缩短重力无阀过滤器强制反洗时间

缩短重力无阀过滤器强制反洗时间

王玉博

国家能源集团宁夏煤业煤制油分公司空分厂，宁夏 银川 750000

摘要：循环水在冷却塔内和空气接触过程会吸收空气中大量的灰尘、泥沙和微生物，使系统黏泥增加，影响系统的换热效果，增加药剂消耗量。为减少系统黏泥，降低浊度，循环水场采用重力式无阀过滤器(重力无阀过滤器装置)来过滤掉其中的部分悬浮物。但是目前重力无阀过滤器运行存在强制反洗时间过长的问题，均不满足精准控制循环水浊度的条件。循环水系统浊度不断上涨，导致排污量增大，药剂流失，降低空分装置换热器换热效果，影响安全生产运行。

关键词：浊度；强制反洗；安全运行

1 现状

循环水场重力无阀过滤器出水浊度均＞6NTU，浊度偏高；且重力无阀过滤器强制反洗时间较长。

平均强制反洗用时偏差  = 0.44，强制反洗时间与平均强制反洗时间的平均值离散度小于0.5（标准偏差小于0.5，数据具有代表性）

2 研究内容

2.1 设计不合理

对循环水场重力无阀过滤器分水槽进行数据测量并进行理论计算，调查结果如下：

重力无阀过滤器顶部分水槽容易带气，要减少或者避免进水带气，需要限制水流的速度，在重力无阀过滤器进水量在设计值125m³/h的前提下，根据公式：

V下=Q/A≤0.1（m/s）

即可减少或者避免进水带气。

其中：Q—重力无阀过滤器进水流量（m³/h）；A—分水槽横截面积（㎡）；

由公式V下=Q/A可以得到如下下流速度分布:（其中红色为下流速度的极限值0.1（m/s））。

调查结论：重力无阀过滤器参数设计合理，能够满足强制反洗要求，因此设计不合理为非要因。

2.2 重力无阀过滤器填料污染、结块

对循环水场重力无阀过滤器滤料是否具备过滤能力进行分析，调查结果如下：

表1.重力无阀过滤器滤料厚度统计

1）经现场检查发现，无烟煤表面平整，无结块现象，但是无烟煤表面仅一层1-2cm的泥沙，内部有大量的粘泥。泥沙对无烟煤的吸附效果产生严重的影响，造成无烟煤无法过滤，重力无阀过滤器形成强制反洗时间过长。

2）现场测量无烟煤厚度不足设计值300mm，无烟煤在强制反洗时，期终水头损失无法建立。调查结论：重力无阀过滤器滤料污染严重，内部含有大量泥沙，且厚度不满足设计要求，滤料厚度达不到设计值为要因。

2.3 设备内部有泄漏

对重力无阀过滤器内部管线和设备进行检，调查结果如下：

经检查，重力无阀过滤器内部管线和设备无漏点，循环水在设备内部未走短路，对强制反洗不会造成任何影响。调查结论：重力无阀过滤器内部管线不存在漏点，内部设备完好，设备内部有泄漏为非要因。

2.4 虹吸辅助管堵塞或者泄漏

对重力无阀过滤器虹吸辅助管线、水射器进行检查，调查结果如下：

经过拆开检查后，发现虹吸辅助管、水射器和强制反洗管线不存在漏点和堵塞的情况。调查结论：重力无阀过滤器虹吸辅助管和水射器均不存在漏点。虹吸辅助管堵塞或者泄漏为非要因。

2.5 强制反洗形成的真空度低达不到反洗要求

对循环水场重力无阀过滤器强制用反洗操作进行跟踪调查，调查结果如下：

在强制反洗操作过程中，操作人员依照操作票对重力无阀过滤器进行投高压生产水，发现虹吸辅助管和虹吸管线内存在大量的气泡，强制反洗需要时间过长。

经过讨论，虹吸辅助管内的气泡来自重力无阀过滤器分水槽带气。为验证此问题，开始对旁滤进行操作测试。

测试方法：关闭重力无阀过滤器顶部进水分水槽，避免因进水带气造成重力无阀过滤器强制反洗过长。通过测试，得出以下结论：重力无阀过滤器全部实现强制反洗，。

调查结论：重力无阀过滤器强制反洗需要技术改造并优化操作。强制反洗形成的真空度低达不到反洗要求为要因。

要因总结：经过对要因的反复验证，强制反洗需要的时间过长主要是由以下2项原因造成：1）泥沙沉积造成滤料结块，滤料厚度达不到设计值；2）强制反洗形成的真空度低达不到反洗要求。

3 实施对策

3.1 更换重力无阀过滤器滤料

3.1.1 方案实施

更换滤料主要解决以下问题：解决滤料厚度不够造成过滤精度降低；增加重力无阀过滤器期终水头损失高度，使反洗更容易成功。对重力无阀过滤器滤料进行清理，对结块的滤料进行置换，原滤料清理干净后补装滤料，增加滤料厚度，达到设计文件要求的厚度300mm。

3.1.2 对策一效果检查

清洗并加装滤料后，重力无阀过滤器强制反洗形成时间从120分钟降低至100分钟左右，强制反洗减少约20%的时间；出水浊度从23NTU降低至14NTU左右，浊度降低约25%。

3.2 增设水射器加大抽真空力度

方案实施：主要从两个方面入手：1）加快抽真空速度2）缩短强制反洗时间，决定在重力无阀过滤器C1组的虹吸辅助管线上增加水射器，利用0.5MPa蒸汽作为驱动力，强制将重力无阀过滤器内的空气抽出，加快抽真空速度。技术改造后，投用水射器约18min，真空值降至-10kpa，强制反洗成功。增加水射器能够实现重力无阀过滤器强制反洗，缩短强制反洗从100分钟降低至20分钟，节约强制反洗时间约80%，且足以证明重力无阀过滤器顶部分水槽带有少量的气体，造成虹吸极难或者无法形成。考虑到增加水射器技术改造工作量大，物资消耗量大，增大了人员劳动强度，暂不施行技改，从优化工艺操作中寻找突破点。

3.3 攻关操作方法

方案实施：经过不断的观察在强制反洗过程中，虹吸辅助管有气泡不断的冒出，有两种原因：第一个是循环水中溶解的空气在负压条件下解析，第二是重力无阀过滤器入口循环水带有少量的气体。为了测试两种原因，决定进行操作方法改进，在重力无阀过滤器反洗过程中将上水阀关闭，避免循环水带气进入重力无阀过滤器内部，从而造成虹吸形成初期的真空不断被破坏。在此条件下打开高压生产水强制反洗，发现虹吸辅助管内没有气泡，有均匀的水流出。约10-15min后，强制反洗成功。攻关操作后重力无阀过滤器能够实全部强制反洗，且节约强制反洗成功时间约80%-90%，也降低强制反洗高压生产水流量消耗。从浊度参数监测结果来看，重力无阀过滤器出水浊度有明显的下降，但是达不到设计值≤3NTU，需要继续攻关。考虑到重力无阀过滤器两个为一组，中间处于联通状态，在强制反洗过程中，两个罐子内的水对一个重力无阀过滤器进行冲洗。经过小组调查研究，在强制反洗形成初期，将重力无阀过滤器上水阀打开，保持进水状态，强制反洗用水量将增加约13m³/h，提高了对滤料的清洗强度和清洗量，能够保证滤料完全清洗干净。经过不断的操作优化，重力无阀过滤器出水浊度有明显的下降，所取样的4组重力无阀过滤器出水浊度≤3NTU，达到设计指标。通过以上各项措施的实施，对重力无阀过滤器出水浊度进行调查，平均值均小于3NTU。

在对2#空分空冷塔和水冷塔分布器拆检过程中发现，分布器内无泥沙等沉积物，循环水流通顺畅。冷却水泵和冷冻水泵入口滤网除了有少量的填料碎片外，未发现泥沙堵塞现象。解决重力无阀过滤器无法强制反洗，能够保证循环水浊度稳定，给空分设备的稳定运行提供良好的基础条件。

参考文献：

[1]程晓明,朱庆龙,陈奉华.天然气净化厂循环冷却水旁流过滤器选型探讨[J].天然气与石油,2017,35(06):80-84.