淺談超聲理化復合清洗技術的應用

[摘要]本文著重分析了超臨界機組凝結水精處理前置過濾器濾芯的污堵，針對污堵濾芯的污染物全分析，試驗了一種新型的體外清洗新型技術，并對清洗前后前置過濾器的運行狀況進行了對比分析，清洗對節約成本、延長運行反洗周期、在電廠生產過程中具有重大的實際意義。

[關鍵詞]凝結水精處理;前置過濾器;濾芯;污堵;清洗

1、概述

大唐華銀電力股份有限公司金竹山火力發電分公司1×600MW超臨界機組凝結水精處理系統設置2×50%前置過濾器+3×50%高速混床，系統設計精處理系統大旁路、流量前置過濾器旁路和高速混床旁路，系統設計水量1452t/h，系統設計壓力4.0MPa，設計DN1700前置過濾器兩臺，每臺過濾器內裝PALL公司折疊濾芯192支，DN3200球形混床3臺，體外高塔分離再生系統一套。#3機組精處理前置過濾器濾芯至今年3月已快滿2年，按照廠家設計標準，前置過濾器濾元滿2年需更換一次，根據現有情況來看，#3機組精處理前置過濾器濾元每運行幾小時甚至30分鐘后就失效需再生，且再生后不能達到廠家設計標準，濾元運行差壓已超出廠家設計差壓<0.08，根據#3機組大修后精處理水質運行報表數據，前置過濾器運行差壓在前置過濾器旁路開啟30-50%的情況下保持在0.11左右運行，2012年7月#3機組大修運行后，#3機組精處理前置過濾器濾元充當了機組啟動濾元，這也加劇前置過濾器濾元的提前失效，從2012年10月開始，在機組負荷達到500MW以上時，前置過濾器壓差過高，每次運行需要開旁路30%-50%，濾元差壓在0.06-0.11之間運行，有時甚至才再生出來運行幾分鐘就出現必須開旁路的現象，銅、鐵含量接近失效值，前置過濾濾芯污堵嚴重，反洗周期由原來的7到10天縮短到8小時左右。如果按照常規方式進行濾芯更換，約需要70萬元，為了降低成本，決定對濾芯進行體外清洗。

2、污堵濾芯清洗

2.1污堵濾芯污染物成分分析

為了對污堵濾芯污堵物成分進行分析，以確保清洗的可行性，委托北京神州東宇環境工程有限公司對污堵濾芯進行了全分析，對現場提供的濾元所截留的沉積物進行了掃描電鏡形貌及元素分析，分析結果如表一所示

表1 濾元截留物元素分析結果（質量百分比含量%）

濾元部位 外表面 中間層 內表面

上 Fe/86.4Si

/13.6 / 大顆粒物：Fe/31.4，Si/9.2，S/39.2，Ca/13.2，Zn/7.0。

下 Fe/88.4Si

/11.6 細顆粒物：Fe/87.0，Si/13.0;

大顆粒物：Fe/13.7，Si/5.3，S/40.9，Ca/17.9，Zn/5.0，Ba/17.1。 Fe/84.4

Si/15.6

通過對上表分析可知;濾元污堵物主要是氧化鐵和硅化物，氧化鐵約占80%～90%，硅化物（細砂）約占10%～15%。

2.2污堵濾芯清洗小型試驗

第一步：在密閉式專用循環超聲波復合清洗機內，使用有機溶劑（四氯化碳）做為萃取劑，對濾芯進行除油清洗，同時啟動循環泵和超聲波振子，微波萃取除油，1小時后，將萃取劑排放掉。第二步：使用5%鹽酸清洗加0.5%氟化鈉的混合清洗液在50℃左右將濾芯循環清洗12小時，濾芯上的氧化鐵顆粒變小，但不能全部溶解，硅化物（細砂）去除效果不明顯。濾芯顏色基本上還是沒變化，是鐵黑色，清洗效果不佳。第三步：將清洗后的1#濾芯放入超聲波清洗裝置中進行超聲波清洗，清洗1小時后，濾芯顏色明顯變白，濾芯上的小顆粒基本沉積在超聲波清洗機下部，濾芯里小顆粒明顯變小。第四步：將超聲波清洗后的濾芯再次放入5%磷酸溶液中在60℃左右將濾芯循環清洗6小時，濾芯上的氧化鐵顆粒基本溶解，顏色進一步變白，濾芯里的污染物基本呈現流動狀態。第五部：將第二次清洗后的濾芯放入超聲波儀內再次清洗，1小時候濾芯基本變白。和新濾芯對比基本上差不多，無污染物，污染物去除率達到99%。

3、清洗濾芯、安裝及清洗前后的運行對比分析

3.1濾芯清洗

按照上述小型試驗方法，將濾芯放入大規模清洗裝置中進行離線清洗，按照四步清洗的工藝流程對濾芯進行清洗，一次100根，400根濾芯經過10天左右時間基本清洗完畢。進行回裝投運。

3.2濾芯回裝后的預處理

對回裝后的濾芯，配置0.3%的堿液進行浸泡12小時，然后進行循環反洗，反洗到反洗水比電導小于1us/cm，投運前置過濾器。

3.3清洗前后濾芯運行差壓及運行時間對比

在清洗前，前置過濾器運行差壓見清洗前附圖1，運行周期基本上在8小時左右，清洗后運行周期延長到10天，運行差壓見清洗后附圖2，運行差壓一直小于0.03MPa，具有明顯的效果，和新更換的進口濾芯相比效果相差不多，鐵去除率也相差不大，不存在濾芯清洗損壞問題。

清洗前附圖1

清洗前附圖2

從圖1可看出過濾器運行差壓從初始0.05，差壓迅速上升至0.18左右，最高運行差壓達到0.197，過濾器旁路閥動作頻繁觸發（50%～100%）見圖2;

清洗后附圖3

清洗后附圖4

從圖3、4可看出，過濾器濾芯清洗后運行最大壓差0.024MPa，最小壓差0.005Mpa，旁路閥全關，過濾器運行穩定，差壓維持在0.024。

4、結論

通過化學離線清洗與超聲波結合式的組合清洗工藝，濾芯能達到很好的清洗效果，清洗后的濾芯運行周期明顯延長，清洗后的濾芯對鐵及懸浮物的去除率與新濾芯相比無明顯差別，在節約投資、安全生產運行上具有很好的實際意義，值得推廣。

參考文獻

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作者簡介

曾漢東，主要從事電廠化學工作，大唐華銀金竹山火力發電分公司設備管理部化學設備點檢工程師。