盘式过滤器故障原因分析及处理

陈增润

(中电投河南电力有限公司开封发电分公司，河南 开封 475002)



盘式过滤器故障原因分析及处理

陈增润

(中电投河南电力有限公司开封发电分公司，河南 开封 475002)

〔摘 要〕介绍了某电厂锅炉补给水制水系统先后采用的盘式过滤器，阐述其结构、工作原理、典型故障原因及采取的有效措施，探讨减少堵塞超滤膜及反渗透膜、增加清洗甚至酸洗超滤及反渗透设备的方法，总结盘式过滤器安全运行的经验，提高了超滤和反渗透设备的可靠性，为其他电厂选择过滤器提供了参考。

〔关键词〕锅炉补给水系统；盘式过滤器；盘片堵塞

0　概述

某电厂共5台国产135/125 MW汽轮发电机，装机容量为665 MW，锅炉补给水制水系统过滤器采用2台单台设计流量为120 t/h的重力式无阀滤池。由于无阀滤池地基下沉严重，无阀滤池金属桶体扭曲变形，且因水中有机物含量高，无阀滤池的滤料淤积板结严重(滤料污染)，水阻大、过水量小，远远未达到设计流量，已不能自动反洗。对无阀滤池采取人工强迫反洗方式，不但技术难度大，且耗水量大，单次反洗耗水量高达50 t/h，设备出力大幅度降低，影响锅炉正常补给水制水。为保证机组正常运行和事故状态下的补水，锅炉补给水处理系统过滤器的更新换代迫在眉睫。

通过对在纤维式高效过滤器、双滤料过滤器和盘式过滤器多方面调研比较，选择了新技术的盘式过滤器，其原因在于：与前2种过滤器相比，盘式过滤器设备小巧、占地面积小，无需罗茨风机产生压缩空气来擦洗滤料，运行及检修维护量小，精确过滤可达到50 μm，高效反洗且单台反洗水流量仅为8 t/h，具有全自动运行、连续出水、使用寿命长等特点。

比较整机及部件结构设计特点、设备性能指标、设备供应业绩、实际应用反馈意见等方面后，该电厂选择了某公司采用以色列技术生产的DYY3-8-50盘式过滤器(见图1)。该过滤器过滤精度为50 μm，出水浊度＜5 FTU，单台出水流量为100-120 t/h，可满足水处理制水需要，并且改善了离子交换运行条件，提高了出水水量和水质，降低了水处理的酸、碱耗。该电厂现采用2台盘式过滤器(1运1备)，保证机组的可靠、连续供水，并已于2006年6月投运。

图1　DYY3-8-50盘式过滤器

该电厂在2×600 MW机组扩建工程中，锅炉补给水处理系统选择了2套型号为3SK-4的盘式过滤器，过滤精度为100 μm，出水浊度＜5 FTU，单台出水流量为120 t/h(见图2)。每套制水系统配备1套过滤器，并于2009年5月投运。

图2　3SK-4 盘式过滤器

1　盘式过滤器的工作原理及工作过程

盘式过滤器采用盘片式过滤机理，通过互相压紧表面刻有沟纹的塑料盘片，实现表面过滤与深度过滤结合，完成过滤、反洗、自动切换、循环往复的工艺过程。

1.1盘片过滤原理

过滤盘片表面刻有细微沟纹，相邻盘片沟纹走向角度不同，因而彼此形成许多沟纹交叉点。这些交叉点构成大量空腔和不规则通路，从而导致紊流与颗粒间的碰撞集聚，使其更容易在下一个交叉点被拦截。因此，某些颗粒虽会从最初的交叉点漏过，但最终会被后面的交叉点拦截。

当盘片之间的沟纹累积大量杂质后，过滤器装置通过改变进出水流方向，自动打开压紧的盘片，并喷射压力水驱动盘片高速旋转，通过压力水的冲刷和旋转的离心力，使盘片得到清洗。然后，改变进出水流方向，恢复初始的过滤状态。

1.2过滤过程

弹簧力和压盖内外压差形成的压紧力将盘片紧紧地压在一起，形成一个紧密的过滤元件，防止水中杂质穿透(原水进入过滤器并穿过过滤元件，水中悬浮杂质被拦截在盘片外部和盘片之间)。

1.3反洗过程

盘式过滤器的控制器发出信号，关闭进水，打开排污，此时经其他过滤单元过滤后的清水从相反方向进入反洗过滤器的出水口；橡胶锥斗的裙翼被水压打开，水流只能进入3个反洗管；压力水从安装在反洗管上的喷嘴喷出，同时也进入活塞盖，推动压盖向上，松开被其压紧的盘片；沿切线方向喷射的水流驱动松开的盘片快速旋转，同时冲走被拦截的杂质；反洗水携带冲刷下来的杂质，将其从排污口排走。

1.4控制器采用的控制方式

盘式过滤器控制器采用时间设置和压差设置2种控制方式，可实现时间控制和压差控制2种反洗状态，控制灵活。

按照时间设置自动反洗：每个过滤头反洗时间25 s，每2个滤头间隔10 s进行反洗；按照差压设置自动反洗：差压设置为0.1 MPa，当进出水压差达到0.1 MPa时，第1个滤头延时，保证压差稳定4 s后开始自动反洗。

2　典型故障及原因分析

2.1典型故障

2.1.1初次选用的盘式过滤器的典型故障

盘式过滤器自投运以来，一段时间后出水流量就会缓慢降低，通过正常反洗也不能恢复。因此，经常发生频繁的自动反洗现象，大量反洗水被排掉，造成浪费，且反洗进一步降低了出水流量。当不能满足水处理系统制水需要时，被迫开启旁路门，水不经过滤就直接进入制水设备，致使制水设备再生频率明显增加，酸、碱耗增大。

2.1.2扩建工程选用的盘式过滤器的典型故障

与初次选用的盘式过滤器故障一样，扩建工程选用的盘式过滤器出水流量下降后，通过正常反洗也不能恢复，导致频繁自动反洗，造成浪费。当不能满足水处理系统制水需要时，被迫开启旁路门，水不经过滤就直接进入制水设备，堵塞污染超滤膜和反渗透膜，造成超滤膜和反渗透膜出力下降，被迫增加清洗超滤膜和酸洗反渗透膜的次数。

2.2原因分析

2套盘式过滤器的典型故障均为盘片堵塞，盘式过滤器通过正常反洗不能恢复。因此，只要能解决盘式过滤器盘片堵塞问题，就可最大限度地保证超滤膜和反渗透膜的可靠性。

经过分析，发现造成盘片堵塞引起设备出力下降的原因主要有：

(1)进水水质问题：澄清池、清水箱积存杂物未及时清理打捞，导致进水水质差，杂物堵塞盘片；

(2)新技术本身问题：2套4台盘式过滤器全部发生出水流量下降过快现象，虽然盘式过滤器频繁自动反洗，但出水流量仍然继续下降，直到出水流量不能满足水处理制水需要而退出运行；盘式过滤器是引进的新技术，但新技术也可能存在问题；

(3)盘片问题：盘片不合格造成盘片易堵塞；

(4)反洗问题：盘式过滤器正常反洗后，其出水流量仍不能满足水处理制水需要，反洗后效果不佳，存在反洗周期和反洗时间设置不合理的问题。

3　 采取的措施

3.1保证盘式过滤器进水水质合格

清理澄清池和清水箱内积存的杂物，修补澄清池集水槽和斜管，督促运行人员按时打捞澄清池上部的漂浮杂物，保证盘式过滤器进水水质合格。

3.2解决新技术可能存在的技术问题

加强与厂家的联系与沟通，尽快解决盘式过滤器设备本身可能存在的技术问题。

3.3确定反洗程序和反洗周期

根据制水需要，同时启用盘式过滤器的压差反洗和时间反洗，采取保持盘式过滤器压差反洗，逐步延长时间反洗的反洗周期。经过多次调整和实验后，最终确定时间反洗的反洗周期。这样既保证了反洗效果，满足水处理制水需要，又减少了频繁自动反洗现象，达到了提高预处理设备出力，保证机组正常运行、事故状态下用水，降低预处理设备水耗及减少废水排放的目的。

3.4解决盘片质量问题

为解决盘片质量问题，该电厂积极与厂家联系，最终达成解决方案：厂家清洗盘片。若清洗后仍未达到设计流量，应及时更换盘片，直到达到设计流量。2007年6-10月，厂家对盘片进行了3次清洗、2次更换，但仍未达到设计流量；待更换最新生产的盘片后，盘式过滤器达到了设计流量要求。

3.5解决堵塞盘片去垢问题

厂家规定：去垢用盐酸浸泡盘片，再用清水清洗至合格。将盘片用盐酸罐中的盐酸浸泡24 h后，清理效果不佳；将盘片用化验室的纯盐酸反复试验(按不同浓度、不同浸泡时间)，效果还是不佳；用牙刷一片一片清理，效果也不佳。将盘片用柠檬酸浸泡后，盘片上的大部分硬垢脱落；用清水冲洗和刷子清理后，盘片上残余的污垢全部被清除干净。

采用柠檬酸浸泡清除盘片堵塞杂物后，在其他原因解决前，2套4台盘式过滤器每台均备用1套盘片。当盘式过滤器出水流量减小到不能满足制水需要或进出口压差达到规定值后，通过更换清洗好的备用盘片，保证制水需要，并将脏污的盘片浸泡清洗干净备用。

3.6按正确步骤拆装和清洗盘片

(1)拧开过滤芯上压盖，拆去芯上压盖。

(2)撤去脏污盘片组，置于柠檬酸液中浸泡、清洗。清洗时，为防止盘片遗失，可用绳子将每组盘片栓起来。盘片一般浸泡48 h，根据盘片脏污程度中间需要换酸液1-2次，脏污严重时可适当增加柠檬酸浓度。除去全部异物后，用清水将盘片组清洗干净，在室内避光悬挂晾干后备用。

(3)将备用盘片分组重新装在过滤芯支架上，安装芯上压盖，上紧过滤芯上压盖。更换1台盘式过滤器盘片，2名工人一般需要1.5-2 h，利用锅炉补给水制水设备停运间隙即可完成更换工作。

4　 结束语

由于盘式过滤器具有设备小巧、占地面积小、运行及检修维护量小、过滤精确高、反洗用水少、使用寿命长等优点，已被越来越多的电厂锅炉补给水制水系统采用。通过落实上述措施，既能保证锅炉补给水制水系统设备出力、满足机组正常运行和事故状态下用水，又能够降低设备水耗，减轻运行人员的劳动强度，降低运行及检修工作量，减少酸洗设备次数和费用，减少废水排放，保证制水系统连续制水，提高机组的安全和经济性。

参考文献：

1 刘志勇.电厂化学设备检修[M].北京：中国电力出版社，2004.

陈增润(1962-)，男，工程师，主要从事电厂锅炉补给水、工业废水等系统的设备维护、改造工作，email：hnkf007@126.com。

作者简介：

收稿日期：2015-08-12；修回日期：2015-11-11。