熱電廠循環水過濾是保障循環冷卻水系統安全、穩定、高效運行的關鍵環節之一。其主要目的是去除水中的懸浮固體、泥沙、藻類、生物粘泥、腐蝕產物等雜質,以防止它們在系統中沉積,造成以下問題:
1. 結垢: 雜質作為晶核促進水垢沉積,降低換熱效率。
2. 腐蝕: 沉積物下易發生局部腐蝕(垢下腐蝕)。
3. 微生物滋生: 懸浮物和粘泥為微生物提供附著點和營養源。
4. 堵塞: 堵塞凝汽器管束、冷卻塔填料、管道、閥門和噴頭。
5. 降低換熱效率: 污垢層增加熱阻,嚴重影響凝汽器真空度和機組熱效率。
6. 增加能耗和運行成本: 為維持相同出力,需要增加循環水量或降低背壓,增加泵耗;增加化學藥劑消耗;增加清洗維護頻率和成本。
## 循環水過濾的主要位置和目的
1. 補充水過濾:
位置: 在補充水進入循環水系統之前(如地表水、再生水作為補充水源時)。
目的: 去除原水中的大部分懸浮物、泥沙、藻類等,減輕后續循環水系統的過濾和處理負擔。
常用技術: 多介質過濾器(砂濾)、盤式過濾器、自清洗過濾器、超濾等。
2. 循環水旁流過濾:
位置: 從循環水回水總管或冷卻塔水池引出部分水流(通常占總循環水流量的1%-5%),過濾后再返回系統。
目的: 這是最核心、最常用的循環水過濾方式。持續去除系統內不斷產生的懸浮物(如剝落的腐蝕產物、生物粘泥碎片、空氣中的塵埃、補充水帶入的少量雜質等),維持系統水質的澄清度,控制濁度在較低水平(通常目標值 < 10 NTU,甚至更低)。
優勢: 處理流量相對較小,設備投資和運行成本較低;能有效控制系統內的懸浮物濃度;可與排污配合,去除部分溶解性固體。
常用技術: 自動反沖洗過濾器(網式/濾芯式)、砂濾器、高效纖維過濾器、旋流分離器等。
3. 全流量過濾(較少見):
位置: 安裝在循環水泵出口總管上。
目的: 對所有循環水進行過濾。
缺點: 處理流量巨大,設備龐大,投資和運行成本極高;壓降大,增加水泵能耗。一般僅在特殊要求或小型系統中采用。
## 常用的循環水過濾技術
1. 網式/濾芯式自動反沖洗過濾器:
原理: 利用不銹鋼濾網或濾袋/濾芯攔截懸浮物。當壓差達到設定值或定時觸發時,自動進行反沖洗(水或氣水聯合),將截留物排出系統。
特點: 結構緊湊、自動化程度高、反沖洗水量小(通常<1%處理水量)、過濾精度可選(幾十微米到幾百微米)。應用非常廣泛。
常見類型: 吸吮式/刷式自清洗過濾器、轉臂式自清洗過濾器、多筒濾芯式自動反沖洗過濾器。
2. 砂濾器:
原理: 利用不同粒徑的石英砂、無煙煤等多層濾料作為過濾介質,通過深層過濾去除懸浮物。
特點: 處理能力強,對粘性物質、細小微粒去除效果好,出水水質穩定。但設備體積較大,反沖洗耗水量較大(通常>處理水量的2-5%),需要配置反洗水泵和儲氣罐(氣水反洗時)。
運行方式: 壓力式或重力式。通常需要定期手動或自動進行反沖洗。
3. 高效纖維過濾器:
原理: 利用纖維束或纖維球作為濾料,通過壓縮形成致密的過濾層,孔隙小,截污能力強。
特點: 過濾精度高(可達1-5微米),截污容量大,運行流速高,設備相對緊湊。反沖洗方式有氣水聯合反洗等。
應用: 對出水濁度要求非常高的場合。
4. 旋流分離器:
原理: 利用離心力分離密度大于水的固體顆粒(主要是沙粒等較重的無機物)。
特點: 無運動部件,結構簡單,維護量小,壓降低,處理量大。但去除輕質懸浮物(如粘泥、藻類)效果差,通常作為前置粗過濾。
應用: 常用于去除冷卻塔水池底部的沉沙,或作為其他過濾器的預處理。
5. 盤式過濾器:
原理: 由一組刻有溝槽的塑料盤片疊壓組成,溝槽形成過濾通道。水流通過時雜質被攔截在盤片表面和溝槽內。
特點: 過濾精度可選(幾十到幾百微米),反沖洗效率高,耗水量少(<1%),自動化程度高。通常用于補充水過濾或旁濾流量較小的場合。
6. 膜過濾:
原理: 利用微濾或超濾膜的物理篩分作用去除微小顆粒、膠體、細菌甚至部分大分子有機物。
特點: 過濾精度最高(0.01 - 0.1微米),出水水質極佳。但投資和運行成本高,膜易污染需定期清洗,通常僅用于對水質有極高要求的特殊場合或作為補充水的深度處理。
選擇過濾方案的關鍵考慮因素
水質情況: 懸浮物濃度、粒徑分布、粘性、有機物含量、濁度。
處理水量: 是旁濾(小流量)還是補充水過濾(相對小流量)或全流(大流量)。
過濾精度要求: 目標出水濁度或懸浮物含量。
空間限制: 設備占地面積和高度。
自動化程度要求: 是否需要全自動運行。
運行成本: 設備投資、能耗、反洗水耗、維護成本。
維護便利性: 濾料更換、清洗、備件獲取的難易程度。
系統兼容性: 與現有水處理工藝(如加藥)的配合。
總結
熱電廠循環水過濾是必不可少的物理處理手段,主要采用旁流過濾技術(如各種類型的自動反沖洗過濾器或砂濾器),目標是持續、有效地控制系統內的懸浮物濃度。選擇合適的過濾技術和方案需要綜合考慮水質、水量、精度要求、成本和維護等因素。良好的過濾效果能顯著減少結垢、腐蝕、微生物滋生和堵塞風險,提高凝汽器真空度和熱效率,降低運行維護成本,延長設備壽命,是電廠節水、節能、安全、經濟運行的重要保障。
記住:過濾是整個循環水處理方案(包括化學加藥處理、排污控制等)中的一個核心環節,需要與其他措施協同作用才能達到最佳效果。 定期監測循環水的濁度和懸浮物含量是評估過濾效果和系統運行狀況的重要指標。
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