抑制高压直流输电换流阀外冷水冷却塔藻类滋生的措施探讨

江林坚

（中国南方电网有限责任公司超高压输电公司柳州局，广西柳州545001）

0 引言

换流阀冷却系统（以下简称“阀冷系统”）是换流阀的一个重要组成部分，它将阀体各元件的功耗发热量排放到阀厅外，保证晶闸管运行结温维持在正常范围。阀冷系统直接关系到换流阀的安全可靠运行，要求它既要有足够的冷却容量，又要有较高的稳定性。

阀冷系统分为外冷水系统和内冷水系统，内冷水系统在主循环泵的作用下，源源不断地将换流阀产生的热量带走，而外冷水的作用则是将内冷水的温度降低。内冷水与外冷水热量交换的场所就是外冷水冷却塔，藻类滋生与微生物、其他有机/无机杂质构成粘垢混合生长在一起，粘附在蛇形盘管上，降低了热量交换的效率。因此，防止外冷水冷却塔藻类滋生，才能确保外冷水冷却塔的热量交换效率，保证内冷水的温度在一定的范围内，从而保证阀体各元件不会因过热而损坏。此外，大量的藻类滋生还可能导致外冷水过滤装置、管道和阀门等堵塞，妨碍设备的正常运行。因此，抑制外冷水冷却塔藻类滋生，保证外冷水冷却塔的冷却效率，对换流阀的安全运行有重要意义。

本文从分析影响藻类生长的各方面因素，探寻可应用于现场实际的抑制外冷水冷却塔藻类滋生的措施。

1 影响藻类生长的因素分析

1.1 温度对藻类生长繁殖的影响

确保其他条件相同，在不同温度下，从工业水池（自来水）取水培养冷却塔取来的藻类样本，7天后结果如表1所示。藻类生长适宜温度在26～34℃，最适温度为30℃，高于或低于这个范围，藻类生长缓慢，在42℃下的藻类2天变黄，3天已有部分枯萎，5天已全部死亡。所以温度是藻类生长的重要环境因素，它主要是通过影响藻体内酶的活性而影响藻类生物的。

表1 温度对藻类生长繁殖的影响

1.2 pH值对藻类生长繁殖的影响

保证其他条件相同，在不同的pH值条件下，从工业水池（自来水）取水培养冷却塔取来的藻类样本。每天换水1次，换水之后重新调节pH值到原来的值，即维持pH值各自保持不变。培养7天，结果如表2所示。适应藻类生长的pH值为6～7，而超过此范围时，藻类生长的增长率迅速减小。过大、过小的pH值会影响藻类体内蛋白的活性，从而影响藻类的生长。

表2 pH值对藻类生长繁殖的影响

1.3 日照对藻类生长繁殖的影响

保证其他条件相同，在不同的日照条件下，从工业水池（自来水）取水培养冷却塔取来的藻类样本。培养7天，结果如表3所示。太阳供能的光合作用对藻类的生长起重要作用，同其他因素相比，光照对藻类的生长影响最大，培养时间差不多，增长率最高达到52.6%。但当光照时数减为半天，藻类的增长率大幅度下降到7.6%。光强减弱，藻类增长速度减小，相对光照为25%，即遮光率75%时，藻类的增长率降为2.4%。

表3 日照对藻类生长繁殖的影响

1.4 其他

氮磷的含量及其比例是影响藻类生长的重要营养因素，也常常是藻类生长的限制因子。但由于换流阀外冷水使用的工业水取自自来水厂，氮磷的含量非常低，且运行过程中氮磷的增加量也可忽略不计，故本文不做分析讨论。

2 结论

（1）藻类生长适宜温度在26～34℃，最适温度为30℃；

（2）适应藻类生长的pH值为6～7，而超过此范围时，藻类生长的增长率迅速减小；

（3）日照对藻类的生长影响最大，光强减弱，藻类增长速度减小；

（4）通过控制温度、pH值和日照可以有效地抑制藻类的生长。

3 建议采取的抑制藻类滋生的措施

（1）通过调节温度抑制藻类滋生。在高压直流输电系统换流阀冷却系统中，外冷水的温度夏季一般在30～35℃，冬季一般在25～30℃，均较适宜藻类繁殖生长。针对此情况，夏季可降低冷却塔风机风速，提高喷淋水的温度；冬季可提高冷却塔风机风速，降低喷淋水的温度，以此逆调节方式使喷淋水长期处于不适宜藻类生长的温度。但此逆调节方式不利于满足换流阀对内冷水温度的要求，故不建议采用。

（2）通过改变喷淋水pH值抑制藻类滋生。高压直流输电系统换流阀冷却系统喷淋水因长期蒸发运行，一般为高pH、高碱度、高硬度的水质。笔者对多个高压直流输电系统换流阀冷却系统喷淋水采样进行检测，pH值一般为7.5～8之间，此数值虽不是适宜藻类生长最佳pH值，但藻类生长依然较快。降低pH值，由于现场使用实际情况，较难实现；升高pH值较容易实现，但有可能会加重外冷水系统结垢情况，现场可酌情考虑采用。

（3）通过减少日照抑制藻类滋生。外冷水系统通过大量蒸发，实现带走内冷水热量的目的，将外冷水冷却塔建在室内实现遮光不太现实。冷却塔会被阳光照射的地方包括两个部位，其一是冷却塔风机出风口，其二是冷却塔风机进风口。出风口若有遮挡物，会影响风机的运行效率，不建议采用；在进风口做遮光措施，则可有效减少日照，大幅减缓藻类繁殖生长。

（4）在藻类生长旺盛时，配合药剂杀生，以取得良好的除藻效果。

4 结语

高压直流输电在远距离大容量输电系统中发挥的作用日益显著，作为换流阀的重要辅助设备，换流阀冷却系统的高效可靠运行也越来越受关注。本文阐述了抑制换流阀外冷水冷却塔藻类生长的若干措施，有提高外冷水冷却塔冷却效率的意义，对于类似的水冷冷却塔藻类滋生抑制有借鉴和参考作用。