折叠式大流量滤元清洗试验及应用

王军昌 屈朝霞 张丽格

0 引言

折叠式大流量滤元在电厂应用越来越广泛，主要用于高速混床前作为除铁器，也有用于空冷机组作为精处理。我厂精处理前置过滤器采用PALL 公司过滤器，滤元采用大流量折叠式滤元。大流量滤元是一种内压式折叠滤元。每台过滤器安装24 支滤元，运行方式是间歇式运行，主要是除去凝结水系统中的铁屑等悬浮类杂质，保护后面的高混树脂不受铁污染，同时防止给水系统沉积铁垢。

由于使用大流量滤元的除铁过滤器设计上不能反洗，因此一旦过滤器运行阻力较大时，很多电厂采取更换滤元的措施，给电厂带来动辄数十万元的额外运行成本。还有些电厂为了节省这笔费用，错误地使过滤器处理部分流量的凝结水，进而降低过滤器压差，延长大流量滤元的使用寿命。但是这样致使大量的铁腐蚀产物进入后续处理系统，给机组带来铁腐蚀隐患。

1 出现的问题及分析

1.1 正常运行分析

河津发电分公司精处理前置过滤器于2010 年10月份开始投入运行。正常运行时，过滤器运行效果比较好，尤其是在机组启动过程中，无论过滤器进水铁含量如何变化，其出水水质中铁含量保持稳定，基本稳定在50 μg/L 以下，运行除铁率可达90%，其压差稳定在0.01 MPa 左右，完全能够满足机组启动时给水水质要求。

1.2 现场出现的问题

2012 年两台机组的前置过滤器均出现了运行问题：①过滤器进出口压差逐渐增大，达到了失效值0.17 MPa；②过滤器出水的铁含量逐渐增大，过滤器进出水铁含量已经平衡，甚至出现了出水铁含量大于进水铁含量问题，过滤器失去了除铁功能。机组大修后启动过程中，精处理前置过滤器达到失效值时压差和进出水铁含量趋势见图1、图2。

图1 失效时进出口压差变化趋势

图2 失效时进出水铁含量变化趋势

1.3 问题分析

主要原因是滤元受到严重污染。前置过滤器的主要目的是除去水质中的铁屑等杂质。尤其是机组启动过程，凝结水中的铁含量最高可达1 000 μg/L 左右，但经过滤器后约90%的杂质被截留，出水水质得到保证。过滤器滤元长期运行后，滤元上面截留了大量的杂质，本身受到污染，逐渐失去了除铁功能。第2页图3、图4 是拆卸下来的失效滤元和内部截留的污染物。由此可见，滤元受到污染后，表面颜色变成黄色，西安热工院对滤元内部污染物进行了成分化验分析，主要是铁腐蚀产物和少量的悬浮杂质。

图3 失效滤元表面

图4 内部截留的杂质

2 采取的措施

河津发电厂过滤器出现运行压差大的问题后，从安全和节能降耗两方面考虑，决定采用化学清洗的方法恢复其除铁功能。

2013 年将前置过滤器滤元拆卸下来送到西安热工院清洗。滤元清洗在室内完成即离线清洗。清洗时将滤元放进清洗槽内逐个清洗。和在线清洗相比，其优点是便于控制清洗参数，不会给滤元带来二次污染。离线清洗工作完全按照清洗工艺的要求，主要分为滤元表面污染物的冲洗、化学浸泡、化学循环清洗、水力冲洗和滤元保存5 个步骤。

2.1 表面污染物的冲洗

表面污染物的冲洗主要是通过水力的机械剥离作用。这类污染物由于附着能力较弱，因此在滤元化学清洗前只需用清水冲洗一下滤元即可。

2.2 化学浸泡

首先将待清洗的滤元整齐地放入不锈钢清洗槽内，根据滤元浸泡液配方，利用专用的加药平台将清洗剂溶解，并加热到一定温度。将配好的药液注入不锈钢清洗槽中，盖上盖子，浸泡12 h 以上。

2.3 物理清洗

利用清洗机的射流作用对浸泡好的滤元逐根进行清洗。根据滤元污染程度的不同调整清洗机的流量、压力、清洗角度等参数，以达到最优的清洗效果。

2.4 水力冲洗

经过物理清洗后，滤元表面和内部滤布上的大部分污染物可随清洗药液从滤布上分离。利用清水将整个清洗系统冲洗一遍，用清洗机再将物理清洗后的滤元进行最后的水力冲洗。当清洗液pH 值呈中性后，表明系统内剩余的未完全反应的清洗药液已经冲洗干净，停运清洗机，此次化学清洗完成。

2.5 滤元保存

为了防止清洗完的滤元在储存和运输过程中受到二次污染，用干净的塑料布将清洗后的滤元包好，妥善保存。

利用离线清洗设备，用清水冲洗清洗后的滤元，直至出水与清水的pH 值、电导相同为止。

3 应用效果

滤元清洗于2013 年5 月实施，工期共15 d。清洗后滤元颜色明显变浅，滤元绕线上的污染物得到了有效的去除（见图5）。

图5 滤元清洗后效果

除了从外观上检查滤元清洗效果以外，评价滤元清洗效果最重要的运行指标为滤元质量和投运后的过滤器压差。

3.1 滤元质量

热工院对清洗前后的滤元在25℃室温下晾干后分别进行了称重（见表1）。

表1 滤元清洗前后质量对比

如表1 所示，滤元经过清洗后，每支质量平均减少5.7 kg，清洗效果十分显著。

3.2 过滤器投运压差

滤元清洗后于2013 年2 月投入运行，初始投运压差仅为0.01 MPa，较之清洗前的0.2 MPa 降低了约95%，过滤器压差降低明显，清洗效果十分显著。

4 效益分析

本次滤元清洗的经济效益主要体现在节省滤元更换成本和混床运行成本两方面。

4.1 节省滤元更换成本

大流量滤元为进口产品，更换一台将近30 万元，而采用西安热工院的离线清洗技术后可为电厂节省20 多万元的材料成本。

4.2 节省运行成本

若滤元在污染状态下继续使用，由于前置过滤器压差过大旁路运行，致使混床树脂铁污染风险加大，导致树脂补充量加大、运行周期缩短、再生酸碱耗增大等问题，每年增加10 多万元的运行成本，使系统运行的经济性下降。

采用定期化学清洗的方法不仅延长滤元的使用寿命，重要的是保证了过滤器的除铁效果，滤元的通量可以经常保持在正常水平，提高了精处理出水水质，使锅炉排污率大幅度下降，锅炉清洗周期延长，确保机组安全稳定运行。

5 结语

河津电厂采用滤元离线清洗技术，获得了显著节能、降耗、减排效果，具有良好的社会效益、经济效益和环境效益，意义十分重大。