浅谈超声理化复合清洗技术的应用

[摘要]本文着重分析了超临界机组凝结水精处理前置过滤器滤芯的污堵，针对污堵滤芯的污染物全分析，試验了一种新型的体外清洗新型技术，并对清洗前后前置过滤器的运行状况进行了对比分析，清洗对节约成本、延长运行反洗周期、在电厂生产过程中具有重大的实际意义。

[关键词]凝结水精处理;前置过滤器;滤芯;污堵;清洗

1、概述

大唐华银电力股份有限公司金竹山火力发电分公司1×600MW超临界机组凝结水精处理系统设置2×50%前置过滤器+3×50%高速混床，系统设计精处理系统大旁路、流量前置过滤器旁路和高速混床旁路，系统设计水量1452t/h，系统设计压力4.0MPa，设计DN1700前置过滤器两台，每台过滤器内装PALL公司折叠滤芯192支，DN3200球形混床3台，体外高塔分离再生系统一套。#3机组精处理前置过滤器滤芯至今年3月已快满2年，按照厂家设计标准，前置过滤器滤元满2年需更换一次，根据现有情况来看，#3机组精处理前置过滤器滤元每运行几小时甚至30分钟后就失效需再生，且再生后不能达到厂家设计标准，滤元运行差压已超出厂家设计差压<0.08，根据#3机组大修后精处理水质运行报表数据，前置过滤器运行差压在前置过滤器旁路开启30-50%的情况下保持在0.11左右运行，2012年7月#3机组大修运行后，#3机组精处理前置过滤器滤元充当了机组启动滤元，这也加剧前置过滤器滤元的提前失效，从2012年10月开始，在机组负荷达到500MW以上时，前置过滤器压差过高，每次运行需要开旁路30%-50%，滤元差压在0.06-0.11之间运行，有时甚至才再生出来运行几分钟就出现必须开旁路的现象，铜、铁含量接近失效值，前置过滤滤芯污堵严重，反洗周期由原来的7到10天缩短到8小时左右。如果按照常规方式进行滤芯更换，约需要70万元，为了降低成本，决定对滤芯进行体外清洗。

2、污堵滤芯清洗

2.1污堵滤芯污染物成分分析

为了对污堵滤芯污堵物成分进行分析，以确保清洗的可行性，委托北京神州东宇环境工程有限公司对污堵滤芯进行了全分析，对现场提供的滤元所截留的沉积物进行了扫描电镜形貌及元素分析，分析结果如表一所示

表1 滤元截留物元素分析结果（质量百分比含量%）

滤元部位 外表面 中间层 内表面

上 Fe/86.4Si

/13.6 / 大颗粒物：Fe/31.4，Si/9.2，S/39.2，Ca/13.2，Zn/7.0。

下 Fe/88.4Si

/11.6 细颗粒物：Fe/87.0，Si/13.0;

大颗粒物：Fe/13.7，Si/5.3，S/40.9，Ca/17.9，Zn/5.0，Ba/17.1。 Fe/84.4

Si/15.6

通过对上表分析可知;滤元污堵物主要是氧化铁和硅化物，氧化铁约占80%～90%，硅化物（细砂）约占10%～15%。

2.2污堵滤芯清洗小型试验

第一步：在密闭式专用循环超声波复合清洗机内，使用有机溶剂（四氯化碳）做为萃取剂，对滤芯进行除油清洗，同时启动循环泵和超声波振子，微波萃取除油，1小时后，将萃取剂排放掉。第二步：使用5%盐酸清洗加0.5%氟化钠的混合清洗液在50℃左右将滤芯循环清洗12小时，滤芯上的氧化铁颗粒变小，但不能全部溶解，硅化物（细砂）去除效果不明显。滤芯颜色基本上还是没变化，是铁黑色，清洗效果不佳。第三步：将清洗后的1#滤芯放入超声波清洗装置中进行超声波清洗，清洗1小时后，滤芯颜色明显变白，滤芯上的小颗粒基本沉积在超声波清洗机下部，滤芯里小颗粒明显变小。第四步：将超声波清洗后的滤芯再次放入5%磷酸溶液中在60℃左右将滤芯循环清洗6小时，滤芯上的氧化铁颗粒基本溶解，颜色进一步变白，滤芯里的污染物基本呈现流动状态。第五部：将第二次清洗后的滤芯放入超声波仪内再次清洗，1小时候滤芯基本变白。和新滤芯对比基本上差不多，无污染物，污染物去除率达到99%。

3、清洗滤芯、安装及清洗前后的运行对比分析

3.1滤芯清洗

按照上述小型试验方法，将滤芯放入大规模清洗装置中进行离线清洗，按照四步清洗的工艺流程对滤芯进行清洗，一次100根，400根滤芯经过10天左右时间基本清洗完毕。进行回装投运。

3.2滤芯回装后的预处理

对回装后的滤芯，配置0.3%的碱液进行浸泡12小时，然后进行循环反洗，反洗到反洗水比电导小于1us/cm，投运前置过滤器。

3.3清洗前后滤芯运行差压及运行时间对比

在清洗前，前置过滤器运行差压见清洗前附图1，运行周期基本上在8小时左右，清洗后运行周期延长到10天，运行差压见清洗后附图2，运行差压一直小于0.03MPa，具有明显的效果，和新更换的进口滤芯相比效果相差不多，铁去除率也相差不大，不存在滤芯清洗损坏问题。

清洗前附图1

清洗前附图2

从图1可看出过滤器运行差压从初始0.05，差压迅速上升至0.18左右，最高运行差压达到0.197，过滤器旁路阀动作频繁触发（50%～100%）见图2;

清洗后附图3

清洗后附图4

从图3、4可看出，过滤器滤芯清洗后运行最大压差0.024MPa，最小压差0.005Mpa，旁路阀全关，过滤器运行稳定，差压维持在0.024。

4、结论

通过化学离线清洗与超声波结合式的组合清洗工艺，滤芯能达到很好的清洗效果，清洗后的滤芯运行周期明显延长，清洗后的滤芯对铁及悬浮物的去除率与新滤芯相比无明显差别，在节约投资、安全生产运行上具有很好的实际意义，值得推广。

参考文献

[1]李锐，何世德，张占梅，周高飞.凝结水精处理现状及新技术应用研究[J].水处理技术，2009，（02）.

[2]王金玲，王仓仓.660MW超超临界机组凝结水精处理系统运行的改进[J].清洗世界，2010，（10）.

[3]陈孝和.中压凝结水处理设备的问题及改进[J].电站辅机，1996，（03）.

作者简介

曾汉东，主要从事电厂化学工作，大唐华银金竹山火力发电分公司设备管理部化学设备点检工程师。