陳增潤

(中電投河南電力有限公司開封發(fā)電分公司，河南 開封 475002)

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盤式過濾器故障原因分析及處理

陳增潤

(中電投河南電力有限公司開封發(fā)電分公司，河南 開封 475002)

〔摘 要〕介紹了某電廠鍋爐補(bǔ)給水制水系統(tǒng)先后采用的盤式過濾器，闡述其結(jié)構(gòu)、工作原理、典型故障原因及采取的有效措施，探討減少堵塞超濾膜及反滲透膜、增加清洗甚至酸洗超濾及反滲透設(shè)備的方法，總結(jié)盤式過濾器安全運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，提高了超濾和反滲透設(shè)備的可靠性，為其他電廠選擇過濾器提供了參考。

〔關(guān)鍵詞〕鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)；盤式過濾器；盤片堵塞

0　概述

某電廠共5臺(tái)國產(chǎn)135/125 MW汽輪發(fā)電機(jī)，裝機(jī)容量為665 MW，鍋爐補(bǔ)給水制水系統(tǒng)過濾器采用2臺(tái)單臺(tái)設(shè)計(jì)流量為120 t/h的重力式無閥濾池。由于無閥濾池地基下沉嚴(yán)重，無閥濾池金屬桶體扭曲變形，且因水中有機(jī)物含量高，無閥濾池的濾料淤積板結(jié)嚴(yán)重(濾料污染)，水阻大、過水量小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)到設(shè)計(jì)流量，已不能自動(dòng)反洗。對(duì)無閥濾池采取人工強(qiáng)迫反洗方式，不但技術(shù)難度大，且耗水量大，單次反洗耗水量高達(dá)50 t/h，設(shè)備出力大幅度降低，影響鍋爐正常補(bǔ)給水制水。為保證機(jī)組正常運(yùn)行和事故狀態(tài)下的補(bǔ)水，鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)過濾器的更新?lián)Q代迫在眉睫。

通過對(duì)在纖維式高效過濾器、雙濾料過濾器和盤式過濾器多方面調(diào)研比較，選擇了新技術(shù)的盤式過濾器，其原因在于：與前2種過濾器相比，盤式過濾器設(shè)備小巧、占地面積小，無需羅茨風(fēng)機(jī)產(chǎn)生壓縮空氣來擦洗濾料，運(yùn)行及檢修維護(hù)量小，精確過濾可達(dá)到50 μm，高效反洗且單臺(tái)反洗水流量僅為8 t/h，具有全自動(dòng)運(yùn)行、連續(xù)出水、使用壽命長等特點(diǎn)。

比較整機(jī)及部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)、設(shè)備性能指標(biāo)、設(shè)備供應(yīng)業(yè)績、實(shí)際應(yīng)用反饋意見等方面后，該電廠選擇了某公司采用以色列技術(shù)生產(chǎn)的DYY3-8-50盤式過濾器(見圖1)。該過濾器過濾精度為50 μm，出水濁度＜5 FTU，單臺(tái)出水流量為100-120 t/h，可滿足水處理制水需要，并且改善了離子交換運(yùn)行條件，提高了出水水量和水質(zhì)，降低了水處理的酸、堿耗。該電廠現(xiàn)采用2臺(tái)盤式過濾器(1運(yùn)1備)，保證機(jī)組的可靠、連續(xù)供水，并已于2006年6月投運(yùn)。

圖1　DYY3-8-50盤式過濾器

該電廠在2×600 MW機(jī)組擴(kuò)建工程中，鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)選擇了2套型號(hào)為3SK-4的盤式過濾器，過濾精度為100 μm，出水濁度＜5 FTU，單臺(tái)出水流量為120 t/h(見圖2)。每套制水系統(tǒng)配備1套過濾器，并于2009年5月投運(yùn)。

圖2　3SK-4 盤式過濾器

1　盤式過濾器的工作原理及工作過程

盤式過濾器采用盤片式過濾機(jī)理，通過互相壓緊表面刻有溝紋的塑料盤片，實(shí)現(xiàn)表面過濾與深度過濾結(jié)合，完成過濾、反洗、自動(dòng)切換、循環(huán)往復(fù)的工藝過程。

1.1盤片過濾原理

過濾盤片表面刻有細(xì)微溝紋，相鄰盤片溝紋走向角度不同，因而彼此形成許多溝紋交叉點(diǎn)。這些交叉點(diǎn)構(gòu)成大量空腔和不規(guī)則通路，從而導(dǎo)致紊流與顆粒間的碰撞集聚，使其更容易在下一個(gè)交叉點(diǎn)被攔截。因此，某些顆粒雖會(huì)從最初的交叉點(diǎn)漏過，但最終會(huì)被后面的交叉點(diǎn)攔截。

當(dāng)盤片之間的溝紋累積大量雜質(zhì)后，過濾器裝置通過改變進(jìn)出水流方向，自動(dòng)打開壓緊的盤片，并噴射壓力水驅(qū)動(dòng)盤片高速旋轉(zhuǎn)，通過壓力水的沖刷和旋轉(zhuǎn)的離心力，使盤片得到清洗。然后，改變進(jìn)出水流方向，恢復(fù)初始的過濾狀態(tài)。

1.2過濾過程

彈簧力和壓蓋內(nèi)外壓差形成的壓緊力將盤片緊緊地壓在一起，形成一個(gè)緊密的過濾元件，防止水中雜質(zhì)穿透(原水進(jìn)入過濾器并穿過過濾元件，水中懸浮雜質(zhì)被攔截在盤片外部和盤片之間)。

1.3反洗過程

盤式過濾器的控制器發(fā)出信號(hào)，關(guān)閉進(jìn)水，打開排污，此時(shí)經(jīng)其他過濾單元過濾后的清水從相反方向進(jìn)入反洗過濾器的出水口；橡膠錐斗的裙翼被水壓打開，水流只能進(jìn)入3個(gè)反洗管；壓力水從安裝在反洗管上的噴嘴噴出，同時(shí)也進(jìn)入活塞蓋，推動(dòng)壓蓋向上，松開被其壓緊的盤片；沿切線方向噴射的水流驅(qū)動(dòng)松開的盤片快速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)沖走被攔截的雜質(zhì)；反洗水?dāng)y帶沖刷下來的雜質(zhì)，將其從排污口排走。

1.4控制器采用的控制方式

盤式過濾器控制器采用時(shí)間設(shè)置和壓差設(shè)置2種控制方式，可實(shí)現(xiàn)時(shí)間控制和壓差控制2種反洗狀態(tài)，控制靈活。

按照時(shí)間設(shè)置自動(dòng)反洗：每個(gè)過濾頭反洗時(shí)間25 s，每2個(gè)濾頭間隔10 s進(jìn)行反洗；按照差壓設(shè)置自動(dòng)反洗：差壓設(shè)置為0.1 MPa，當(dāng)進(jìn)出水壓差達(dá)到0.1 MPa時(shí)，第1個(gè)濾頭延時(shí)，保證壓差穩(wěn)定4 s后開始自動(dòng)反洗。

2　典型故障及原因分析

2.1典型故障

2.1.1初次選用的盤式過濾器的典型故障

盤式過濾器自投運(yùn)以來，一段時(shí)間后出水流量就會(huì)緩慢降低，通過正常反洗也不能恢復(fù)。因此，經(jīng)常發(fā)生頻繁的自動(dòng)反洗現(xiàn)象，大量反洗水被排掉，造成浪費(fèi)，且反洗進(jìn)一步降低了出水流量。當(dāng)不能滿足水處理系統(tǒng)制水需要時(shí)，被迫開啟旁路門，水不經(jīng)過濾就直接進(jìn)入制水設(shè)備，致使制水設(shè)備再生頻率明顯增加，酸、堿耗增大。

2.1.2擴(kuò)建工程選用的盤式過濾器的典型故障

與初次選用的盤式過濾器故障一樣，擴(kuò)建工程選用的盤式過濾器出水流量下降后，通過正常反洗也不能恢復(fù)，導(dǎo)致頻繁自動(dòng)反洗，造成浪費(fèi)。當(dāng)不能滿足水處理系統(tǒng)制水需要時(shí)，被迫開啟旁路門，水不經(jīng)過濾就直接進(jìn)入制水設(shè)備，堵塞污染超濾膜和反滲透膜，造成超濾膜和反滲透膜出力下降，被迫增加清洗超濾膜和酸洗反滲透膜的次數(shù)。

2.2原因分析

2套盤式過濾器的典型故障均為盤片堵塞，盤式過濾器通過正常反洗不能恢復(fù)。因此，只要能解決盤式過濾器盤片堵塞問題，就可最大限度地保證超濾膜和反滲透膜的可靠性。

經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)造成盤片堵塞引起設(shè)備出力下降的原因主要有：

(1)進(jìn)水水質(zhì)問題：澄清池、清水箱積存雜物未及時(shí)清理打撈，導(dǎo)致進(jìn)水水質(zhì)差，雜物堵塞盤片；

(2)新技術(shù)本身問題：2套4臺(tái)盤式過濾器全部發(fā)生出水流量下降過快現(xiàn)象，雖然盤式過濾器頻繁自動(dòng)反洗，但出水流量仍然繼續(xù)下降，直到出水流量不能滿足水處理制水需要而退出運(yùn)行；盤式過濾器是引進(jìn)的新技術(shù)，但新技術(shù)也可能存在問題；

(3)盤片問題：盤片不合格造成盤片易堵塞；

(4)反洗問題：盤式過濾器正常反洗后，其出水流量仍不能滿足水處理制水需要，反洗后效果不佳，存在反洗周期和反洗時(shí)間設(shè)置不合理的問題。

3　 采取的措施

3.1保證盤式過濾器進(jìn)水水質(zhì)合格

清理澄清池和清水箱內(nèi)積存的雜物，修補(bǔ)澄清池集水槽和斜管，督促運(yùn)行人員按時(shí)打撈澄清池上部的漂浮雜物，保證盤式過濾器進(jìn)水水質(zhì)合格。

3.2解決新技術(shù)可能存在的技術(shù)問題

加強(qiáng)與廠家的聯(lián)系與溝通，盡快解決盤式過濾器設(shè)備本身可能存在的技術(shù)問題。

3.3確定反洗程序和反洗周期

根據(jù)制水需要，同時(shí)啟用盤式過濾器的壓差反洗和時(shí)間反洗，采取保持盤式過濾器壓差反洗，逐步延長時(shí)間反洗的反洗周期。經(jīng)過多次調(diào)整和實(shí)驗(yàn)后，最終確定時(shí)間反洗的反洗周期。這樣既保證了反洗效果，滿足水處理制水需要，又減少了頻繁自動(dòng)反洗現(xiàn)象，達(dá)到了提高預(yù)處理設(shè)備出力，保證機(jī)組正常運(yùn)行、事故狀態(tài)下用水，降低預(yù)處理設(shè)備水耗及減少廢水排放的目的。

3.4解決盤片質(zhì)量問題

為解決盤片質(zhì)量問題，該電廠積極與廠家聯(lián)系，最終達(dá)成解決方案：廠家清洗盤片。若清洗后仍未達(dá)到設(shè)計(jì)流量，應(yīng)及時(shí)更換盤片，直到達(dá)到設(shè)計(jì)流量。2007年6-10月，廠家對(duì)盤片進(jìn)行了3次清洗、2次更換，但仍未達(dá)到設(shè)計(jì)流量；待更換最新生產(chǎn)的盤片后，盤式過濾器達(dá)到了設(shè)計(jì)流量要求。

3.5解決堵塞盤片去垢問題

廠家規(guī)定：去垢用鹽酸浸泡盤片，再用清水清洗至合格。將盤片用鹽酸罐中的鹽酸浸泡24 h后，清理效果不佳；將盤片用化驗(yàn)室的純鹽酸反復(fù)試驗(yàn)(按不同濃度、不同浸泡時(shí)間)，效果還是不佳；用牙刷一片一片清理，效果也不佳。將盤片用檸檬酸浸泡后，盤片上的大部分硬垢脫落；用清水沖洗和刷子清理后，盤片上殘余的污垢全部被清除干凈。

采用檸檬酸浸泡清除盤片堵塞雜物后，在其他原因解決前，2套4臺(tái)盤式過濾器每臺(tái)均備用1套盤片。當(dāng)盤式過濾器出水流量減小到不能滿足制水需要或進(jìn)出口壓差達(dá)到規(guī)定值后，通過更換清洗好的備用盤片，保證制水需要，并將臟污的盤片浸泡清洗干凈備用。

3.6按正確步驟拆裝和清洗盤片

(1)擰開過濾芯上壓蓋，拆去芯上壓蓋。

(2)撤去臟污盤片組，置于檸檬酸液中浸泡、清洗。清洗時(shí)，為防止盤片遺失，可用繩子將每組盤片栓起來。盤片一般浸泡48 h，根據(jù)盤片臟污程度中間需要換酸液1-2次，臟污嚴(yán)重時(shí)可適當(dāng)增加檸檬酸濃度。除去全部異物后，用清水將盤片組清洗干凈，在室內(nèi)避光懸掛晾干后備用。

(3)將備用盤片分組重新裝在過濾芯支架上，安裝芯上壓蓋，上緊過濾芯上壓蓋。更換1臺(tái)盤式過濾器盤片，2名工人一般需要1.5-2 h，利用鍋爐補(bǔ)給水制水設(shè)備停運(yùn)間隙即可完成更換工作。

4　 結(jié)束語

由于盤式過濾器具有設(shè)備小巧、占地面積小、運(yùn)行及檢修維護(hù)量小、過濾精確高、反洗用水少、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，已被越來越多的電廠鍋爐補(bǔ)給水制水系統(tǒng)采用。通過落實(shí)上述措施，既能保證鍋爐補(bǔ)給水制水系統(tǒng)設(shè)備出力、滿足機(jī)組正常運(yùn)行和事故狀態(tài)下用水，又能夠降低設(shè)備水耗，減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低運(yùn)行及檢修工作量，減少酸洗設(shè)備次數(shù)和費(fèi)用，減少廢水排放，保證制水系統(tǒng)連續(xù)制水，提高機(jī)組的安全和經(jīng)濟(jì)性。

參考文獻(xiàn)：

1 劉志勇.電廠化學(xué)設(shè)備檢修[M].北京：中國電力出版社，2004.

陳增潤(1962-)，男，工程師，主要從事電廠鍋爐補(bǔ)給水、工業(yè)廢水等系統(tǒng)的設(shè)備維護(hù)、改造工作，email：hnkf007@126.com。

作者簡介：

收稿日期：2015-08-12；修回日期：2015-11-11。