粉末覆盖过滤器设计差异的分析

摘 要：在目前投运的亚临界直接空冷机组凝结水处理系统中，粉末覆盖过滤器是采用最多的设备。一般粉末覆盖过滤器数量设计都是按3×50%凝结水配置，其中二台过滤器运行、一台过滤器备用。该文着重介绍了亚临界直接空冷凝结水精处理粉末覆盖过滤器在设计方面的差异性。主要研究方法是结合现场的设备与其他相同机组电厂的凝结水精处理装置安装的不同来说明各自的设计差异，以便针对存在的设计差异做出分析。

关键词：直接空冷 凝结水精处理系统 粉末覆盖过滤器 设计

中图分类号：TK264 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）05（b）-0086-01

空冷技术是适合我国北方缺水地区的一种发电技术，目前已有多家机组的空冷电站投运。由于空冷系统的冷却面积大，凝结水中的腐蚀产物多，水温高，与湿冷机组凝结水的处理方法有很大不同。目前国内已投运的直接空冷机组凝结水精处理工艺主要有2 种形式：粉末覆盖过滤器和阳阴分床。粉末覆盖过滤器（即Powdex，下称粉末树脂过滤器）是20世纪60年代由纸浆覆盖过滤器（以下简称覆盖过滤器）发展而来的，最初在美国用于火力发电厂的凝结水处理。目前，国内投运的亚临界直接空冷机组凝结水精处理大都采用中压系统，凝结水精处理系统有三种型式：粉末覆盖过滤器、串联阳+阴分床和粉末覆盖过滤器+混床。在目前投运的亚临界直接空冷系统采用最多。粉末覆盖过滤器有如下优点：（1）系统简单，操作简便，自动化程度高；（2）设备少，无酸碱再生系统，无酸碱废水产生；（3）过滤器本身体积小，所以整个设备占地面积也小；（4）能够截留悬浮物和胶态的金属腐蚀产物，有一定的除铁和除盐功能；（5）由于铺膜和爆膜的周期约为25～30 天，即使凝结水温度较高，一般也不会发生离子交换树脂高温降解的情况；（6）初投资小。同时粉末覆盖过滤器存在缺点：（1）树脂层薄，交换容量小，除盐能力差；（2）对铺膜工艺要求高，铺不均匀会造成出水水质差。

粉末过滤器就是将粉末状阳、阴离子交换树脂、纤维粉滤料覆盖在管式过滤器的滤元（精度一般为5μm）上，使它形成薄层滤膜运行时，水由管外通过滤膜进入管内进行过滤，当滤膜截留了一定量的悬浮物质，阻力增加到一定值时，或者当过滤器出水水质超标时，设备停止运行。此时，用压缩空气将滤膜击破（又称爆膜）并将其排走。最后用水冲洗净滤元，重新铺膜，再投入运行。该系统包括两个部分，即粉末过滤器本体部分和铺膜、爆膜反洗部分。北方某电厂一期工程安装2×600MW亚临界燃煤直接空冷汽轮发电机组。凝结水精处理选用中压处理系统。每台机组精处理系统设置1套可处理3×50%凝结水量的粉末树脂覆盖过滤器系统，并设置100%的旁路。每台机组设置1套铺料及清洗系统，每台机组设置1套废水收集、输送系统和工艺用压缩空气系统。结合现场的设备与其他相同机组电厂的凝结水精处理装置，作者进行对照总结出以下几点。

1 保持泵出口出口阀有气动与手动的区别

手动阀在运行中必须保持敞开的状态，以备保持泵在过滤器进水量小时，启动防治滤元上的滤料脱落。这样就会造成直接的带负荷启动离心泵，启动电流较大增大。如果运行中的逆止阀不严密，造成一部水未经过过滤器直接从通过保持泵到过滤。保持泵出口设计为气动阀既可避免上述现象的发生。

2 是否存在设置旋风分离器的区别

如果在过滤器排气阀后的管道上安装有旋风分离器。覆盖过滤爆完膜后的排气可以及时在旋风分离器进行泄压，压缩空气从旋风分离器的顶部排出，带出的水从旋风分离器底部排出。保证了滤元爆膜的干净。如没有旋风分离器直接接到废水水箱。因过滤器爆膜时的压力较大，废水水箱为了防止爆膜时引起的废液飞溅。一般采用密闭容器。这样就相对的阻止了压缩空气的泄压。不能使滤元上的滤料顺利脱落下来。所以需要多次的爆膜。

3 辅助铺膜箱溢流管的形式

一种为在辅助铺膜箱上有DN200的溢流管直接引入排水系统。一种为在辅助铺膜箱上部有DN50的溢流管直接引入排水系统。在辅助铺膜箱上装溢流管的目的主要为在铺膜的时候。铺膜箱的树脂粉滤料向系统中铺膜时，将系统中进入的多余水通过溢流管排出。在运行中发现这两种接管的方式都会在铺膜的过程中导致过滤器的水位下降，有时甚至不能使滤元顶部铺不到滤料。分析认为主要是过滤器的顶部与铺膜辅助箱存在约2 m高度差，在铺膜的过程中由于重力作用，致使过滤器内的水流到铺膜辅助箱通过溢流管流出系统。引起过滤器内的水位下降。为了防止这种现象很多现场实际都在铺膜箱溢流管上加装一阀门或节流孔板以减少过滤器内的水流出。作者认为可以在辅助铺膜箱的做DN50的倒U型管道，上部比过滤器稍高出100 mm即可，出口接在敞口排水处防止造成虹吸现象。

4 废水箱还是废水池的设计

粉末覆盖过滤器爆膜后的废水排到废水箱，还是在室外设计废水池。如果直接在室外建一单独的废水泵房，需要投资较大。可以在爆膜的管路不需要加装旋风分离器，直接在废水水池内泄压。如设计为废水水箱则需要加装旋风分离器。爆膜的过程中管路震动较大，废水箱需要承受一定的压力不利于爆膜。

5 爆膜压缩空气管上减压阀的位置

有两种方案：一种是将减压阀安装在压缩空气储罐进口的管道上；另一种是在压缩空气罐出口供过滤器的供气管上。此种压力调整好后在过滤器爆膜时，可以防止压缩空气压力高对膜的冲击。第一种的设计在爆膜压缩空气后，由于减压阀作用进气速度较慢，导致第二次爆膜时压力不足。薄膜效果不好。或是需要很长的充压时间，过滤器内水位不好控制。

6 树脂注射泵出口是否装再循环管路

树脂注射泵出口不加装到铺膜箱的再循环管。在混合树脂粉的时候完全依靠铺膜箱搅拌器进行混合。还有一种为在树脂注射泵出口加以再循环管接到铺膜箱，在混合树脂粉的时候依靠铺膜箱搅拌器和此再循环管进行同时混合，同时能够防止注射泵入口堵树脂粉、纤维粉。但是当铺膜泵启动后，由于注射泵出口接在铺膜泵的入口。在铺膜泵会形成负压区。导致注射泵的再循环管内不能出水或很少出水。空气通过此再循环管进入过滤器的系统。导致水位下降，引起铺膜不均。

7 结论

保持泵出口设计为气动阀，与保持泵进行连锁。保持泵启动后开启出口阀，停止后关闭出口阀。

在过滤器排气阀后的管道上安装旋风分离器，确保滤元爆膜的彻底。

辅助铺膜箱溢流管的形式，应在辅助铺膜箱上部有DN50的溢流管直接引入排水系统，防止铺膜中过滤的液位下降。

过滤器爆膜后的废水设计为废水池较好，减少管路的震动。

压缩空气罐出口过滤器的供气管安装减压阀，能够稳定爆膜时的压力，防止爆膜压缩空气的忽高忽低。

如树脂粉和纤维粉分开加入，注射泵不需要设置再循环管路。如一次性加入纤维粉、树脂粉则注射泵需要设置再循环管路。

参考文献

[1]柯于进，汪德良，袁萍，等.超临界直接空冷凝结水精处理系统的研究[J].

[2]田文华，李鹏，和慧勇.空冷机组精处理系统设备优化配置[J].热力发电，2009（3）：81-84.

[3]张宝山，田利，刘志江.超临界直接空冷机组凝结水精处理技术的应用[J].

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