一种在线清洗管道过滤器的方式

王佼娇

（宝山钢铁股份有限公司，上海 200940）

1 设备现状

在循环水工艺系统中，管道过滤器已成为提高出水水质、维持系统稳定的必不可少的工艺设备之一。宝钢厂区内部，常使用的管道过滤器有：自清洗过滤器、提篮式过滤器等，常设置在送水泵出口前的位置，用于过滤开路系统中的大颗粒杂质，进一步提高系统的送水水质。

某循环水作业区清污循环的管道过滤器采用了自清洗过滤器。在长期不间断运行的状态下，系统中常常发生过滤器堵塞的现象。其中，污循环系统过滤器的堵塞现象尤为严重，造成过滤效果弱化，送水流量减小，压力异常降低等现象，重则将影响生产方的正常生产!

目前，作业区采取的措施是在定修期间开图盖清洗的方式。此法虽效果显著，但束缚条件较多：一要等待定修日停产后，方能进行开盖清洗；二要耗费大量人力物力及检修费用。2008年1月起，定修间隔由原先的30天延长了一倍至60天，清洗周期和定修间隔的矛盾日益尖锐，这对于确保水质合格、维持生产稳定无疑是一次巨大的挑战。因而，在不影响系统送水正常的前提下，寻求一个行之有效的解决措施成了当务之急！

2 工艺简介

如图1，过滤器进口和出口处分别设有进出口手动阀，正常状态下保持全开状态；在过滤器进口和出口管道之间设有旁路，并配至一个旁通阀，以便设备检修状态下维持送水畅通，正常状态下为全关；过滤器下部设有反洗排污阀（电动阀）和排放阀（手动阀）。过滤器分为上下两部分，并设有圆形内胆，为一定目数的过滤介质。

图1 自清洗过滤器结构图

2.1 运行

进口阀——开；出口阀——开；旁通阀——关；反洗阀——关；排放阀——关。

如图2，箭头为正常运行状态下的水流走向。二次喷淋系统中1100 m3/h的水经过喷淋泵加压至1.2 MPa后，通过管道过滤器进口阀进入罐体底部，自下而上流动。经过内胆壁的渗透作用，对水中杂质进行过滤和净化，再由上部经出口阀流出，直接送入生产方用户，此时压力为1.19 MPa，流量基本不变。

图2 运行中水流内部走势图

2.2 反洗

反洗阀——开；进口阀——开；出口阀——开；旁通阀——关；排放阀——关。

如图3，反洗用以去除截留在内胆壁上的杂质，在正常供水状态下进行。

图3 反洗中水流内部走势图

过滤器内部反洗阀与外界联通，顶端接电动机，中部有三块上下错开、相互夹角为120°的中空板。将反洗阀开启，中空板在电动机的带动下旋转，所到之处的水流对其表面产生一个负压，使附着于内胆壁上的杂质受到冲击，通过中空板吸入反洗排污管道去除。由于与外界联通，反洗时，送水流量和压力略有下降，但无深入影响。反洗结束后，关闭反洗阀，水量压力恢复正常。

运行中杂质受力分析如下：

杂质被截留在内胆壁上，故水平方向上受到的合力为0，得到P合=P内=P外+F阻=1.2 MPa

1.16 MPa为测得的出口处压力。由于反洗阀与大气联通，故内胆内部压力即为大气压，得到对杂质所产生的吸力（负压）

一般情况下，采取定时反洗的方式，以中空板旋转一周为基准，约耗时5 min。某循环水将反洗频率设定为每8 h反洗一次。

3 技术方案

通过对现场的勘查、对水质的研究、和开盖清洗作业时的跟踪发现，内胆壁表面截污以老化碎裂的冷却塔碎片为主，并有微量的大颗粒杂质、油份等。图4为前期自清洗过滤器开盖后的内部情况图。

图4 自清洗过滤器内部情况

冷却塔填料使用年限已久，且长期受到高压水的冲击，产生老化和破碎的现象，并随水流流入直送泵和过滤器中，造成堵塞现象。且由于填料碎片较薄，易镶嵌于内胆壁上，人工清洗也较为耗费精力，正常的反洗强度根本无法使之脱落。

在对现场的调查过程中，发现过滤器堵塞的原因，究其原因是反洗时间过短、反洗频率不够、反洗强度太低。针对上述原因，分别作出以下调整。

3.1 延长反洗时间

二次喷淋管路上的自清洗过滤器反洗时间由原先设定的旋转1周延长至3周，以此增加中空板缝隙对内胆每一部位的吸附时间。经试验，反洗管路中无填料碎片带出。

3.2 调整反洗频

在延长反洗时间的基础上，采取压差反洗配合定时反洗的模式。保留8 h一次的反洗频率，另在内胆壁的内外压差达到ΔP=0.2 MPa时进行人工反洗。

在现场操作过程中发现，反洗管路中有零星填料碎片冲出，CRT画面上流量、压力显示略有回升，但效果不明显。

3.3 增加反冲洗强度

在无法进一步提高过滤器本身反洗强度的情况下，我们尝试寻找外部的有利条件，以提高其冲击力度。通过对系统结构的研究,见图5，我们发现，为紧急情况所设的旁通阀，实为有力的反冲洗手段，能显著增强反冲洗强度。

图5 旁通反冲洗中水流内部走势图

步骤一 反冲洗

进口阀——关；旁通阀——开；出口阀——开；排放阀——开；反洗阀——关。

进口阀关闭后，水从旁通阀流至过滤器出口处分为两路，一部分流向用户，另一部分经出口阀流入过滤器中。此时，水流流量虽减少，但压力不变，仍能保持在进口处的水压（沿程损失忽略）。这部分水对内胆壁上的填料碎片进行高强度反冲洗5 min，使碎片松动、脱落。受力分析如下。

1.2 MPa为进水压力。由于排放阀与大气联通，故内胆内部压力即为大气压，得到:

即：此时对于填料碎片的反冲洗压力，大于反洗时所产生的反压。杂质的反冲洗强度有所增强，有助于杂质的去除。

步骤二 反洗

进口阀——开；出口阀——开；反洗阀——开；旁通阀——关；排放阀——关。

将过滤器调整到正常反洗状态。经过高强度反冲洗后，松脱的填料碎片更易从反洗管路中吸出。

3.4 应用效果

在对某循环水二次喷淋水的管道过滤器进行如法操作后，发现过滤器内胆中的大量蓝色塑料从排放阀中冲出，如图6所示。

图6 加强反冲洗后反洗出的填料碎片

从监控画面中得到的各项参数，也恢复到了堵塞前的正常水平。通过旁通阀，从内胆壁外部对其产生冲击，使之更易松脱，再配合正常反洗，能有效去除此类大粒径杂质，并保证系统的正常送水情况。过滤器反洗后的内部效果图如图7。

图7 反冲洗后的内部效果图

3.5 方案对比

反洗方案效果见表1。

从表1可知，在定修周期延长后，频繁的开盖清洗无法满足如此快节奏的生产模式。旁通反冲洗的方法显著改善了管道过滤器的状态，同时满足了用户的生产需求。

表1 反洗方案效果对比

4 结束语

如何能够更好的服务主体、满足用户生产需求，应成为水处理方努力的方向。本着这样的原则，我们对生产中所遇到的问题进行深入剖析，力争不影响生产，将各类问题都在线进行处理，一种在线清洗管道过滤器的方式也因此产生，并取得了良好的效果。