干熄焦循環(huán)冷卻水過(guò)濾器故障分析及解決辦法

　　干熄焦循環(huán)冷卻水在運(yùn)行中因水蒸汽的蒸發(fā), 使循環(huán)水不斷濃縮,原來(lái)補(bǔ)充水中的濁度(即水中 的懸浮物)也隨著循環(huán)冷卻水不斷地濃縮而上升、 廠區(qū)環(huán)境中的粉塵同時(shí)不斷落入冷水塔和水池中, 這也是懸浮物的重要來(lái)源。我國(guó)《工業(yè)循環(huán)冷卻水 處理設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]要求循環(huán)冷卻水濁度不大于20 NTU,現(xiàn)在看來(lái)已經(jīng)是上世紀(jì)低水平的要求標(biāo)準(zhǔn),而 美國(guó)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求工業(yè)循環(huán)冷卻水濁度不大于5 NTU;經(jīng)過(guò)澄清池混凝處理的補(bǔ)充水在進(jìn)入工業(yè)循 環(huán)冷卻水池前因?yàn)闈岫容^高,也應(yīng)進(jìn)行過(guò)濾處理,借 以提高補(bǔ)充水的質(zhì)量[2]。在循環(huán)冷卻水泵房設(shè)有 旁濾過(guò)濾器對(duì)循環(huán)冷卻水和補(bǔ)充新水連續(xù)過(guò)濾,作 為降低循環(huán)冷卻水中懸浮物的有效方法。

　1、過(guò)濾原理及有關(guān)知識(shí)　　1. 1　過(guò)濾原理　　(1)由于濾料層表面的攔阻,濾料層表面有篩分作用　　(2)吸附:濾料顆粒表面吸附了水中微小的顆粒(懸浮物);　　(3)架橋:濾料截留下來(lái)的懸浮物在濾料顆粒表面發(fā)生彼此重疊和架橋的過(guò)程,因此形成了一層附加的濾膜。　　1. 2　水頭損失　　1. 2. 1　過(guò)濾過(guò)程中的水頭損失　　過(guò)濾器在運(yùn)行中效果的好壞,可以用測(cè)量出水的 濁度監(jiān)督。但是,這個(gè)指標(biāo)不能表示過(guò)濾的進(jìn)展情 況,所以在運(yùn)行中實(shí)際監(jiān)督的指標(biāo)是水流通過(guò)濾層的 壓力降(又叫水頭損失)。當(dāng)循環(huán)冷卻水的壓力降達(dá) 到允許值的50%左右,就應(yīng)停止運(yùn)行,進(jìn)行反洗。　　1. 2. 2　影響水頭損失的因素　　水流通過(guò)濾層的水頭損失源于水流和濾料間的 摩擦阻力及水的內(nèi)摩擦,即黏度。所以,影響水頭損 失大小的因素如下:①溫度。當(dāng)溫度升高時(shí),水的黏 度減小,水頭損失下降;②濾速。水頭損失與濾速成 正比;③濾料顆粒粒徑。隨著濾料顆粒粒徑減小,水 頭損失急劇增大;④濾層污染程度。隨著濾層中污 物的積累,濾層中水流通道縮小,水頭損失便增大。　　1. 3　濾料　　用作濾料的物質(zhì),應(yīng)具備以下條件:化學(xué)性能穩(wěn) 定,不影響出水水質(zhì);機(jī)械強(qiáng)度好,使用中不碎裂;粒 度適當(dāng)。此外,還應(yīng)當(dāng)價(jià)廉,便于取材。常用的濾料 為石英砂、無(wú)煙煤、大理石等。　　干熄焦循環(huán)冷卻水旁濾過(guò)濾器為雙層濾料過(guò)濾 器的結(jié)構(gòu),與普通過(guò)濾器相同,只是在濾床上分層安 放2種不同的濾料,如圖1所示。

　　上層為相對(duì)密度小、粒徑大的濾料,下層為相對(duì) 密度大、粒徑小的濾料,通常采用的是上層無(wú)煙煤, 下層石英砂。　　濾料顆粒層呈上大下小的狀態(tài)對(duì)過(guò)濾過(guò)程很有 利,因?yàn)檫M(jìn)水由上部送入時(shí),首先遇到的是顆粒較大 的無(wú)煙煤濾料,過(guò)濾作用可以深入到濾層中,發(fā)生滲 透過(guò)濾作用。下層較小顆粒的石英砂也能截取一部 份泥渣,起到保證出水水質(zhì)的作用。　　雙層濾料能否良好地運(yùn)行,煤砂粒度的選擇是關(guān) 鍵問(wèn)題。這必須做到反洗時(shí)煤砂分層良好,否則小顆 粒砂子混在大顆粒煤粒中,有可能使慮層中的孔隙比 單純用砂粒的還小,不利于過(guò)濾。但是,要它們完全 不混合也是很難做到的,因?yàn)檫@些顆粒是不規(guī)則的, 一般認(rèn)為如果混雜層厚度只有5~10 cm就可以。　2、運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方法　　2. 1　濾料板結(jié)　　2008年7月,在2#干熄焦年修時(shí)檢查發(fā)現(xiàn)循環(huán) 冷卻水旁濾過(guò)濾器的濾料出現(xiàn)板結(jié)現(xiàn)象。檢查時(shí), 無(wú)煙煤已被污泥黏結(jié)成塊,需要更換濾料。濾料板 結(jié)的原因是設(shè)備的儀表配置不全,缺少應(yīng)該安裝的 壓力表、流量表,致使運(yùn)行人員無(wú)法判斷過(guò)濾器何時(shí) 運(yùn)行失效,何時(shí)應(yīng)該進(jìn)行反沖洗。　　2. 2　解決方法　　2. 2. 1　過(guò)濾器的運(yùn)行　　過(guò)濾運(yùn)行呈循環(huán)狀,是由過(guò)濾、反洗和正洗3個(gè) 步驟組成一個(gè)周期。當(dāng)粒狀濾料工作到濾層中截留 有多量泥渣時(shí),為了恢復(fù)它的過(guò)濾能力,需要將濾料 進(jìn)行反沖洗。反沖洗的第一步是用反向水流由下向 上通過(guò)濾層,將濾層中截留下來(lái)的泥渣和因?yàn)V料顆 粒碎裂而生成的粉末沖走。第二步是按與過(guò)濾運(yùn)行 相同的方向通水,只是將不合格的水排出,這稱為正 洗。待正洗至出水合格時(shí),便可重新投入過(guò)濾運(yùn)行。　　2. 2. 2　過(guò)濾效果　　過(guò)濾器的運(yùn)行效果,通常由2個(gè)方面來(lái)評(píng)價(jià):① 出水水質(zhì),也就是水中殘留懸浮物的多少;②濾層的 截污能力。　　濾層的截污能力又稱泥渣容量,它可以按每平 方米過(guò)濾面積或每立方米濾料所能除去泥渣的質(zhì)量 來(lái)表示。對(duì)于一定的進(jìn)水水質(zhì),此量實(shí)質(zhì)上體現(xiàn)了 一個(gè)周期中濾層處理的水量。　　2. 2. 3　濾速　　濾速通常表示根據(jù)過(guò)濾器中沒(méi)有濾料的假設(shè)條 件下算出來(lái)的,如下式:　　u =Q /S　　式中:u———濾速,m/h;　　Q———過(guò)濾器的出力,m3/h;　　S———過(guò)濾器的截面積,m2。　　此種流速可稱為空塔流速,是表示濾池中水流 快慢的一種相對(duì)數(shù)據(jù)。過(guò)濾器的濾速不宜過(guò)慢或過(guò) 快。濾速過(guò)慢意味著過(guò)濾器的出力減小。濾速太快 會(huì)使出水水質(zhì)下降,運(yùn)行時(shí)的水頭損失加大,過(guò)濾周 期縮短。在過(guò)濾的介質(zhì)是經(jīng)過(guò)混凝和澄清處理的補(bǔ) 充水時(shí),濾速一般為12~18 m/h。過(guò)濾循環(huán)冷卻水 的流速控制多大合適,要經(jīng)過(guò)運(yùn)行調(diào)試確定。　　2. 2. 4　過(guò)濾器的反洗及反洗強(qiáng)度　　當(dāng)濾池運(yùn)行到水頭損失達(dá)到一定數(shù)值時(shí),就應(yīng) 停用,進(jìn)行反沖洗。過(guò)濾器不能運(yùn)行到水頭損失過(guò) 大的原因?yàn)?水頭損失很大時(shí),過(guò)濾操作必須增大水 流壓力,這樣易造成濾層破裂(即在濾層的個(gè)別部 位有裂紋)。這樣,大量水流從裂紋處穿過(guò),出現(xiàn)偏 流現(xiàn)象,會(huì)造成濾料結(jié)塊等不良后果。　　反洗水流速度的大小可用“反洗強(qiáng)度”來(lái)表示, 通常按每秒鐘內(nèi)流過(guò)每平方米過(guò)濾截面的反洗水量 (升)來(lái)表示[3]。反洗強(qiáng)度應(yīng)該適當(dāng),做到使濾層充 分松動(dòng),能夠發(fā)生顆粒間相互碰撞和摩擦,并使顆粒 受到水流的沖刷作用。反洗強(qiáng)度還應(yīng)控制到使泥渣 和微小的濾料碎末能被沖走,但正常的濾料顆粒不 會(huì)帶走。　　反洗時(shí),濾料受水流的作用,開始松動(dòng),體積膨 脹,濾料上表面升高,這種上升的高度與原濾料層高 度的比稱為反洗的膨脹率。經(jīng)驗(yàn)表明,濾料上表面 升至過(guò)濾器上部監(jiān)視孔中間,而且高度穩(wěn)定時(shí),其水 流流量(m3/h)可作為應(yīng)控制的反洗強(qiáng)度。在過(guò)濾 器設(shè)有壓縮空氣的反沖洗操作,可在過(guò)濾器停止運(yùn) 行后,將過(guò)濾器內(nèi)的水排放到濾層的上緣為止(可 由過(guò)濾器的監(jiān)視孔中流水情況來(lái)判斷),然后送入壓縮空氣,吹洗3~5 min后,在繼續(xù)供給壓縮空氣的 情況下,向過(guò)濾器內(nèi)送入反洗水,其強(qiáng)度應(yīng)使濾層膨脹10% ~15%。反洗水送入2~3 min,停止送空氣,繼續(xù)用水反洗2~4min,此時(shí)反洗水的強(qiáng)度應(yīng)使 濾層膨脹率約達(dá)40% ~50%。最后,用水正洗直至 出水合格,方可開始正式投入過(guò)濾運(yùn)行。　　2. 3　當(dāng)前的運(yùn)行操作　　由于原設(shè)備儀表不全,給運(yùn)行人員的操作造成很大困難,為了不影響正常的生產(chǎn)運(yùn)行,只好采取以下措施:　　(1)每周反洗2次過(guò)濾器;　　(2)反洗通壓縮空氣和反洗水時(shí),閥門應(yīng)由小 到大,逐漸開啟,避免一次開到最大;　　(3)反洗時(shí)要不斷取水樣,觀察有無(wú)大顆粒濾 料被水流帶出,如有大顆粒濾料被水流帶出,說(shuō)明反 洗強(qiáng)度過(guò)大,立即關(guān)小閥門,降低流量;　　(4)反洗時(shí),要經(jīng)常(約10 min)取水樣觀察反 洗水的濁度,當(dāng)濁度穩(wěn)定時(shí)(約1. 2~1. 8 h),可停止反洗;　　(5)設(shè)計(jì)時(shí)無(wú)正洗管路,不能進(jìn)行正洗。反洗 停止后,靜止5 min,可投入運(yùn)行。　3、改進(jìn)后的效果　　經(jīng)過(guò)對(duì)旁濾過(guò)濾器運(yùn)行的初步調(diào)試運(yùn)行, 9月 份1#、2#干熄焦?fàn)t循環(huán)冷卻水的濁度明顯下降,循環(huán) 冷卻水有了明顯變化,見下表: 

　　以上是干熄焦部對(duì)1#、2#干熄焦旁濾過(guò)濾器進(jìn)行 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和認(rèn)真操作的顯著效果。與國(guó)標(biāo)不大于20 NTU比較分別低2.53倍與1.75倍,可以說(shuō)在內(nèi)蒙地 區(qū)控制這樣水平的循環(huán)冷卻水濁度也是先進(jìn)水平。

　4、結(jié)束語(yǔ)　　在今后實(shí)際生產(chǎn)中,對(duì)旁濾過(guò)濾器的運(yùn)行參數(shù) 進(jìn)行不斷研究探索,總結(jié)經(jīng)驗(yàn),使干熄焦循環(huán)冷卻水 系統(tǒng)保持更好的運(yùn)行狀態(tài),保證干熄焦循環(huán)冷卻水 水質(zhì)穩(wěn)定,為干熄焦正常生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。