一種在線清洗管道過濾器的方式

王佼嬌

（寶山鋼鐵股份有限公司，上海 200940）

1 設備現狀

在循環水工藝系統中，管道過濾器已成為提高出水水質、維持系統穩定的必不可少的工藝設備之一。寶鋼廠區內部，常使用的管道過濾器有：自清洗過濾器、提籃式過濾器等，常設置在送水泵出口前的位置，用于過濾開路系統中的大顆粒雜質，進一步提高系統的送水水質。

某循環水作業區清污循環的管道過濾器采用了自清洗過濾器。在長期不間斷運行的狀態下，系統中常常發生過濾器堵塞的現象。其中，污循環系統過濾器的堵塞現象尤為嚴重，造成過濾效果弱化，送水流量減小，壓力異常降低等現象，重則將影響生產方的正常生產!

目前，作業區采取的措施是在定修期間開圖蓋清洗的方式。此法雖效果顯著，但束縛條件較多：一要等待定修日停產后，方能進行開蓋清洗；二要耗費大量人力物力及檢修費用。2008年1月起，定修間隔由原先的30天延長了一倍至60天，清洗周期和定修間隔的矛盾日益尖銳，這對于確保水質合格、維持生產穩定無疑是一次巨大的挑戰。因而，在不影響系統送水正常的前提下，尋求一個行之有效的解決措施成了當務之急！

2 工藝簡介

如圖1，過濾器進口和出口處分別設有進出口手動閥，正常狀態下保持全開狀態；在過濾器進口和出口管道之間設有旁路，并配至一個旁通閥，以便設備檢修狀態下維持送水暢通，正常狀態下為全關；過濾器下部設有反洗排污閥（電動閥）和排放閥（手動閥）。過濾器分為上下兩部分，并設有圓形內膽，為一定目數的過濾介質。

圖1 自清洗過濾器結構圖

2.1 運行

進口閥——開；出口閥——開；旁通閥——關；反洗閥——關；排放閥——關。

如圖2，箭頭為正常運行狀態下的水流走向。二次噴淋系統中1100 m3/h的水經過噴淋泵加壓至1.2 MPa后，通過管道過濾器進口閥進入罐體底部，自下而上流動。經過內膽壁的滲透作用，對水中雜質進行過濾和凈化，再由上部經出口閥流出，直接送入生產方用戶，此時壓力為1.19 MPa，流量基本不變。

圖2 運行中水流內部走勢圖

2.2 反洗

反洗閥——開；進口閥——開；出口閥——開；旁通閥——關；排放閥——關。

如圖3，反洗用以去除截留在內膽壁上的雜質，在正常供水狀態下進行。

圖3 反洗中水流內部走勢圖

過濾器內部反洗閥與外界聯通，頂端接電動機，中部有三塊上下錯開、相互夾角為120°的中空板。將反洗閥開啟，中空板在電動機的帶動下旋轉，所到之處的水流對其表面產生一個負壓，使附著于內膽壁上的雜質受到沖擊，通過中空板吸入反洗排污管道去除。由于與外界聯通，反洗時，送水流量和壓力略有下降，但無深入影響。反洗結束后，關閉反洗閥，水量壓力恢復正常。

運行中雜質受力分析如下：

雜質被截留在內膽壁上，故水平方向上受到的合力為0，得到P合=P內=P外+F阻=1.2 MPa

1.16 MPa為測得的出口處壓力。由于反洗閥與大氣聯通，故內膽內部壓力即為大氣壓，得到對雜質所產生的吸力（負壓）

一般情況下，采取定時反洗的方式，以中空板旋轉一周為基準，約耗時5 min。某循環水將反洗頻率設定為每8 h反洗一次。

3 技術方案

通過對現場的勘查、對水質的研究、和開蓋清洗作業時的跟蹤發現，內膽壁表面截污以老化碎裂的冷卻塔碎片為主，并有微量的大顆粒雜質、油份等。圖4為前期自清洗過濾器開蓋后的內部情況圖。

圖4 自清洗過濾器內部情況

冷卻塔填料使用年限已久，且長期受到高壓水的沖擊，產生老化和破碎的現象，并隨水流流入直送泵和過濾器中，造成堵塞現象。且由于填料碎片較薄，易鑲嵌于內膽壁上，人工清洗也較為耗費精力，正常的反洗強度根本無法使之脫落。

在對現場的調查過程中，發現過濾器堵塞的原因，究其原因是反洗時間過短、反洗頻率不夠、反洗強度太低。針對上述原因，分別作出以下調整。

3.1 延長反洗時間

二次噴淋管路上的自清洗過濾器反洗時間由原先設定的旋轉1周延長至3周，以此增加中空板縫隙對內膽每一部位的吸附時間。經試驗，反洗管路中無填料碎片帶出。

3.2 調整反洗頻

在延長反洗時間的基礎上，采取壓差反洗配合定時反洗的模式。保留8 h一次的反洗頻率，另在內膽壁的內外壓差達到ΔP=0.2 MPa時進行人工反洗。

在現場操作過程中發現，反洗管路中有零星填料碎片沖出，CRT畫面上流量、壓力顯示略有回升，但效果不明顯。

3.3 增加反沖洗強度

在無法進一步提高過濾器本身反洗強度的情況下，我們嘗試尋找外部的有利條件，以提高其沖擊力度。通過對系統結構的研究,見圖5，我們發現，為緊急情況所設的旁通閥，實為有力的反沖洗手段，能顯著增強反沖洗強度。

圖5 旁通反沖洗中水流內部走勢圖

步驟一 反沖洗

進口閥——關；旁通閥——開；出口閥——開；排放閥——開；反洗閥——關。

進口閥關閉后，水從旁通閥流至過濾器出口處分為兩路，一部分流向用戶，另一部分經出口閥流入過濾器中。此時，水流流量雖減少，但壓力不變，仍能保持在進口處的水壓（沿程損失忽略）。這部分水對內膽壁上的填料碎片進行高強度反沖洗5 min，使碎片松動、脫落。受力分析如下。

1.2 MPa為進水壓力。由于排放閥與大氣聯通，故內膽內部壓力即為大氣壓，得到:

即：此時對于填料碎片的反沖洗壓力，大于反洗時所產生的反壓。雜質的反沖洗強度有所增強，有助于雜質的去除。

步驟二 反洗

進口閥——開；出口閥——開；反洗閥——開；旁通閥——關；排放閥——關。

將過濾器調整到正常反洗狀態。經過高強度反沖洗后，松脫的填料碎片更易從反洗管路中吸出。

3.4 應用效果

在對某循環水二次噴淋水的管道過濾器進行如法操作后，發現過濾器內膽中的大量藍色塑料從排放閥中沖出，如圖6所示。

圖6 加強反沖洗后反洗出的填料碎片

從監控畫面中得到的各項參數，也恢復到了堵塞前的正常水平。通過旁通閥，從內膽壁外部對其產生沖擊，使之更易松脫，再配合正常反洗，能有效去除此類大粒徑雜質，并保證系統的正常送水情況。過濾器反洗后的內部效果圖如圖7。

圖7 反沖洗后的內部效果圖

3.5 方案對比

反洗方案效果見表1。

從表1可知，在定修周期延長后，頻繁的開蓋清洗無法滿足如此快節奏的生產模式。旁通反沖洗的方法顯著改善了管道過濾器的狀態，同時滿足了用戶的生產需求。

表1 反洗方案效果對比

4 結束語

如何能夠更好的服務主體、滿足用戶生產需求，應成為水處理方努力的方向。本著這樣的原則，我們對生產中所遇到的問題進行深入剖析，力爭不影響生產，將各類問題都在線進行處理，一種在線清洗管道過濾器的方式也因此產生，并取得了良好的效果。