王軍昌 屈朝霞 張麗格

0 引言

折疊式大流量濾元在電廠應(yīng)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(nèi)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(jié)水系統(tǒng)中的鐵屑等懸浮類雜質(zhì)，保護后面的高混樹脂不受鐵污染，同時防止給水系統(tǒng)沉積鐵垢。

由于使用大流量濾元的除鐵過濾器設(shè)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(shù)十萬元的額外運行成本。還有些電廠為了節(jié)省這筆費用，錯誤地使過濾器處理部分流量的凝結(jié)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(chǎn)物進入后續(xù)處理系統(tǒng)，給機組帶來鐵腐蝕隱患。

1 出現(xiàn)的問題及分析

1.1 正常運行分析

河津發(fā)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(zhì)中鐵含量保持穩(wěn)定，基本穩(wěn)定在50 μg/L 以下，運行除鐵率可達90%，其壓差穩(wěn)定在0.01 MPa 左右，完全能夠滿足機組啟動時給水水質(zhì)要求。

1.2 現(xiàn)場出現(xiàn)的問題

2012 年兩臺機組的前置過濾器均出現(xiàn)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(jīng)平衡，甚至出現(xiàn)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(zhì)中的鐵屑等雜質(zhì)。尤其是機組啟動過程，凝結(jié)水中的鐵含量最高可達1 000 μg/L 左右，但經(jīng)過濾器后約90%的雜質(zhì)被截留，出水水質(zhì)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(zhì)，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(nèi)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(nèi)部污染物進行了成分化驗分析，主要是鐵腐蝕產(chǎn)物和少量的懸浮雜質(zhì)。

圖3 失效濾元表面

圖4 內(nèi)部截留的雜質(zhì)

2 采取的措施

河津發(fā)電廠過濾器出現(xiàn)運行壓差大的問題后，從安全和節(jié)能降耗兩方面考慮，決定采用化學清洗的方法恢復(fù)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(nèi)完成即離線清洗。清洗時將濾元放進清洗槽內(nèi)逐個清洗。和在線清洗相比，其優(yōu)點是便于控制清洗參數(shù)，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(huán)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(nèi)，根據(jù)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(jù)濾元污染程度的不同調(diào)整清洗機的流量、壓力、清洗角度等參數(shù)，以達到最優(yōu)的清洗效果。

2.4 水力沖洗

經(jīng)過物理清洗后，濾元表面和內(nèi)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(tǒng)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(tǒng)內(nèi)剩余的未完全反應(yīng)的清洗藥液已經(jīng)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(shè)備，用清水沖洗清洗后的濾元，直至出水與清水的pH 值、電導(dǎo)相同為止。

3 應(yīng)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(zhì)量和投運后的過濾器壓差。

3.1 濾元質(zhì)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(zhì)量對比

如表1 所示，濾元經(jīng)過清洗后，每支質(zhì)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(jīng)濟效益主要體現(xiàn)在節(jié)省濾元更換成本和混床運行成本兩方面。

4.1 節(jié)省濾元更換成本

大流量濾元為進口產(chǎn)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(shù)后可為電廠節(jié)省20 多萬元的材料成本。

4.2 節(jié)省運行成本

若濾元在污染狀態(tài)下繼續(xù)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(dǎo)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(tǒng)運行的經(jīng)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(jīng)常保持在正常水平，提高了精處理出水水質(zhì)，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(wěn)定運行。

5 結(jié)語

河津電廠采用濾元離線清洗技術(shù)，獲得了顯著節(jié)能、降耗、減排效果，具有良好的社會效益、經(jīng)濟效益和環(huán)境效益，意義十分重大。