潔凈車間高效過濾器技術改造方案及工況分析

摘要：對潔凈車間高效過濾器的工作原理、結構及工作狀況進行了論述,著重對高效過濾器的技術改造方案進行了介紹。對高效過濾器的優點及不足之處進行了分析,提出了問題的解決方法。
    關鍵詞：高效過濾器;技術參數;工作原理;技術改造方案;運行情況
    中圖分類號：TK 223. 5+21　　　文獻標誌碼：B　　　文章編號：1674-1951(2010)05-0063-02

    0　引言
    高效過濾器主要作用是通過纖維高精密度、高速度、大截污容量除去水中有機物及懸浮物。作為補給水系統離子交換器前重要的處理設備,高效過濾器除了防止樹脂中毒外,在保證除鹽水品質、延長樹脂的使用壽命等方麵起著重要作用。

    1　高效過濾器的技術參數及狀況分析

    1.1　主要技術參數
    型號,LLY-3000;工作壓力,≤0. 6MPa;壓力損失,≤0. 2MPa;公稱直徑,DN2500mm;公稱出力,210m3/h;濾水麵積, 7. 07m2;濾層厚度, 1 300mm;過濾速度, 30 m/h;濾水量, 210 m3/h;截污容量,3~5L/(m·s)。

    1.2 高效過濾器工作原理
    高效過濾器的工作過程是將過濾水自下而上通過纖維濾層,直至過濾終點。當其進入過濾狀態需進行清洗時,先將壓室內的水排掉,此時,過濾室中的纖維恢復到鬆散狀態。然后,在清洗的同時通入壓縮空氣,在水的衝洗和空氣的擦洗過程中,纖維不斷擺動造成相互摩擦,從而將吸附著懸浮物的纖維表麵洗滌干凈。

    高效過濾器運行時,先將一定體積的水充至膠囊加壓室內,使纖維形成壓實層。該壓實層的纖維密度決定於加壓室的充水量。加壓室內的水由於受到上部固定端纖維的擠壓而集聚在加壓室的下部,致使過濾室形成不同的過水截麵。此時,水在不同的截麵流動過程的能量變化與文丘里管相似,可利用力學流動方程式說明過濾室靜壓強變化所引起的水體流動的原因。當過濾室內水體的壓強變化大於纖維的擠壓力時,壓力室內的水體在此推動力的作用於下向上移動,促使過濾室內纖維壓實層在過濾過程中逐漸由下而上移動,這主要是高效過濾器過濾精度高、截污容量大和全部纖維濾料可充分發揮截留懸浮物作用的原因。

    1.3　潔凈車間高效過濾器的結構及狀況分析

    高效過濾器是近10多年來為了提高水處理設備的過濾效率而研製的以纖維為濾料的過濾器。該類型過濾器與機械過濾器的外形基本一樣,隻是內部裝置有所不同且進行了防腐處理。高效過濾器分為內、外囊2種類型,二者之間除膠囊形狀不同外其他部件完全一樣。

    1. 3. 1　部件的結構和作用
    (1)多孔隔板。它位於過濾器內上部,由鋼板製成,它與器壁焊接固定,其上開有很多小孔,每個孔上懸掛固定一束丙綸纖維長絲。其作用主要是固定和懸掛纖維濾料。
    (2)膠囊。在纖維的周圍或內部裝有9個軟膠囊,膠囊由橡膠薄膜製成。其作用是將過濾器分為加壓室和過濾室并對纖維濾料產生擠壓力,致使過濾室形成不同的過水截麵。
    (3)纖維濾料。在多孔隔板下懸掛著丙綸纖維束長絲,其一端固定在多孔隔板上,另一端吊著管形重墜。丙綸不帶有任何功能基團的高分子,其對水中的懸浮顆粒沒有特殊的活性,主要起物理吸附作用。
    (4)管形重墜。管形重墜通過管形重墜上的卡子與纖維束自由端連接,其作用是防止運行或清洗時纖維互相纏繞和亂層,另外,也起到配水和配氣的作用。
    (5)配氣裝置。它位於過濾器底部,由鋼管製成,其上部有一定數量的小孔,其作用是在過濾器清洗過程中通入壓縮空氣,以達到空氣擦洗的目的。

    1. 3. 2　工作狀況分析
    纖維濾層在加壓室的作用下,其密度不同,形成不同的區域,大體上可分為鬆散區、緊密區和壓實區。各區域對懸浮顆粒的截留作用是不同的。鬆散區主要是流動接觸及產生接觸凝聚作用,所以,該區域能截留較大的懸浮顆粒。緊密區主要起著慣性碰撞及懸浮顆粒間的吸附架橋作用,所以,該區域能截留較小的懸浮顆粒。壓實區主要是機械截留作用,屬於精密過濾,對水中的膠體、大分子有機物、細菌及病毒等微小雜質具有較強的去除能力。纖維濾層中安裝的可充、排水的軟質膠囊巧妙地解決了纖維層的壓實、疏鬆及纖維流失的問題。
    該高效過濾器膠囊易老化,造成膠囊對纖維積壓力不足而影響過濾精度。膠囊使用壽命短,使得其更換頻繁,加大了檢修工作量,使上、下配水裝置過於簡單。該高效過濾器連續運行了近8年之后,部分部件已經嚴重老化,很難修復。2002年以后,因存在諸多問題不能解決而閑置。
    為解決上述問題,於2005年大修期間對高效過濾器進行了改造,改造后的高效過濾器提高了過濾效率,保證了化學製水設備的安全運行。

    2　技術改造方案

    2.1　改造方案
    原過濾器主殼體不變,將內部結構改造成更合理的結構,對外部管系、進出水裝置、人孔及防腐進行了相應的改造。
    (1)原進、出水裝置拆除,改為不銹鋼篩筒式布水裝置。
    (2)將原過濾器纖維束、膠囊拆除。
    (3)加工一定數量的法蘭盤,將原設備中的膠囊連接孔堵死。
    (4)增加上浮板滑動機構。
    (5)增加進氣水帽,使出水及反衝洗更加均勻。
    (6)改造后部件及改造時破壞的部位全部襯膠防腐。

    2.2　技術指標
    出水濁度, 1. 0mg/L;濾速, 30m/h;出水量, 210m3/h。

    2.3　工潔凈車間程的實施及檢查驗收

    該項改造工程由遼寧華電鐵嶺發電有限公司化學檢修班和有關生產廠家共同合作完成,按改造項目要求,分以下6個步驟進行:
    (1)清理現場,拆除設備應更換的部件及濾料等。
    (2)改造所需內部構件預先由生產廠製作好后運至改造現場。
    (3)鏟除焊接熱影響區的內襯膠片。
    (4)現場焊接、製作和組裝。
    (5)現場襯膠防腐處理。
    (6)水壓試驗。

    在雙方技術人員的通力合作下,改造安裝嚴格遵守了有關規定和技術標準。工程完工后,有關技術人員對工程進行了現場檢查驗收,其質量達到以下要求:
    (1)配水裝置安裝合理,工藝達到要求。
    (2)纖維濾料排列均勻、整齊。
    (3)襯膠防腐層完整無缺。
    (4)壓縮空氣管路無漏氣現象。
    (5)改造后整體結構合理,解決了原設備存在的問題。

    3　改造后的運行情況
    改造后的高效過濾器於2005年8月投入運行,至今運行穩定,無檢修作業。
                 
    該高效過濾器改造后,運行穩定,出水質量穩定,出水濁度達到要求,保證了製水品質及補給水系統的安全穩定運行。

    4　結論
    運行實踐表明,高效過濾器對補給水處理具有重要的作用。在原有基礎上,經過改造后的高效過濾器改進了其中不太合理的部分,解決了原有設備存在的一些問題,使其更加符合補給水系統運行的實際情況,增加了使用投入率,減輕了檢修工作量,提高了出水品質。

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