空压机站旁滤系统优化改造的实践

赵利平，赵刘强

（首钢京唐钢铁联合有限责任公司，河北唐山 063200）

引言

循环水旁滤过滤器通过逐步多次的循环截留，将系统内的杂质过滤，最后通过必要的反冲洗，将杂质过滤排出水循环系统。随着设备使用年限的延长，某钢铁厂烧结空压机站循环水浊度超标，导致空压机、干燥器冷却器铜管堵塞，严重影响冷却器换热效果。2020 年11 月份结合高炉休风对吸水井、冷塔集水槽进行清洗，但是循环水浊度下降不明显，后期又通过增加排水量来控制水质，水质有所改善，但是补水量增加50 t/d，运行成本增加。12月打开旁滤罐人孔检查，发现罐体内过滤层上部淤泥较厚达200 mm，局部淤泥出现板结，并且淤泥有穿透滤层现象。从旁滤罐内部情况分析来看，旁滤罐内部滤料已失效，因此造成循环水系统浊度高的直接原因就是旁滤系统失效。

1 原因分析

（1）前期滤料填装不够规范，滤层厚度达不到设计要求，后期滤料有少量流失和淤泥穿透滤层现象。罐体底部设计缺乏水帽，水流分布不均匀，水流在罐体内部产生隧道效应，边缘区域出现盲区，降低过滤效果。

（2）烧结空压机站旁滤罐操作系统设计为手动操作，人为干预因素较多，设备要求连续过滤16 h后必须反洗15 min，一旦旁滤罐过滤时间过长，造成罐体内部悬浮物、沉渣积累过多，操作人员没有严格按照要求及时反洗造成污物聚集，是造成板结的直接原因。

（3）滤料直接吸着不易脱落的污泥，单靠水流剪切力无法剥离滤层中的污物。

（4）烧结空压机站毗临烧结、球团区域，周边环境较差，空气中的粉尘、悬浮物通过冷塔进入循环水系统。

2 优化方案

2.1 均匀布水改造

严格按照规范填装滤料，确保滤料高度达到1 800 mm；罐体底部增设卵石，替代水帽，水流通过卵石之间缝隙流通实现均匀布水效果。

2.2 控制系统升级

为了减少人为干预，确保旁滤系统性能有效发挥，将旁滤系统通过计算机程序自动控制，提高了作业效率和设备自动化水平。工艺流程见图1。

图1 旁滤系统工艺流程图

2.2.1 过滤状态

程序启动后自动通过脉冲信号给至V1、V4 阀门，阀门得电后30 s自动打开，V2、V3不得电保持关闭状态，此状态持续16 h。

2.2.2 过滤状态切换至反洗状态

16 h后，过滤状态结束，程序自动通过脉冲信号给至V2、V3 阀门，阀门得电后30 s 自动打开，1 min后程序自动将关闭脉冲信号给至V1、V4 阀门，V1、V4阀门30 s自动关闭，旁滤罐进入反洗状态。

2.2.3 反洗状态切换至过滤状态

反洗15 min 后，程序自动将脉冲信号给至V1、V4 阀门，阀门得电后30 s 自动打开，1 min 后程序自动将关闭脉冲信号给至V2、V3 阀门，V2、V3 阀门30 s 自动关闭，旁滤罐进入过滤状态。通过上位电脑程序发出打开、停止脉冲信号控制阀门切换，从而达到以时间为周期实现旁滤罐状态在线切换。

2.3 增加气水反冲洗

当污泥穿透进入过滤层或者滤床底板截留淤泥后，单靠水流剪力反冲洗不能将污物从滤层剥离。通过气水联合冲洗可以解决这个问题，压缩空气加入后，可以达到以下效果。

（1）在反洗过程中可以增加剪切力，使得通常水冲洗时不易剥落的污物在气泡急剧上升的高剪力下得以剥落［1］。

（2）可以增加滤料直接的扰动，使得滤料颗粒之间的碰撞摩擦加剧，降低污物在滤料上的附着力。

（3）气泡在滤层中的运动减少了水冲洗时滤料之间的阻力。

（4）其提高滤料层的清洁度。

旁滤罐濒临1#空压机，1#空压机设计有2 根DN50 泄水管，主要用来排放中间冷却器内的冷凝水，泄水管排放压力最高0.6 MPa，流量100 m3/h。通过控制泄水管阀门大小使压缩空气流速保持在15 m3/h，在罐底制作布气管，压缩空气通过布气管实现均匀布气，先用压缩空气进行气洗，气洗5 min后，气水混合反洗10 min，最后用清水反洗5 min，每周进行一次。

2.4 增加冷塔外部防尘网

鉴于烧结空压机站地理位置靠近烧结、球团区域，周边环境相对较差，建议对冷却塔进风口增加防尘滤网。前期发生过编织袋、塑料袋进入冷塔集水槽回水口，导致回水不畅，由于发现及时未造成较大影响。

3 实施效果

2020 年12 月15 旁滤系统改造完毕，改造后浊度和悬浮物含量达到冷却器使用要求，数据前后对比如下表1所示。

表1 改造前后数据对比

4 小结

通过对旁滤系统浊度高现状分析［2］，通过增加鹅卵石、优化控制逻辑、增加防尘网等手段解决了循环水浊度偏高问题，改造实施后达到了预期效果，为空压机站换热器稳定高效运行奠定了基础。