盤式過濾器故障原因分析及處理

陳增潤

(中電投河南電力有限公司開封發電分公司，河南 開封 475002)

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盤式過濾器故障原因分析及處理

陳增潤

(中電投河南電力有限公司開封發電分公司，河南 開封 475002)

〔摘 要〕介紹了某電廠鍋爐補給水制水系統先后采用的盤式過濾器，闡述其結構、工作原理、典型故障原因及采取的有效措施，探討減少堵塞超濾膜及反滲透膜、增加清洗甚至酸洗超濾及反滲透設備的方法，總結盤式過濾器安全運行的經驗，提高了超濾和反滲透設備的可靠性，為其他電廠選擇過濾器提供了參考。

〔關鍵詞〕鍋爐補給水系統；盤式過濾器；盤片堵塞

0　概述

某電廠共5臺國產135/125 MW汽輪發電機，裝機容量為665 MW，鍋爐補給水制水系統過濾器采用2臺單臺設計流量為120 t/h的重力式無閥濾池。由于無閥濾池地基下沉嚴重，無閥濾池金屬桶體扭曲變形，且因水中有機物含量高，無閥濾池的濾料淤積板結嚴重(濾料污染)，水阻大、過水量小，遠遠未達到設計流量，已不能自動反洗。對無閥濾池采取人工強迫反洗方式，不但技術難度大，且耗水量大，單次反洗耗水量高達50 t/h，設備出力大幅度降低，影響鍋爐正常補給水制水。為保證機組正常運行和事故狀態下的補水，鍋爐補給水處理系統過濾器的更新換代迫在眉睫。

通過對在纖維式高效過濾器、雙濾料過濾器和盤式過濾器多方面調研比較，選擇了新技術的盤式過濾器，其原因在于：與前2種過濾器相比，盤式過濾器設備小巧、占地面積小，無需羅茨風機產生壓縮空氣來擦洗濾料，運行及檢修維護量小，精確過濾可達到50 μm，高效反洗且單臺反洗水流量僅為8 t/h，具有全自動運行、連續出水、使用壽命長等特點。

比較整機及部件結構設計特點、設備性能指標、設備供應業績、實際應用反饋意見等方面后，該電廠選擇了某公司采用以色列技術生產的DYY3-8-50盤式過濾器(見圖1)。該過濾器過濾精度為50 μm，出水濁度＜5 FTU，單臺出水流量為100-120 t/h，可滿足水處理制水需要，并且改善了離子交換運行條件，提高了出水水量和水質，降低了水處理的酸、堿耗。該電廠現采用2臺盤式過濾器(1運1備)，保證機組的可靠、連續供水，并已于2006年6月投運。

圖1　DYY3-8-50盤式過濾器

該電廠在2×600 MW機組擴建工程中，鍋爐補給水處理系統選擇了2套型號為3SK-4的盤式過濾器，過濾精度為100 μm，出水濁度＜5 FTU，單臺出水流量為120 t/h(見圖2)。每套制水系統配備1套過濾器，并于2009年5月投運。

圖2　3SK-4 盤式過濾器

1　盤式過濾器的工作原理及工作過程

盤式過濾器采用盤片式過濾機理，通過互相壓緊表面刻有溝紋的塑料盤片，實現表面過濾與深度過濾結合，完成過濾、反洗、自動切換、循環往復的工藝過程。

1.1盤片過濾原理

過濾盤片表面刻有細微溝紋，相鄰盤片溝紋走向角度不同，因而彼此形成許多溝紋交叉點。這些交叉點構成大量空腔和不規則通路，從而導致紊流與顆粒間的碰撞集聚，使其更容易在下一個交叉點被攔截。因此，某些顆粒雖會從最初的交叉點漏過，但最終會被后面的交叉點攔截。

當盤片之間的溝紋累積大量雜質后，過濾器裝置通過改變進出水流方向，自動打開壓緊的盤片，并噴射壓力水驅動盤片高速旋轉，通過壓力水的沖刷和旋轉的離心力，使盤片得到清洗。然后，改變進出水流方向，恢復初始的過濾狀態。

1.2過濾過程

彈簧力和壓蓋內外壓差形成的壓緊力將盤片緊緊地壓在一起，形成一個緊密的過濾元件，防止水中雜質穿透(原水進入過濾器并穿過過濾元件，水中懸浮雜質被攔截在盤片外部和盤片之間)。

1.3反洗過程

盤式過濾器的控制器發出信號，關閉進水，打開排污，此時經其他過濾單元過濾后的清水從相反方向進入反洗過濾器的出水口；橡膠錐斗的裙翼被水壓打開，水流只能進入3個反洗管；壓力水從安裝在反洗管上的噴嘴噴出，同時也進入活塞蓋，推動壓蓋向上，松開被其壓緊的盤片；沿切線方向噴射的水流驅動松開的盤片快速旋轉，同時沖走被攔截的雜質；反洗水攜帶沖刷下來的雜質，將其從排污口排走。

1.4控制器采用的控制方式

盤式過濾器控制器采用時間設置和壓差設置2種控制方式，可實現時間控制和壓差控制2種反洗狀態，控制靈活。

按照時間設置自動反洗：每個過濾頭反洗時間25 s，每2個濾頭間隔10 s進行反洗；按照差壓設置自動反洗：差壓設置為0.1 MPa，當進出水壓差達到0.1 MPa時，第1個濾頭延時，保證壓差穩定4 s后開始自動反洗。

2　典型故障及原因分析

2.1典型故障

2.1.1初次選用的盤式過濾器的典型故障

盤式過濾器自投運以來，一段時間后出水流量就會緩慢降低，通過正常反洗也不能恢復。因此，經常發生頻繁的自動反洗現象，大量反洗水被排掉，造成浪費，且反洗進一步降低了出水流量。當不能滿足水處理系統制水需要時，被迫開啟旁路門，水不經過濾就直接進入制水設備，致使制水設備再生頻率明顯增加，酸、堿耗增大。

2.1.2擴建工程選用的盤式過濾器的典型故障

與初次選用的盤式過濾器故障一樣，擴建工程選用的盤式過濾器出水流量下降后，通過正常反洗也不能恢復，導致頻繁自動反洗，造成浪費。當不能滿足水處理系統制水需要時，被迫開啟旁路門，水不經過濾就直接進入制水設備，堵塞污染超濾膜和反滲透膜，造成超濾膜和反滲透膜出力下降，被迫增加清洗超濾膜和酸洗反滲透膜的次數。

2.2原因分析

2套盤式過濾器的典型故障均為盤片堵塞，盤式過濾器通過正常反洗不能恢復。因此，只要能解決盤式過濾器盤片堵塞問題，就可最大限度地保證超濾膜和反滲透膜的可靠性。

經過分析，發現造成盤片堵塞引起設備出力下降的原因主要有：

(1)進水水質問題：澄清池、清水箱積存雜物未及時清理打撈，導致進水水質差，雜物堵塞盤片；

(2)新技術本身問題：2套4臺盤式過濾器全部發生出水流量下降過快現象，雖然盤式過濾器頻繁自動反洗，但出水流量仍然繼續下降，直到出水流量不能滿足水處理制水需要而退出運行；盤式過濾器是引進的新技術，但新技術也可能存在問題；

(3)盤片問題：盤片不合格造成盤片易堵塞；

(4)反洗問題：盤式過濾器正常反洗后，其出水流量仍不能滿足水處理制水需要，反洗后效果不佳，存在反洗周期和反洗時間設置不合理的問題。

3　 采取的措施

3.1保證盤式過濾器進水水質合格

清理澄清池和清水箱內積存的雜物，修補澄清池集水槽和斜管，督促運行人員按時打撈澄清池上部的漂浮雜物，保證盤式過濾器進水水質合格。

3.2解決新技術可能存在的技術問題

加強與廠家的聯系與溝通，盡快解決盤式過濾器設備本身可能存在的技術問題。

3.3確定反洗程序和反洗周期

根據制水需要，同時啟用盤式過濾器的壓差反洗和時間反洗，采取保持盤式過濾器壓差反洗，逐步延長時間反洗的反洗周期。經過多次調整和實驗后，最終確定時間反洗的反洗周期。這樣既保證了反洗效果，滿足水處理制水需要，又減少了頻繁自動反洗現象，達到了提高預處理設備出力，保證機組正常運行、事故狀態下用水，降低預處理設備水耗及減少廢水排放的目的。

3.4解決盤片質量問題

為解決盤片質量問題，該電廠積極與廠家聯系，最終達成解決方案：廠家清洗盤片。若清洗后仍未達到設計流量，應及時更換盤片，直到達到設計流量。2007年6-10月，廠家對盤片進行了3次清洗、2次更換，但仍未達到設計流量；待更換最新生產的盤片后，盤式過濾器達到了設計流量要求。

3.5解決堵塞盤片去垢問題

廠家規定：去垢用鹽酸浸泡盤片，再用清水清洗至合格。將盤片用鹽酸罐中的鹽酸浸泡24 h后，清理效果不佳；將盤片用化驗室的純鹽酸反復試驗(按不同濃度、不同浸泡時間)，效果還是不佳；用牙刷一片一片清理，效果也不佳。將盤片用檸檬酸浸泡后，盤片上的大部分硬垢脫落；用清水沖洗和刷子清理后，盤片上殘余的污垢全部被清除干凈。

采用檸檬酸浸泡清除盤片堵塞雜物后，在其他原因解決前，2套4臺盤式過濾器每臺均備用1套盤片。當盤式過濾器出水流量減小到不能滿足制水需要或進出口壓差達到規定值后，通過更換清洗好的備用盤片，保證制水需要，并將臟污的盤片浸泡清洗干凈備用。

3.6按正確步驟拆裝和清洗盤片

(1)擰開過濾芯上壓蓋，拆去芯上壓蓋。

(2)撤去臟污盤片組，置于檸檬酸液中浸泡、清洗。清洗時，為防止盤片遺失，可用繩子將每組盤片栓起來。盤片一般浸泡48 h，根據盤片臟污程度中間需要換酸液1-2次，臟污嚴重時可適當增加檸檬酸濃度。除去全部異物后，用清水將盤片組清洗干凈，在室內避光懸掛晾干后備用。

(3)將備用盤片分組重新裝在過濾芯支架上，安裝芯上壓蓋，上緊過濾芯上壓蓋。更換1臺盤式過濾器盤片，2名工人一般需要1.5-2 h，利用鍋爐補給水制水設備停運間隙即可完成更換工作。

4　 結束語

由于盤式過濾器具有設備小巧、占地面積小、運行及檢修維護量小、過濾精確高、反洗用水少、使用壽命長等優點，已被越來越多的電廠鍋爐補給水制水系統采用。通過落實上述措施，既能保證鍋爐補給水制水系統設備出力、滿足機組正常運行和事故狀態下用水，又能夠降低設備水耗，減輕運行人員的勞動強度，降低運行及檢修工作量，減少酸洗設備次數和費用，減少廢水排放，保證制水系統連續制水，提高機組的安全和經濟性。

參考文獻：

1 劉志勇.電廠化學設備檢修[M].北京：中國電力出版社，2004.

陳增潤(1962-)，男，工程師，主要從事電廠鍋爐補給水、工業廢水等系統的設備維護、改造工作，email：hnkf007@126.com。

作者簡介：

收稿日期：2015-08-12；修回日期：2015-11-11。