折疊式大流量濾元清洗試驗(yàn)及應(yīng)用

王軍昌 屈朝霞 張麗格

0 引言

折疊式大流量濾元在電廠應(yīng)用越來(lái)越廣泛，主要用于高速混床前作為除鐵器，也有用于空冷機(jī)組作為精處理。我廠精處理前置過(guò)濾器采用PALL 公司過(guò)濾器，濾元采用大流量折疊式濾元。大流量濾元是一種內(nèi)壓式折疊濾元。每臺(tái)過(guò)濾器安裝24 支濾元，運(yùn)行方式是間歇式運(yùn)行，主要是除去凝結(jié)水系統(tǒng)中的鐵屑等懸浮類(lèi)雜質(zhì)，保護(hù)后面的高混樹(shù)脂不受鐵污染，同時(shí)防止給水系統(tǒng)沉積鐵垢。

由于使用大流量濾元的除鐵過(guò)濾器設(shè)計(jì)上不能反洗，因此一旦過(guò)濾器運(yùn)行阻力較大時(shí)，很多電廠采取更換濾元的措施，給電廠帶來(lái)動(dòng)輒數(shù)十萬(wàn)元的額外運(yùn)行成本。還有些電廠為了節(jié)省這筆費(fèi)用，錯(cuò)誤地使過(guò)濾器處理部分流量的凝結(jié)水，進(jìn)而降低過(guò)濾器壓差，延長(zhǎng)大流量濾元的使用壽命。但是這樣致使大量的鐵腐蝕產(chǎn)物進(jìn)入后續(xù)處理系統(tǒng)，給機(jī)組帶來(lái)鐵腐蝕隱患。

1 出現(xiàn)的問(wèn)題及分析

1.1 正常運(yùn)行分析

河津發(fā)電分公司精處理前置過(guò)濾器于2010 年10月份開(kāi)始投入運(yùn)行。正常運(yùn)行時(shí)，過(guò)濾器運(yùn)行效果比較好，尤其是在機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中，無(wú)論過(guò)濾器進(jìn)水鐵含量如何變化，其出水水質(zhì)中鐵含量保持穩(wěn)定，基本穩(wěn)定在50 μg/L 以下，運(yùn)行除鐵率可達(dá)90%，其壓差穩(wěn)定在0.01 MPa 左右，完全能夠滿足機(jī)組啟動(dòng)時(shí)給水水質(zhì)要求。

1.2 現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的問(wèn)題

2012 年兩臺(tái)機(jī)組的前置過(guò)濾器均出現(xiàn)了運(yùn)行問(wèn)題：①過(guò)濾器進(jìn)出口壓差逐漸增大，達(dá)到了失效值0.17 MPa；②過(guò)濾器出水的鐵含量逐漸增大，過(guò)濾器進(jìn)出水鐵含量已經(jīng)平衡，甚至出現(xiàn)了出水鐵含量大于進(jìn)水鐵含量問(wèn)題，過(guò)濾器失去了除鐵功能。機(jī)組大修后啟動(dòng)過(guò)程中，精處理前置過(guò)濾器達(dá)到失效值時(shí)壓差和進(jìn)出水鐵含量趨勢(shì)見(jiàn)圖1、圖2。

圖1 失效時(shí)進(jìn)出口壓差變化趨勢(shì)

圖2 失效時(shí)進(jìn)出水鐵含量變化趨勢(shì)

1.3 問(wèn)題分析

主要原因是濾元受到嚴(yán)重污染。前置過(guò)濾器的主要目的是除去水質(zhì)中的鐵屑等雜質(zhì)。尤其是機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程，凝結(jié)水中的鐵含量最高可達(dá)1 000 μg/L 左右，但經(jīng)過(guò)濾器后約90%的雜質(zhì)被截留，出水水質(zhì)得到保證。過(guò)濾器濾元長(zhǎng)期運(yùn)行后，濾元上面截留了大量的雜質(zhì)，本身受到污染，逐漸失去了除鐵功能。第2頁(yè)圖3、圖4 是拆卸下來(lái)的失效濾元和內(nèi)部截留的污染物。由此可見(jiàn)，濾元受到污染后，表面顏色變成黃色，西安熱工院對(duì)濾元內(nèi)部污染物進(jìn)行了成分化驗(yàn)分析，主要是鐵腐蝕產(chǎn)物和少量的懸浮雜質(zhì)。

圖3 失效濾元表面

圖4 內(nèi)部截留的雜質(zhì)

2 采取的措施

河津發(fā)電廠過(guò)濾器出現(xiàn)運(yùn)行壓差大的問(wèn)題后，從安全和節(jié)能降耗兩方面考慮，決定采用化學(xué)清洗的方法恢復(fù)其除鐵功能。

2013 年將前置過(guò)濾器濾元拆卸下來(lái)送到西安熱工院清洗。濾元清洗在室內(nèi)完成即離線清洗。清洗時(shí)將濾元放進(jìn)清洗槽內(nèi)逐個(gè)清洗。和在線清洗相比，其優(yōu)點(diǎn)是便于控制清洗參數(shù)，不會(huì)給濾元帶來(lái)二次污染。離線清洗工作完全按照清洗工藝的要求，主要分為濾元表面污染物的沖洗、化學(xué)浸泡、化學(xué)循環(huán)清洗、水力沖洗和濾元保存5 個(gè)步驟。

2.1 表面污染物的沖洗

表面污染物的沖洗主要是通過(guò)水力的機(jī)械剝離作用。這類(lèi)污染物由于附著能力較弱，因此在濾元化學(xué)清洗前只需用清水沖洗一下濾元即可。

2.2 化學(xué)浸泡

首先將待清洗的濾元整齊地放入不銹鋼清洗槽內(nèi)，根據(jù)濾元浸泡液配方，利用專(zhuān)用的加藥平臺(tái)將清洗劑溶解，并加熱到一定溫度。將配好的藥液注入不銹鋼清洗槽中，蓋上蓋子，浸泡12 h 以上。

2.3 物理清洗

利用清洗機(jī)的射流作用對(duì)浸泡好的濾元逐根進(jìn)行清洗。根據(jù)濾元污染程度的不同調(diào)整清洗機(jī)的流量、壓力、清洗角度等參數(shù)，以達(dá)到最優(yōu)的清洗效果。

2.4 水力沖洗

經(jīng)過(guò)物理清洗后，濾元表面和內(nèi)部濾布上的大部分污染物可隨清洗藥液從濾布上分離。利用清水將整個(gè)清洗系統(tǒng)沖洗一遍，用清洗機(jī)再將物理清洗后的濾元進(jìn)行最后的水力沖洗。當(dāng)清洗液pH 值呈中性后，表明系統(tǒng)內(nèi)剩余的未完全反應(yīng)的清洗藥液已經(jīng)沖洗干凈，停運(yùn)清洗機(jī)，此次化學(xué)清洗完成。

2.5 濾元保存

為了防止清洗完的濾元在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中受到二次污染，用干凈的塑料布將清洗后的濾元包好，妥善保存。

利用離線清洗設(shè)備，用清水沖洗清洗后的濾元，直至出水與清水的pH 值、電導(dǎo)相同為止。

3 應(yīng)用效果

濾元清洗于2013 年5 月實(shí)施，工期共15 d。清洗后濾元顏色明顯變淺，濾元繞線上的污染物得到了有效的去除（見(jiàn)圖5）。

圖5 濾元清洗后效果

除了從外觀上檢查濾元清洗效果以外，評(píng)價(jià)濾元清洗效果最重要的運(yùn)行指標(biāo)為濾元質(zhì)量和投運(yùn)后的過(guò)濾器壓差。

3.1 濾元質(zhì)量

熱工院對(duì)清洗前后的濾元在25℃室溫下晾干后分別進(jìn)行了稱(chēng)重（見(jiàn)表1）。

表1 濾元清洗前后質(zhì)量對(duì)比

如表1 所示，濾元經(jīng)過(guò)清洗后，每支質(zhì)量平均減少5.7 kg，清洗效果十分顯著。

3.2 過(guò)濾器投運(yùn)壓差

濾元清洗后于2013 年2 月投入運(yùn)行，初始投運(yùn)壓差僅為0.01 MPa，較之清洗前的0.2 MPa 降低了約95%，過(guò)濾器壓差降低明顯，清洗效果十分顯著。

4 效益分析

本次濾元清洗的經(jīng)濟(jì)效益主要體現(xiàn)在節(jié)省濾元更換成本和混床運(yùn)行成本兩方面。

4.1 節(jié)省濾元更換成本

大流量濾元為進(jìn)口產(chǎn)品，更換一臺(tái)將近30 萬(wàn)元，而采用西安熱工院的離線清洗技術(shù)后可為電廠節(jié)省20 多萬(wàn)元的材料成本。

4.2 節(jié)省運(yùn)行成本

若濾元在污染狀態(tài)下繼續(xù)使用，由于前置過(guò)濾器壓差過(guò)大旁路運(yùn)行，致使混床樹(shù)脂鐵污染風(fēng)險(xiǎn)加大，導(dǎo)致樹(shù)脂補(bǔ)充量加大、運(yùn)行周期縮短、再生酸堿耗增大等問(wèn)題，每年增加10 多萬(wàn)元的運(yùn)行成本，使系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性下降。

采用定期化學(xué)清洗的方法不僅延長(zhǎng)濾元的使用壽命，重要的是保證了過(guò)濾器的除鐵效果，濾元的通量可以經(jīng)常保持在正常水平，提高了精處理出水水質(zhì)，使鍋爐排污率大幅度下降，鍋爐清洗周期延長(zhǎng)，確保機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

5 結(jié)語(yǔ)

河津電廠采用濾元離線清洗技術(shù)，獲得了顯著節(jié)能、降耗、減排效果，具有良好的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，意義十分重大。