干熄焦循环冷却水过滤器故障分析及解决办法

　　干熄焦循环冷却水在运行中因水蒸汽的蒸发, 使循环水不断浓缩,原来补充水中的浊度(即水中 的悬浮物)也随着循环冷却水不断地浓缩而上升、 厂区环境中的粉尘同时不断落入冷水塔和水池中, 这也是悬浮物的重要来源。我国《工业循环冷却水 处理设计规范》[1]要求循环冷却水浊度不大于20 NTU,现在看来已经是上世纪低水平的要求标准,而 美国的有关标准要求工业循环冷却水浊度不大于5 NTU;经过澄清池混凝处理的补充水在进入工业循 环冷却水池前因为浊度较高,也应进行过滤处理,借 以提高补充水的质量[2]。在循环冷却水泵房设有 旁滤过滤器对循环冷却水和补充新水连续过滤,作 为降低循环冷却水中悬浮物的有效方法。

　1、过滤原理及有关知识　　1. 1　过滤原理　　(1)由于滤料层表面的拦阻,滤料层表面有筛分作用　　(2)吸附:滤料颗粒表面吸附了水中微小的颗粒(悬浮物);　　(3)架桥:滤料截留下来的悬浮物在滤料颗粒表面发生彼此重叠和架桥的过程,因此形成了一层附加的滤膜。　　1. 2　水头损失　　1. 2. 1　过滤过程中的水头损失　　过滤器在运行中效果的好坏,可以用测量出水的 浊度监督。但是,这个指标不能表示过滤的进展情 况,所以在运行中实际监督的指标是水流通过滤层的 压力降(又叫水头损失)。当循环冷却水的压力降达 到允许值的50%左右,就应停止运行,进行反洗。　　1. 2. 2　影响水头损失的因素　　水流通过滤层的水头损失源于水流和滤料间的 摩擦阻力及水的内摩擦,即黏度。所以,影响水头损 失大小的因素如下:①温度。当温度升高时,水的黏 度减小,水头损失下降;②滤速。水头损失与滤速成 正比;③滤料颗粒粒径。随着滤料颗粒粒径减小,水 头损失急剧增大;④滤层污染程度。随着滤层中污 物的积累,滤层中水流通道缩小,水头损失便增大。　　1. 3　滤料　　用作滤料的物质,应具备以下条件:化学性能稳 定,不影响出水水质;机械强度好,使用中不碎裂;粒 度适当。此外,还应当价廉,便于取材。常用的滤料 为石英砂、无烟煤、大理石等。　　干熄焦循环冷却水旁滤过滤器为双层滤料过滤 器的结构,与普通过滤器相同,只是在滤床上分层安 放2种不同的滤料,如图1所示。

　　上层为相对密度小、粒径大的滤料,下层为相对 密度大、粒径小的滤料,通常采用的是上层无烟煤, 下层石英砂。　　滤料颗粒层呈上大下小的状态对过滤过程很有 利,因为进水由上部送入时,首先遇到的是颗粒较大 的无烟煤滤料,过滤作用可以深入到滤层中,发生渗 透过滤作用。下层较小颗粒的石英砂也能截取一部 份泥渣,起到保证出水水质的作用。　　双层滤料能否良好地运行,煤砂粒度的选择是关 键问题。这必须做到反洗时煤砂分层良好,否则小颗 粒砂子混在大颗粒煤粒中,有可能使虑层中的孔隙比 单纯用砂粒的还小,不利于过滤。但是,要它们完全 不混合也是很难做到的,因为这些颗粒是不规则的, 一般认为如果混杂层厚度只有5~10 cm就可以。　2、运行中出现的问题及解决方法　　2. 1　滤料板结　　2008年7月,在2#干熄焦年修时检查发现循环 冷却水旁滤过滤器的滤料出现板结现象。检查时, 无烟煤已被污泥黏结成块,需要更换滤料。滤料板 结的原因是设备的仪表配置不全,缺少应该安装的 压力表、流量表,致使运行人员无法判断过滤器何时 运行失效,何时应该进行反冲洗。　　2. 2　解决方法　　2. 2. 1　过滤器的运行　　过滤运行呈循环状,是由过滤、反洗和正洗3个 步骤组成一个周期。当粒状滤料工作到滤层中截留 有多量泥渣时,为了恢复它的过滤能力,需要将滤料 进行反冲洗。反冲洗的第一步是用反向水流由下向 上通过滤层,将滤层中截留下来的泥渣和因滤料颗 粒碎裂而生成的粉末冲走。第二步是按与过滤运行 相同的方向通水,只是将不合格的水排出,这称为正 洗。待正洗至出水合格时,便可重新投入过滤运行。　　2. 2. 2　过滤效果　　过滤器的运行效果,通常由2个方面来评价:① 出水水质,也就是水中残留悬浮物的多少;②滤层的 截污能力。　　滤层的截污能力又称泥渣容量,它可以按每平 方米过滤面积或每立方米滤料所能除去泥渣的质量 来表示。对于一定的进水水质,此量实质上体现了 一个周期中滤层处理的水量。　　2. 2. 3　滤速　　滤速通常表示根据过滤器中没有滤料的假设条 件下算出来的,如下式:　　u =Q /S　　式中:u———滤速,m/h;　　Q———过滤器的出力,m3/h;　　S———过滤器的截面积,m2。　　此种流速可称为空塔流速,是表示滤池中水流 快慢的一种相对数据。过滤器的滤速不宜过慢或过 快。滤速过慢意味着过滤器的出力减小。滤速太快 会使出水水质下降,运行时的水头损失加大,过滤周 期缩短。在过滤的介质是经过混凝和澄清处理的补 充水时,滤速一般为12~18 m/h。过滤循环冷却水 的流速控制多大合适,要经过运行调试确定。　　2. 2. 4　过滤器的反洗及反洗强度　　当滤池运行到水头损失达到一定数值时,就应 停用,进行反冲洗。过滤器不能运行到水头损失过 大的原因为:水头损失很大时,过滤操作必须增大水 流压力,这样易造成滤层破裂(即在滤层的个别部 位有裂纹)。这样,大量水流从裂纹处穿过,出现偏 流现象,会造成滤料结块等不良后果。　　反洗水流速度的大小可用“反洗强度”来表示, 通常按每秒钟内流过每平方米过滤截面的反洗水量 (升)来表示[3]。反洗强度应该适当,做到使滤层充 分松动,能够发生颗粒间相互碰撞和摩擦,并使颗粒 受到水流的冲刷作用。反洗强度还应控制到使泥渣 和微小的滤料碎末能被冲走,但正常的滤料颗粒不 会带走。　　反洗时,滤料受水流的作用,开始松动,体积膨 胀,滤料上表面升高,这种上升的高度与原滤料层高 度的比称为反洗的膨胀率。经验表明,滤料上表面 升至过滤器上部监视孔中间,而且高度稳定时,其水 流流量(m3/h)可作为应控制的反洗强度。在过滤 器设有压缩空气的反冲洗操作,可在过滤器停止运 行后,将过滤器内的水排放到滤层的上缘为止(可 由过滤器的监视孔中流水情况来判断),然后送入压缩空气,吹洗3~5 min后,在继续供给压缩空气的 情况下,向过滤器内送入反洗水,其强度应使滤层膨胀10% ~15%。反洗水送入2~3 min,停止送空气,继续用水反洗2~4min,此时反洗水的强度应使 滤层膨胀率约达40% ~50%。最后,用水正洗直至 出水合格,方可开始正式投入过滤运行。　　2. 3　当前的运行操作　　由于原设备仪表不全,给运行人员的操作造成很大困难,为了不影响正常的生产运行,只好采取以下措施:　　(1)每周反洗2次过滤器;　　(2)反洗通压缩空气和反洗水时,阀门应由小 到大,逐渐开启,避免一次开到最大;　　(3)反洗时要不断取水样,观察有无大颗粒滤 料被水流带出,如有大颗粒滤料被水流带出,说明反 洗强度过大,立即关小阀门,降低流量;　　(4)反洗时,要经常(约10 min)取水样观察反 洗水的浊度,当浊度稳定时(约1. 2~1. 8 h),可停止反洗;　　(5)设计时无正洗管路,不能进行正洗。反洗 停止后,静止5 min,可投入运行。　3、改进后的效果　　经过对旁滤过滤器运行的初步调试运行, 9月 份1#、2#干熄焦炉循环冷却水的浊度明显下降,循环 冷却水有了明显变化,见下表: 

　　以上是干熄焦部对1#、2#干熄焦旁滤过滤器进行 现场调试和认真操作的显著效果。与国标不大于20 NTU比较分别低2.53倍与1.75倍,可以说在内蒙地 区控制这样水平的循环冷却水浊度也是先进水平。

　4、结束语　　在今后实际生产中,对旁滤过滤器的运行参数 进行不断研究探索,总结经验,使干熄焦循环冷却水 系统保持更好的运行状态,保证干熄焦循环冷却水 水质稳定,为干熄焦正常生产奠定基础。