折疊式大流量濾元清洗試驗及應用

王軍昌 屈朝霞 張麗格

0 引言

折疊式大流量濾元在電廠應用越來越廣泛，主要用于高速混床前作為除鐵器，也有用于空冷機組作為精處理。我廠精處理前置過濾器采用PALL 公司過濾器，濾元采用大流量折疊式濾元。大流量濾元是一種內壓式折疊濾元。每臺過濾器安裝24 支濾元，運行方式是間歇式運行，主要是除去凝結水系統中的鐵屑等懸浮類雜質，保護后面的高混樹脂不受鐵污染，同時防止給水系統沉積鐵垢。

由于使用大流量濾元的除鐵過濾器設計上不能反洗，因此一旦過濾器運行阻力較大時，很多電廠采取更換濾元的措施，給電廠帶來動輒數十萬元的額外運行成本。還有些電廠為了節省這筆費用，錯誤地使過濾器處理部分流量的凝結水，進而降低過濾器壓差，延長大流量濾元的使用壽命。但是這樣致使大量的鐵腐蝕產物進入后續處理系統，給機組帶來鐵腐蝕隱患。

1 出現的問題及分析

1.1 正常運行分析

河津發電分公司精處理前置過濾器于2010 年10月份開始投入運行。正常運行時，過濾器運行效果比較好，尤其是在機組啟動過程中，無論過濾器進水鐵含量如何變化，其出水水質中鐵含量保持穩定，基本穩定在50 μg/L 以下，運行除鐵率可達90%，其壓差穩定在0.01 MPa 左右，完全能夠滿足機組啟動時給水水質要求。

1.2 現場出現的問題

2012 年兩臺機組的前置過濾器均出現了運行問題：①過濾器進出口壓差逐漸增大，達到了失效值0.17 MPa；②過濾器出水的鐵含量逐漸增大，過濾器進出水鐵含量已經平衡，甚至出現了出水鐵含量大于進水鐵含量問題，過濾器失去了除鐵功能。機組大修后啟動過程中，精處理前置過濾器達到失效值時壓差和進出水鐵含量趨勢見圖1、圖2。

圖1 失效時進出口壓差變化趨勢

圖2 失效時進出水鐵含量變化趨勢

1.3 問題分析

主要原因是濾元受到嚴重污染。前置過濾器的主要目的是除去水質中的鐵屑等雜質。尤其是機組啟動過程，凝結水中的鐵含量最高可達1 000 μg/L 左右，但經過濾器后約90%的雜質被截留，出水水質得到保證。過濾器濾元長期運行后，濾元上面截留了大量的雜質，本身受到污染，逐漸失去了除鐵功能。第2頁圖3、圖4 是拆卸下來的失效濾元和內部截留的污染物。由此可見，濾元受到污染后，表面顏色變成黃色，西安熱工院對濾元內部污染物進行了成分化驗分析，主要是鐵腐蝕產物和少量的懸浮雜質。

圖3 失效濾元表面

圖4 內部截留的雜質

2 采取的措施

河津發電廠過濾器出現運行壓差大的問題后，從安全和節能降耗兩方面考慮，決定采用化學清洗的方法恢復其除鐵功能。

2013 年將前置過濾器濾元拆卸下來送到西安熱工院清洗。濾元清洗在室內完成即離線清洗。清洗時將濾元放進清洗槽內逐個清洗。和在線清洗相比，其優點是便于控制清洗參數，不會給濾元帶來二次污染。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、化學浸泡、化學循環清洗、水力沖洗和濾元保存5 個步驟。

2.1 表面污染物的沖洗

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

2.2 化學浸泡

首先將待清洗的濾元整齊地放入不銹鋼清洗槽內，根據濾元浸泡液配方，利用專用的加藥平臺將清洗劑溶解，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

利用清洗機的射流作用對浸泡好的濾元逐根進行清洗。根據濾元污染程度的不同調整清洗機的流量、壓力、清洗角度等參數，以達到最優的清洗效果。

2.4 水力沖洗

經過物理清洗后，濾元表面和內部濾布上的大部分污染物可隨清洗藥液從濾布上分離。利用清水將整個清洗系統沖洗一遍，用清洗機再將物理清洗后的濾元進行最后的水力沖洗。當清洗液pH 值呈中性后，表明系統內剩余的未完全反應的清洗藥液已經沖洗干凈，停運清洗機，此次化學清洗完成。

2.5 濾元保存

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

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

3 應用效果

濾元清洗于2013 年5 月實施，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，評價濾元清洗效果最重要的運行指標為濾元質量和投運后的過濾器壓差。

3.1 濾元質量

熱工院對清洗前后的濾元在25℃室溫下晾干后分別進行了稱重（見表1）。

表1 濾元清洗前后質量對比

如表1 所示，濾元經過清洗后，每支質量平均減少5.7 kg，清洗效果十分顯著。

3.2 過濾器投運壓差

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

4 效益分析

本次濾元清洗的經濟效益主要體現在節省濾元更換成本和混床運行成本兩方面。

4.1 節省濾元更換成本

大流量濾元為進口產品，更換一臺將近30 萬元，而采用西安熱工院的離線清洗技術后可為電廠節省20 多萬元的材料成本。

4.2 節省運行成本

若濾元在污染狀態下繼續使用，由于前置過濾器壓差過大旁路運行，致使混床樹脂鐵污染風險加大，導致樹脂補充量加大、運行周期縮短、再生酸堿耗增大等問題，每年增加10 多萬元的運行成本，使系統運行的經濟性下降。

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

5 結語

河津電廠采用濾元離線清洗技術，獲得了顯著節能、降耗、減排效果，具有良好的社會效益、經濟效益和環境效益，意義十分重大。