干熄焦循環(huán)冷卻水過濾器故障分析及解決辦法

　　干熄焦循環(huán)冷卻水在運行中因水蒸汽的蒸發(fā), 使循環(huán)水不斷濃縮,原來補充水中的濁度(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)境中的粉塵同時不斷落入冷水塔和水池中, 這也是懸浮物的重要來源。我國《工業(yè)循環(huán)冷卻水 處理設(shè)計規(guī)范》[1]要求循環(huán)冷卻水濁度不大于20 NTU,現(xiàn)在看來已經(jīng)是上世紀低水平的要求標準,而 美國的有關(guān)標準要求工業(yè)循環(huán)冷卻水濁度不大于5 NTU;經(jīng)過澄清池混凝處理的補充水在進入工業(yè)循 環(huán)冷卻水池前因為濁度較高,也應(yīng)進行過濾處理,借 以提高補充水的質(zhì)量[2]。在循環(huán)冷卻水泵房設(shè)有 旁濾過濾器對循環(huán)冷卻水和補充新水連續(xù)過濾,作 為降低循環(huán)冷卻水中懸浮物的有效方法。

　1、過濾原理及有關(guān)知識　　1. 1　過濾原理　　(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:濾料截留下來的懸浮物在濾料顆粒表面發(fā)生彼此重疊和架橋的過程,因此形成了一層附加的濾膜。　　1. 2　水頭損失　　1. 2. 1　過濾過程中的水頭損失　　過濾器在運行中效果的好壞,可以用測量出水的 濁度監(jiān)督。但是,這個指標不能表示過濾的進展情 況,所以在運行中實際監(jiān)督的指標是水流通過濾層的 壓力降(又叫水頭損失)。當循環(huán)冷卻水的壓力降達 到允許值的50%左右,就應(yīng)停止運行,進行反洗。　　1. 2. 2　影響水頭損失的因素　　水流通過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。當溫度升高時,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);機械強度好,使用中不碎裂;粒 度適當。此外,還應(yīng)當價廉,便于取材。常用的濾料 為石英砂、無煙煤、大理石等。　　干熄焦循環(huán)冷卻水旁濾過濾器為雙層濾料過濾 器的結(jié)構(gòu),與普通過濾器相同,只是在濾床上分層安 放2種不同的濾料,如圖1所示。

　　上層為相對密度小、粒徑大的濾料,下層為相對 密度大、粒徑小的濾料,通常采用的是上層無煙煤, 下層石英砂。　　濾料顆粒層呈上大下小的狀態(tài)對過濾過程很有 利,因為進水由上部送入時,首先遇到的是顆粒較大 的無煙煤濾料,過濾作用可以深入到濾層中,發(fā)生滲 透過濾作用。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行,煤砂粒度的選擇是關(guān) 鍵問題。這必須做到反洗時煤砂分層良好,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,不利于過濾。但是,要它們完全 不混合也是很難做到的,因為這些顆粒是不規(guī)則的, 一般認為如果混雜層厚度只有5~10 cm就可以。　2、運行中出現(xiàn)的問題及解決方法　　2. 1　濾料板結(jié)　　2008年7月,在2#干熄焦年修時檢查發(fā)現(xiàn)循環(huán) 冷卻水旁濾過濾器的濾料出現(xiàn)板結(jié)現(xiàn)象。檢查時, 無煙煤已被污泥黏結(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,致使運行人員無法判斷過濾器何時 運行失效,何時應(yīng)該進行反沖洗。　　2. 2　解決方法　　2. 2. 1　過濾器的運行　　過濾運行呈循環(huán)狀,是由過濾、反洗和正洗3個 步驟組成一個周期。當粒狀濾料工作到濾層中截留 有多量泥渣時,為了恢復(fù)它的過濾能力,需要將濾料 進行反沖洗。反沖洗的第一步是用反向水流由下向 上通過濾層,將濾層中截留下來的泥渣和因濾料顆 粒碎裂而生成的粉末沖走。第二步是按與過濾運行 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,便可重新投入過濾運行。　　2. 2. 2　過濾效果　　過濾器的運行效果,通常由2個方面來評價: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 方米過濾面積或每立方米濾料所能除去泥渣的質(zhì)量 來表示。對于一定的進水水質(zhì),此量實質(zhì)上體現(xiàn)了 一個周期中濾層處理的水量。　　2. 2. 3　濾速　　濾速通常表示根據(jù)過濾器中沒有濾料的假設(shè)條 件下算出來的,如下式:　　u =Q /S　　式中:u———濾速,m/h;　　Q———過濾器的出力,m3/h;　　S———過濾器的截面積,m2。　　此種流速可稱為空塔流速,是表示濾池中水流 快慢的一種相對數(shù)據(jù)。過濾器的濾速不宜過慢或過 快。濾速過慢意味著過濾器的出力減小。濾速太快 會使出水水質(zhì)下降,運行時的水頭損失加大,過濾周 期縮短。在過濾的介質(zhì)是經(jīng)過混凝和澄清處理的補 充水時,濾速一般為12~18 m/h。過濾循環(huán)冷卻水 的流速控制多大合適,要經(jīng)過運行調(diào)試確定。　　2. 2. 4　過濾器的反洗及反洗強度　　當濾池運行到水頭損失達到一定數(shù)值時,就應(yīng) 停用,進行反沖洗。過濾器不能運行到水頭損失過 大的原因為:水頭損失很大時,過濾操作必須增大水 流壓力,這樣易造成濾層破裂(即在濾層的個別部 位有裂紋)。這樣,大量水流從裂紋處穿過,出現(xiàn)偏 流現(xiàn)象,會造成濾料結(jié)塊等不良后果。　　反洗水流速度的大小可用“反洗強度”來表示, 通常按每秒鐘內(nèi)流過每平方米過濾截面的反洗水量 (升)來表示[3]。反洗強度應(yīng)該適當,做到使濾層充 分松動,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 會帶走。　　反洗時,濾料受水流的作用,開始松動,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)驗表明,濾料上表面 升至過濾器上部監(jiān)視孔中間,而且高度穩(wěn)定時,其水 流流量(m3/h)可作為應(yīng)控制的反洗強度。在過濾 器設(shè)有壓縮空氣的反沖洗操作,可在過濾器停止運 行后,將過濾器內(nèi)的水排放到濾層的上緣為止(可 由過濾器的監(jiān)視孔中流水情況來判斷),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,向過濾器內(nèi)送入反洗水,其強度應(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,此時反洗水的強度應(yīng)使 濾層膨脹率約達40% ~50%。最后,用水正洗直至 出水合格,方可開始正式投入過濾運行。　　2. 3　當前的運行操作　　由于原設(shè)備儀表不全,給運行人員的操作造成很大困難,為了不影響正常的生產(chǎn)運行,只好采取以下措施:　　(1)每周反洗2次過濾器;　　(2)反洗通壓縮空氣和反洗水時,閥門應(yīng)由小 到大,逐漸開啟,避免一次開到最大;　　(3)反洗時要不斷取水樣,觀察有無大顆粒濾 料被水流帶出,如有大顆粒濾料被水流帶出,說明反 洗強度過大,立即關(guān)小閥門,降低流量;　　(4)反洗時,要經(jīng)常(約10 min)取水樣觀察反 洗水的濁度,當濁度穩(wěn)定時(約1. 2~1. 8 h),可停止反洗;　　(5)設(shè)計時無正洗管路,不能進行正洗。反洗 停止后,靜止5 min,可投入運行。　3、改進后的效果　　經(jīng)過對旁濾過濾器運行的初步調(diào)試運行, 9月 份1#、2#干熄焦爐循環(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1#、2#干熄焦旁濾過濾器進行 現(xiàn)場調(diào)試和認真操作的顯著效果。與國標不大于20 NTU比較分別低2.53倍與1.75倍,可以說在內(nèi)蒙地 區(qū)控制這樣水平的循環(huán)冷卻水濁度也是先進水平。

　4、結(jié)束語　　在今后實際生產(chǎn)中,對旁濾過濾器的運行參數(shù) 進行不斷研究探索,總結(jié)經(jīng)驗,使干熄焦循環(huán)冷卻水 系統(tǒng)保持更好的運行狀態(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)。