余子炎

（廣東紅海灣發(fā)電有限公司，廣東 汕尾 516623）

廣東某發(fā)電有限公司為“上大壓小”異地新建工程，建設(shè)有兩臺600MW級國產(chǎn)超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組，鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)水源為地表水，經(jīng)過預(yù)處理系統(tǒng)后到化學(xué)車間，化學(xué)水處理系統(tǒng)為高效纖維過濾器+陽離子交換器+除碳器+陰離子交換器+混合離子交換器。

其中，纖維過濾器兩臺，規(guī)格是DN1800，單臺出力為76t/h，一用一備，設(shè)備于2015年12月投產(chǎn)。

纖維過濾器投產(chǎn)約三年后很快出現(xiàn)以下問題：一是出水不合格，出水濁度大于3NTU；二是運(yùn)行阻力大，清洗后投運(yùn)，進(jìn)出口壓差很快大于0.1MPa；三是設(shè)備出力只有30～40t/h左右。

1 過濾器存在的問題及解決方案

1.1 存在的問題

該纖維過濾器是由過濾器罐體、上活動(dòng)孔板、下固定孔板、布?xì)庋b置、纖維濾元和外部管閥系統(tǒng)組成，纖維濾元兩端通過掛鉤分別固定在上活動(dòng)孔板和下固定孔板上。經(jīng)過現(xiàn)場勘查發(fā)現(xiàn)，過濾器存在如下問題：（1）沒有纖維密度調(diào)節(jié)裝置：由于上活動(dòng)孔板密度大于水的密度，反洗時(shí)孔板不能浮起，纖維不能展開，無法徹底清洗；（2）上活動(dòng)孔板偏斜，導(dǎo)致纖維濾層不均勻，運(yùn)行偏流，影響出水質(zhì)量和運(yùn)行周期；（3）上活動(dòng)孔板卡阻，運(yùn)行時(shí)纖維不能壓實(shí)，反洗時(shí)纖維不能展開，不能調(diào)節(jié)纖維密度；（4）筒體側(cè)人孔處于濾層范圍內(nèi)，使水流短路；（5）布?xì)庋b置布?xì)獠痪鶆?，纖維清洗不徹底；（6）固定纖維的掛鉤脫落，纖維亂層；（7）下孔板開孔面積不足，增大運(yùn)行阻力。

以上問題基本都源自纖維過濾器結(jié)構(gòu)缺陷。纖維過濾器除了要求纖維濾料要進(jìn)行改性處理，即膨化處理和表面活性處理外，還要求運(yùn)行時(shí)纖維濾料能夠壓縮，形成緊密的纖維濾層，保證過濾效果；而反洗時(shí)，纖維濾層能夠完全疏松開，保證清洗效果。這就要求要有一個(gè)纖維密度調(diào)節(jié)裝置，滿足過濾和反洗時(shí)調(diào)節(jié)纖維濾層的密度的要求。

1.2 解決方案

（1）纖維密度調(diào)節(jié)裝置。增加纖維密度調(diào)節(jié)裝置，在過濾時(shí)，纖維密度調(diào)節(jié)裝置能夠壓實(shí)纖維濾料，形成密度均勻的濾料層，保證過濾效果；在過濾器反洗時(shí)，纖維密度調(diào)節(jié)裝置能夠靠反洗空氣的浮力上升，使每束纖維均勻展開，保證清洗效果。纖維密度調(diào)節(jié)裝置由牽拉板、上多孔板、圍板、導(dǎo)向柱（φ89）和水氣導(dǎo)通管（φ89）組成，全部采用3mm厚SS304不銹鋼材料制作。牽拉板和上孔板制作完成后切割成寬度為425mm的條形散件，從人孔進(jìn)入后再重新組對和焊接，牽拉板和上孔板通過圍板焊接組成纖維密度調(diào)節(jié)裝置，5個(gè)φ89的水氣導(dǎo)通管和4個(gè)φ108的導(dǎo)向套管兩端分別焊接在牽拉板和上孔板上。

（2）導(dǎo)向系統(tǒng)。導(dǎo)向系統(tǒng)由導(dǎo)向柱和滑輪組構(gòu)成：導(dǎo)向柱由四根φ89不銹鋼管制作，配備上下限位板，導(dǎo)向柱一端焊接在下多孔板上，另一端焊接在上封頭上，焊接導(dǎo)致的襯膠層破壞需用環(huán)氧玻璃鋼修補(bǔ)。滑輪組由不銹鋼支架和尼龍滑輪組成，共8組，每兩組成120度角焊接在牽拉板上。導(dǎo)向系統(tǒng)的作用主要是保證纖維密度調(diào)節(jié)裝置在保持水平的狀態(tài)下，自如地上下移動(dòng)調(diào)節(jié)纖維密度。

（3）防堵孔板。在下孔板上增加防堵孔板，該孔板開孔率大于30%，材質(zhì)為玻璃鋼。該孔板能夠防止纖維堵塞下孔板布水、布?xì)饪?。同時(shí)，纖維固定在防堵孔板上，釋放了原下孔板掛纖維的孔道，彌補(bǔ)下孔板開孔面積不足的缺陷。防堵孔板與下孔板采用緊固件連接。防堵孔板規(guī)格996×435×30mm。

（4）布?xì)庋b置。更換新的布?xì)庋b置，增加布?xì)庵Ч埽é?2）的數(shù)量，保證布?xì)饩鶆颉２馁|(zhì)為SS304不銹鋼。布?xì)庵Ч芡ㄟ^U型螺栓固定在支撐角鋼上，布?xì)庵Ч芘c母管為螺紋連接。

（5）纖維濾料。纖維濾料選用改性聚丙烯膨體長絲纖維制作，濾料顏色為白色，規(guī)格為GXF- LV-13/100，共1150束/臺，配帶SS316不銹鋼上下掛鉤。

（6）中間人孔改造。通過改造，使人孔內(nèi)表面與筒體內(nèi)表面平齊，改造完成后，需環(huán)氧防腐處理。

2 氣體浮動(dòng)盤式纖維過濾器原理

2.1 氣體浮動(dòng)盤式纖維過濾器的結(jié)構(gòu)

該纖維過濾器由過濾器罐體、內(nèi)部配件和外部管閥系統(tǒng)組成。內(nèi)部配件有纖維濾元、布?xì)庋b置、下孔板、玻璃鋼防堵孔板、上孔板、牽拉板、導(dǎo)向裝置等組成，其中，牽拉板和上孔板通過圍板連接在一起，組成纖維密度調(diào)節(jié)裝置。為保證纖維密度調(diào)節(jié)裝置能保持水平狀態(tài)上下移動(dòng)，配備了導(dǎo)向裝置。導(dǎo)向裝置由導(dǎo)向柱和滑輪組組成。

2.2 過濾原理

纖維過濾器在運(yùn)行時(shí)，水從上至下通過濾層。此時(shí)，在自身重力和水流沖擊力的作用下，纖維密度調(diào)節(jié)裝置向下運(yùn)動(dòng)，壓縮纖維濾元形成纖維過濾層。纖維被壓縮后，濾層沿水流動(dòng)方向的密度逐漸加大，相應(yīng)濾層孔隙直徑和孔隙率逐漸減小，實(shí)現(xiàn)了深層過濾。

當(dāng)濾層被污染需清洗時(shí)，清洗水和壓縮空氣從下至上通過濾層?？諝饨?jīng)過濾層后，聚集在纖維密度調(diào)節(jié)裝置中，由于浮力作用使纖維密度調(diào)節(jié)裝置浮起，纖維濾元伸展開并處于自由垂掛狀態(tài)，在壓縮空氣的作用下，使懸浮物從纖維濾料上脫落，隨反洗水排出，濾層得到徹底清洗。清洗結(jié)束后，纖維密度調(diào)節(jié)裝置上的排氣裝置自動(dòng)排出空氣，為下一周期運(yùn)行做好準(zhǔn)備。

3 氣體浮動(dòng)盤式纖維過濾器投運(yùn)

由于生產(chǎn)的連續(xù)性，纖維過濾器的改造分別依次進(jìn)行，2019年12月投入運(yùn)行，經(jīng)過半年多的運(yùn)行，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

3.1 投運(yùn)前清洗

由于纖維濾料有殘余的表面活性劑，首先，對過濾器充水，浸泡24h后用水氣聯(lián)合清洗45min。清洗水的強(qiáng)度是8L/m2·s，壓縮空氣的強(qiáng)度是60L/m2·s。清洗結(jié)束后，水洗5min投入試運(yùn)行。

3.2 投運(yùn)

在進(jìn)水濁度3-4NTU時(shí)，試運(yùn)行10min后測得出水濁度小于1NTU，設(shè)備投入正式運(yùn)行，運(yùn)行出力控制在76t/h。在檢測終點(diǎn)為1NTU條件下，纖維過濾器平均運(yùn)行周期為75h。

3.3 運(yùn)行結(jié)果

（1）改造后，過濾器運(yùn)行出水濁度?？刂七M(jìn)水流量為76t/h，監(jiān)測過濾器出水濁度，濁度大于1NTU為失效終點(diǎn)，改造后，過濾器在額定出力情況下，出水濁度小于1NTU，運(yùn)行周期大于70h。

（2）改造后，1#過濾器與沒改造2#過濾器運(yùn)行出水濁度對比。改造后，1#過濾器運(yùn)行流量是76t/h，沒改造2#過濾器運(yùn)行流量是39t/h（由于濾層阻力大，無法達(dá)到額定流量），過濾器出水濁度變化，沒改造的過濾器出水濁度很快超過1NTU，周期較短；改造后的過濾器出水濁度基本穩(wěn)定在1NTU以下，運(yùn)行周期70h以上。

（3）改造前后1#過濾器運(yùn)行進(jìn)出口壓差變化。在相同的清洗條件下，即反洗水強(qiáng)度是8L/m2·s，壓縮空氣的強(qiáng)度是60L/m2·s，清洗時(shí)間45min的情況下，對改造后的1#過濾器和沒改造的1#過濾器分別進(jìn)行清洗，清洗后投入運(yùn)行，過濾器進(jìn)出口壓差的變化，改造前1#過濾器由于清洗不徹底，開始運(yùn)行時(shí)濾層阻力降就達(dá)到了0.08～0.09MPa，濾層阻力降隨著運(yùn)行增加比較快；而改造后的1#過濾器清洗徹底，清潔濾層的阻力降能夠穩(wěn)定在0.025MPa左右，在整個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)阻力降保持在0.1MPa以下，符合設(shè)計(jì)要求。

（4）過濾器自用水耗量。過濾器沒有改造前平均運(yùn)行周期為16h，周期制水量為624t，并且大部分時(shí)間出水濁度不合格，清洗自用水量為57t，自用水耗是9.1%；改造后的平均運(yùn)行周期為75h，周期制水量為5700t，清洗自用水量為57t，自用水耗是1%。

4 結(jié)語

（1）過濾器改造后，出力達(dá)到76t/h額定流量，出水濁度能夠穩(wěn)定在1NTU以下，運(yùn)行效果良好。

（2）改造后，過濾器的清潔濾層阻力降穩(wěn)定在0.025MPa左右，說明過濾器布?xì)饩鶆?、纖維展開好，纖維濾層清洗比較徹底；過濾器運(yùn)行時(shí)，阻力降增加緩慢，始終在0.1MPa以下，說明纖維濾層壓縮比較均勻。這表明纖維密度調(diào)節(jié)裝置起到了很好的纖維密度調(diào)節(jié)作用。

（3）改造后，纖維過濾器的運(yùn)行周期可達(dá)到75h，周期制水量達(dá)到5700t以上，自用水耗僅為周期之水量的1%，減少了廢水排放。

（4）以上數(shù)據(jù)表明氣體浮動(dòng)式纖維過濾器的結(jié)構(gòu)比較合理，運(yùn)行效果好，維護(hù)量低。