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(shè)備現(xiàn)狀

在循環(huán)水工藝系統(tǒng)中，管道過濾器已成為提高出水水質(zhì)、維持系統(tǒng)穩(wěn)定的必不可少的工藝設(shè)備之一。寶鋼廠區(qū)內(nèi)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(shè)置在送水泵出口前的位置，用于過濾開路系統(tǒng)中的大顆粒雜質(zhì)，進一步提高系統(tǒng)的送水水質(zhì)。

某循環(huán)水作業(yè)區(qū)清污循環(huán)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(tài)下，系統(tǒng)中常常發(fā)生過濾器堵塞的現(xiàn)象。其中，污循環(huán)系統(tǒng)過濾器的堵塞現(xiàn)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(xiàn)象，重則將影響生產(chǎn)方的正常生產(chǎn)!

目前，作業(yè)區(qū)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(chǎn)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(zhì)合格、維持生產(chǎn)穩(wěn)定無疑是一次巨大的挑戰(zhàn)。因而，在不影響系統(tǒng)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(wù)之急！

2 工藝簡介

如圖1，過濾器進口和出口處分別設(shè)有進出口手動閥，正常狀態(tài)下保持全開狀態(tài)；在過濾器進口和出口管道之間設(shè)有旁路，并配至一個旁通閥，以便設(shè)備檢修狀態(tài)下維持送水暢通，正常狀態(tài)下為全關(guān)；過濾器下部設(shè)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(shè)有圓形內(nèi)膽，為一定目數(shù)的過濾介質(zhì)。

圖1 自清洗過濾器結(jié)構(gòu)圖

2.1 運行

進口閥——開；出口閥——開；旁通閥——關(guān)；反洗閥——關(guān)；排放閥——關(guān)。

如圖2，箭頭為正常運行狀態(tài)下的水流走向。二次噴淋系統(tǒng)中1100 m3/h的水經(jīng)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(jīng)過內(nèi)膽壁的滲透作用，對水中雜質(zhì)進行過濾和凈化，再由上部經(jīng)出口閥流出，直接送入生產(chǎn)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(nèi)部走勢圖

2.2 反洗

反洗閥——開；進口閥——開；出口閥——開；旁通閥——關(guān)；排放閥——關(guān)。

如圖3，反洗用以去除截留在內(nèi)膽壁上的雜質(zhì)，在正常供水狀態(tài)下進行。

圖3 反洗中水流內(nèi)部走勢圖

過濾器內(nèi)部反洗閥與外界聯(lián)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(zhuǎn)，所到之處的水流對其表面產(chǎn)生一個負壓，使附著于內(nèi)膽壁上的雜質(zhì)受到?jīng)_擊，通過中空板吸入反洗排污管道去除。由于與外界聯(lián)通，反洗時，送水流量和壓力略有下降，但無深入影響。反洗結(jié)束后，關(guān)閉反洗閥，水量壓力恢復正常。

運行中雜質(zhì)受力分析如下：

雜質(zhì)被截留在內(nèi)膽壁上，故水平方向上受到的合力為0，得到P合=P內(nèi)=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(lián)通，故內(nèi)膽內(nèi)部壓力即為大氣壓，得到對雜質(zhì)所產(chǎn)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(zhuǎn)一周為基準，約耗時5 min。某循環(huán)水將反洗頻率設(shè)定為每8 h反洗一次。

3 技術(shù)方案

通過對現(xiàn)場的勘查、對水質(zhì)的研究、和開蓋清洗作業(yè)時的跟蹤發(fā)現(xiàn)，內(nèi)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(zhì)、油份等。圖4為前期自清洗過濾器開蓋后的內(nèi)部情況圖。

圖4 自清洗過濾器內(nèi)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(chǎn)生老化和破碎的現(xiàn)象，并隨水流流入直送泵和過濾器中，造成堵塞現(xiàn)象。且由于填料碎片較薄，易鑲嵌于內(nèi)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(xiàn)場的調(diào)查過程中，發(fā)現(xiàn)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(diào)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(shè)定的旋轉(zhuǎn)1周延長至3周，以此增加中空板縫隙對內(nèi)膽每一部位的吸附時間。經(jīng)試驗，反洗管路中無填料碎片帶出。

3.2 調(diào)整反洗頻

在延長反洗時間的基礎(chǔ)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(nèi)膽壁的內(nèi)外壓差達到ΔP=0.2 MPa時進行人工反洗。

在現(xiàn)場操作過程中發(fā)現(xiàn)，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(tǒng)結(jié)構(gòu)的研究,見圖5，我們發(fā)現(xiàn)，為緊急情況所設(shè)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(nèi)部走勢圖

步驟一 反沖洗

進口閥——關(guān)；旁通閥——開；出口閥——開；排放閥——開；反洗閥——關(guān)。

進口閥關(guān)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(jīng)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(nèi)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(lián)通，故內(nèi)膽內(nèi)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(chǎn)生的反壓。雜質(zhì)的反沖洗強度有所增強，有助于雜質(zhì)的去除。

步驟二 反洗

進口閥——開；出口閥——開；反洗閥——開；旁通閥——關(guān)；排放閥——關(guān)。

將過濾器調(diào)整到正常反洗狀態(tài)。經(jīng)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(yīng)用效果

在對某循環(huán)水二次噴淋水的管道過濾器進行如法操作后，發(fā)現(xiàn)過濾器內(nèi)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(jiān)控畫面中得到的各項參數(shù)，也恢復到了堵塞前的正常水平。通過旁通閥，從內(nèi)膽壁外部對其產(chǎn)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(zhì)，并保證系統(tǒng)的正常送水情況。過濾器反洗后的內(nèi)部效果圖如圖7。

圖7 反沖洗后的內(nèi)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(jié)奏的生產(chǎn)模式。旁通反沖洗的方法顯著改善了管道過濾器的狀態(tài)，同時滿足了用戶的生產(chǎn)需求。

表1 反洗方案效果對比

4 結(jié)束語

如何能夠更好的服務(wù)主體、滿足用戶生產(chǎn)需求，應(yīng)成為水處理方努力的方向。本著這樣的原則，我們對生產(chǎn)中所遇到的問題進行深入剖析，力爭不影響生產(chǎn)，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(chǎn)生，并取得了良好的效果。