冷水冷卻塔冷卻效率的意義，對于類似的水冷冷卻塔藻類滋生抑制有借鑒和參考作用。