脫硫凈水器過濾反洗裝置改造

周小嘉

(大唐華銀株洲火力發電有限公司，湖南 株洲412007)

1 概述

脫硫凈水器是為脫硫設備提供工藝水的重要設備之一，它為脫硫系統運行提供合格水源。工藝水必須不斷供應和保持潔凈，否則會造成脫硫設備運行效率降低，運行成本增加，影響達標排放。保證凈水設備運行工藝性能達標，提高工藝水的質量和供量，對脫硫設備安全穩定運行意義重大。某廠脫硫工藝水主要用于兩大部分，一部分用于除霧器沖洗，吸收塔、球磨機補充水，各管路和泵的沖洗;另一部分用于各機械密封的潤滑、沖洗、冷卻，以及冷油器的冷卻。前者用量非常大，占總供水量的60 ℅，后者潔凈度要求高，色度不超過15 度，渾濁度不超過3 度，不得有異臭，不得肉眼可見雜物。由于在設備選型階段忽視了工藝水的要求，脫硫設備投入運行后設備故障率升高，為系統的環保達標和經濟運行埋下了隱患。

該脫硫凈水器采用的是集混合、絮凝、沉淀、過濾、反洗、排泥、出水于一體的GYZG—300 型一體化凈水器。凈水器工作流程及工作原理見圖1。

2 結構中存在的問題

2.1 凈水器過濾層過濾效率下降

從原理上講，凈水器采用石英砂等有空隙的粒狀濾料層，通過黏附作用截留原水中懸浮顆粒，從而除去水中細小懸浮雜質。凈水器運行一段時間后，利用反向沖洗水沖刷黏附在石英砂上的雜質，以提高過濾處理水的質量。

圖1 凈水器工作流程及工作原理示意圖

2012年9月，大修時檢查發現:原制造安裝單位用螺紋鋼緊密排列構成了過濾反洗裝置，利用螺紋鋼緊密排列間的間隙進行過濾。因螺紋鋼排結構的不合理性，造成其間隙已被石英砂填滿卡死，進出水的流通量非常有限，而且間隙不均(小間隙易堵塞，大間隙石英砂易漏過)。縫隙逐漸被泥沙堵塞，使得3 個過濾室幾乎完全堵塞，剩下的1個進出水的通流量也非常有限，勉強進入下凈水箱的水泥砂多。隨著運行時間增長，凈水器過濾層過濾效率大幅下降，無法向設備的機封潤滑、沖洗和冷卻提供潔凈的水源，造成整個脫硫系統機封經常損壞，除霧器、冷卻器易于堵塞。

2.2 凈水器反向沖洗水裝置失效

過濾及反洗是水處理工藝中的一個重要環節，凈水器運行時，在工作周期內隨著濾料層截污量的增加，濾料的孔隙率不斷減少，污泥滲透度加深，濾料板結，對水流的阻力增大，致使濾速下降，濾池水位逐漸上升，過濾后水濁度升高。為使濾池在短時間內恢復正常運行，保證出水水質和水量，此時必須進行反沖洗，沖擊濾料層。濾料間反復碰撞磨擦，濾料層激烈攪拌，泥球無法形成，已形成的泥球結構也被振動破壞，并使所有的濾料上的黏附物脫落，被反沖水帶走。由于螺紋鋼排過濾反洗裝置堵塞，經過濾到達下水箱的水量大幅減少，致使反洗工作時無法提供足量的水由下而上對石英砂進行反沖洗，進入過濾區的大量水還未到達過濾層下的下水箱時就形成假反洗流走。假反洗浪費大量的水，使凈水器裝置對脫硫系統供水嚴重不足，吸收塔難以維持正常水位。

3 過濾室底層改造及效果

3.1 改造的實施

由于螺紋鋼排過濾反洗裝置的堵塞，沉淀排泥后的水無法過濾到達下清水箱輸出，更無法進行正常的反洗，所以必須將過濾池底層進行徹底改造。在割除全部螺紋管排、徹底清理管排下的下清水箱沉積泥沙后，安裝固定排水帽的多孔板和2 100 個排水帽，替代螺紋鋼排過濾。排水帽擔負著凈水器過濾和反洗的重要作用，采用ABS 工程塑料制造，承壓強度高，踩碰不碎，有較強的耐腐蝕能力。濾頭的濾帽側弧面上均勻開有精心加工的長條均勻細縫。由于排水帽的特殊結構，既能防止濾料的漏出，又不會堵塞，使過濾和反洗通暢，如圖2 所示。

圖2 過濾室底層過濾反洗裝置改造后效果示意圖

3.2 效果比較

1)過濾室

改造前:4 個過濾室有3 個幾乎全部堵塞，剩下的1 個通流量也有限，供水不足總量的1/2，且下清水箱泥沙沉積，無法由下而上反洗，不合格的雜質水作為工藝水輸送到各設備，當然不能起到潤滑沖刷機械密封的作用，因而導致機械密封磨損，泄漏不斷，現場長期漿水橫流，環境污染嚴重。

改造后:凈水器4 個過濾水室供應充足合格的工藝水，反洗通暢正常，配合設備機封水的通暢維護，使機封損壞現象幾乎消失，設備補水充足。脫硫系統現場干凈整潔。

2)設備缺陷

改造前:脫硫系統90%以上的缺陷屬于機封損壞。脫硫系統的機封總共有30 多臺，包括輸送泵機封，漿液循環泵機封、側攪拌器機封、沖洗水泵、溢流泵機封等。改造前每天出現機封磨損泄漏，而吸收塔側攪拌器泄漏時需停塔通宵更換。

改造后:設備缺陷率大幅下降，未出現設備泄漏現象，因設備損壞造成的停塔次數顯著減少。年節約機封采購成本約125 萬元，脫硫現場干凈整潔，脫硫設備安全穩定運行。

3)經濟性

改造前:系統總需水量265 t/h，由1)分析知其供水量不足1/2，則浪費的循環水量為132.5 t/h，脫硫系統供水泵每天需24 h 連續不斷地運行才能滿足需求。

改造后:供水泵每天運行約14 h 即可滿足系統所需的總水量，年節約運行成本約150 萬元。

4 結論

脫硫凈水器過濾反洗裝置改造后，節省人力物力，減少環境污染。

設備機械密封是精密部件，要有充足的水和非常高的潔凈度，才能起到完好的潤滑和沖刷冷卻作用，才能確保機械密封正常工作。

〔1〕大唐華銀株洲火力發電有限公司． 310 MW 機組脫硫、除塵檢修工藝規程〔S〕． 2011．

〔2〕長沙電力學院，大唐華銀株洲火力發電有限公司． 310 MW 火電機組培訓教材(水處理及制氫裝置)〔M〕． 2002．

〔3〕唐金松． 簡明機械設計手冊〔M〕． 上海:上海科技出版社，1992．

〔4〕電力部建設協調司． 電力建設施工、驗收及質量驗評標準匯編(水處理及制氫裝置篇)〔S〕． 北京:中國電力出版社，2001．