SPIN KLIN疊片式過濾器增強抗沖擊能力改造

陶衛(wèi)君

(中國石油克拉瑪依石化有限責(zé)任公司，新疆克拉瑪依 834003)

0 前言

與機械式、纖維式過濾器相比，疊片式過濾器有占地面積小、投資少、反洗用水率低、自動化程度高、運行費用低等優(yōu)點[1,2]?？死斠朗緹犭姀S500 t/h除鹽水處理裝置的過濾單元，采用以色列ARKAL公司的SPIN KLIN疊片式過濾器。該過濾器自投運以來，運行效果總體較好，但是疊片式過濾器的抗沖擊性能相對較差，尤其是遇到新水突然中斷后，再次恢復(fù)供水時管道內(nèi)的雜質(zhì)極易導(dǎo)致疊片過濾器嚴重污堵，影響除鹽水處理裝置的安全運行，因此亟需通過改造增強疊片式過濾器的抗沖擊性能。

1 疊片式過濾器基本情況

1.1 疊片式過濾器原理

ARKAL公司是疊片過濾技術(shù)的創(chuàng)始者。疊片式過濾器的工作原理如下：薄薄的塑料疊片兩邊刻有大量一定微米級的溝槽，一串同種模式的疊片疊壓在特別設(shè)計的內(nèi)撐上，通過彈簧和液體壓力壓緊時，疊片之間的溝槽交叉，從而制造出擁有一系列獨特過濾通道的深層過濾單元。將這個過濾單元裝在一個耐壓、耐腐蝕的濾筒中，形成過濾器。

熱電廠選用的ARKAL公司的第二代SPIN KLIN疊片式全自動反沖洗過濾器，強化了疊片式過濾器的優(yōu)點。與普通疊片式過濾器的最大不同之處是，它采用專利設(shè)計的內(nèi)撐組件，一體式內(nèi)撐上有1組彈簧、1組疊片、1個活塞、1組隔膜以及3組反沖噴嘴，配合其他控制系統(tǒng)共同作用達到高效過濾和完全反沖的功效[3]。

過濾時，原水從外面通過疊片，在彈簧力和水的作用下疊片被緊緊地壓在一起，雜質(zhì)顆粒被截留在疊片交叉點，經(jīng)過過濾后的水流出過濾器。當過濾進程達到預(yù)定時間或過濾進出口壓差達到預(yù)設(shè)值時，過濾器自動進入反清洗狀態(tài)，此時反沖洗閥門使水流逆轉(zhuǎn)，骨架中的活塞升起，疊片被放松，來自其他過濾單元的水沿骨架中心噴嘴切向噴出，疊片在水的作用下高速旋轉(zhuǎn)，將附著在疊片表面的污物沖洗干凈，并經(jīng)由排放口排出過濾器（圖1）。

1.2 疊片式過濾器選型

根據(jù)熱電廠原水水質(zhì)情況，結(jié)合SPIN KLIN疊片式過濾器疊片的大小及每種疊片的過濾等級，選用疊片大小為3英寸、過濾器等級為55 μm（可過濾水中＞55 μm的顆粒雜質(zhì)）。每套過濾器是由9個獨立并列的濾筒組成，每個濾筒出力20 t/h，每套過濾器處理能力為180 t/h（圖2）。

圖1 過濾狀態(tài)

圖2 3英寸疊片和濾過器

2 改造前疊片過濾器存在的問題

原水過濾是除鹽水制水工藝流程中的重要工序，目的是攔截原水中的懸浮物等雜質(zhì)，降低原水濁度，避免離子交換樹脂受污染，進而影響離子交換效率。改造前SPIN KLIN疊片過濾器500 t/h除鹽水處理工藝流程如圖3所示。

圖3 改造前除鹽水處理工藝流程

但是，SPIN KLIN疊片過濾器抗新水水質(zhì)沖擊性能較差，在每年春秋季水質(zhì)差時，過濾器內(nèi)的疊片經(jīng)常污堵，導(dǎo)致過濾器反洗頻繁。特別是新水中斷后再次恢復(fù)供水時，更易發(fā)生嚴重污堵情況，必須將疊片取出清洗干凈后，再將疊片裝回，過濾器才能正常工作。這一過程一般要耗費3～4 h，嚴重影響水處理裝置的正常運行。

3 SPIN KLIN疊片過濾器改造方案

3.1 改造思路

經(jīng)過向相關(guān)技術(shù)人員咨詢，分析認為解決該問題的有效辦法是在生水管道上加裝1臺網(wǎng)式過濾器。網(wǎng)式過濾器可以有效攔截原水中的懸浮物等雜質(zhì)，尤其是水源異常波動時能有效攔截原水中夾帶的管壁銹垢，減輕對疊片過濾器的沖擊。

根據(jù)新水水質(zhì)、SPIN KLIN疊片過濾器對水質(zhì)要求、工況流量、新水管道管徑大小等實際情況，選擇以色列YAMIT E.L.I公司的AR-800系列水力驅(qū)動全自動網(wǎng)式過濾器。該產(chǎn)品有處理水量大（單臺最大處理流量可達1700 m3/h）、過濾面積大、效果好、節(jié)約水、電及人工等優(yōu)點。選用的AF-816PR線上型全自動網(wǎng)式過濾器，過濾精度100 μm，設(shè)備總過濾表面積≥12 990 cm2，進出口管徑為 16英寸（DN400），過濾流量為 1000～1700 m3/h。

3.2 AF-816PR全自動網(wǎng)式過濾器原理（圖4、圖5）

圖4 AF-816PR全自動網(wǎng)式過濾器結(jié)構(gòu)

圖5 AF-816PR全自動網(wǎng)式過濾器流程

水由入水口進入，首先經(jīng)過粗濾網(wǎng)濾掉較大顆粒雜質(zhì)，然后到達細濾網(wǎng)。過濾時，細濾網(wǎng)內(nèi)側(cè)逐漸形成雜質(zhì)層，細濾網(wǎng)的內(nèi)、外兩側(cè)就形成了壓差（ΔP）。當壓差達到預(yù)設(shè)值時，過濾器開始不斷流自動清洗：排污閥打開，由液壓活塞釋放壓力并將水排出；液壓馬達室及吸污管內(nèi)的壓力大幅下降，由此通過吸嘴及液壓馬達室外端產(chǎn)生吸污過程。當水流經(jīng)液壓馬達時，帶動吸污管軸向運動并旋轉(zhuǎn)，逐漸將污水排出。軸向運動與旋轉(zhuǎn)運動的結(jié)合還可以將整個濾網(wǎng)內(nèi)表面清洗干凈。排污閥在沖洗結(jié)束時關(guān)閉，增加的水壓會使液壓活塞回到其初始位置，過濾器開始準備下一個沖洗周期。整個沖洗過程只需10 s。

3.3 全自動網(wǎng)式過濾器集成柜的設(shè)計與安裝

由于熱電廠處于西北地區(qū)，冬季室外溫度極低，全自動網(wǎng)式過濾器的反洗控制器等儀表設(shè)備無法正常工作，因此將這些儀表、設(shè)備集成到一個室外防凍型集成柜內(nèi)（圖6）。該柜的柜體為保溫結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)1套全自動過濾器、3臺DN400 mm手動蝶閥切換裝置、DN400 mm旁路進出水接管、DN100 mm排污管等。過濾器在柜內(nèi)為水平安裝，反沖洗閥排水均由集水管道排至柜外。冬季柜內(nèi)由暖氣采暖，網(wǎng)式過濾器及柜內(nèi)管道表面無需伴熱和保溫包裹，以方便DN400 mm手動蝶閥、反沖洗閥等組件維護。

2015年全廠大檢修期間，對500 t/h除鹽水處理裝置SPIN KLIN疊片式過濾器進行了增強抗沖擊性能改造，在生水管道上加裝1臺AF-816PR全自動網(wǎng)式過濾器。改造后除鹽水處理工藝流程如圖7所示，圖中虛線框內(nèi)為改造新增設(shè)備。

圖6 防凍型過濾器集成柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)

圖7 改造后除鹽水處理工藝流程

4 改造后效果

2015年7月AF-816PR線上型全自動網(wǎng)式過濾器投入運行，500 t/h除鹽水處理裝置經(jīng)歷了2015年秋季和2016年春季、秋季3次新水水質(zhì)季節(jié)性波動，以及2016年1次新水水源中斷的考驗。在此期間，SPIN KLIN疊片過濾器未發(fā)生污堵事故，疊片過濾器反洗頻繁的現(xiàn)象也比以前大大減少，說明此次改造增強了SPIN KLIN疊片過濾器的抗沖擊性能，效果明顯，有利于500 t/h除鹽水處理裝置的安全運行。

［1］劉廣容，葉春松，鄧迎春，等.兩種疊片式過濾器的工藝性能比較試驗［J].工業(yè)水處理，2008，28（7）：27-29.

［2］林和坤，周珩.盤片式過濾器的原理及使用方法［J］.工業(yè)用水與廢水，2002，33（3）：44-47.

［3］以色列阿科過濾器有限公司.阿科過濾器用戶使用手冊［Z］．