3M大流量過濾系統(tǒng)在凝結(jié)水處理中的應(yīng)用
來源：谷騰水網(wǎng) 閱讀：2847 更新時間：2009-07-27 10:48
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圖 3M 大流量過濾系統(tǒng)（壓題圖）
（概要：凝結(jié)水精處理系統(tǒng),對目前的國內(nèi)電廠機組而言，是重要的一個輔助系統(tǒng)之一。凝結(jié)水水質(zhì)直接影響到鍋爐的安全運行，還對發(fā)電成本產(chǎn)生直接影響。而其中的前置顆粒過濾器不僅可以過濾掉凝結(jié)水中的顆粒雜質(zhì)，還可以間接降低凝結(jié)水中的溶解鹽含量。本文重點介紹了3M 大流量過濾系統(tǒng)產(chǎn)品特征和好處，用技術(shù)數(shù)據(jù)闡明了大流量濾芯優(yōu)異性能，證明其在凝結(jié)水處理中的技術(shù)優(yōu)勢，為電廠水處理過濾解決方案提供了技術(shù)參考和選擇依據(jù)。）
前言
水猶如發(fā)電廠的血液，在整個熱力系統(tǒng)中循環(huán)，經(jīng)過處理的水經(jīng)過鍋爐后吸收熱量后轉(zhuǎn)換成蒸汽，導(dǎo)入汽輪機，蒸汽的熱能量轉(zhuǎn)變成機械能；汽輪機帶動發(fā)電機，然后將機械能轉(zhuǎn)換成電能。發(fā)電過程完成。蒸汽進入凝汽器，成為凝結(jié)水，經(jīng)過在線處理和補充后進入下一個循環(huán)？梢哉f，水是火力發(fā)電機組機爐間能量傳遞的唯一介質(zhì)。它對機組安全、經(jīng)濟作用是很大的,特別是凝結(jié)水的質(zhì)量(相對于整個汽水系統(tǒng)) 是起決定作用的。汽水在機爐間的不同參數(shù)和形態(tài)在循環(huán),不可避免引入固體雜質(zhì)和溶解的各種金屬鹽類以及泄漏的其它鹽類雜質(zhì)(包括凝汽器泄漏、換熱器、水箱、加藥泵等部位)，由于凝結(jié)水水量大，雖然這些雜質(zhì)含量較低,但是不間斷的循環(huán)和積累, 可能會造成熱力設(shè)備的結(jié)垢，腐蝕以及過熱器和汽輪機的積鹽，造成效益降低，機械損壞等危害。凝結(jié)水精處理是最直接的,最后的水質(zhì)把關(guān)設(shè)備,它是可阻止一切鹽類和固體雜質(zhì)的漏過,所以是不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備，而精處理前置顆粒過濾器主要目的就是為了除去凝結(jié)水中的顆粒雜質(zhì)。
顆粒過濾器的重要性
下圖為凝結(jié)水處理系統(tǒng)中的顆粒過濾器處理單元示意圖。在凝結(jié)水處理系統(tǒng)中，顆粒雜質(zhì)過濾器也稱為預(yù)過濾器或者前置過濾器。顆粒雜質(zhì)過濾器的目的主要是除去凝結(jié)水中的顆粒雜質(zhì)，試驗室分析發(fā)現(xiàn)大部分凝結(jié)水中的固體顆粒雜質(zhì)分布一般在3~15微米左右分布，而且固體顆粒雜質(zhì)大部分為金屬顆粒物，這些顆粒雜質(zhì)不僅會附著在管道或者設(shè)備內(nèi)表面，引起結(jié)垢，造成設(shè)備失效或者效率降低，而且這些金屬顆粒雜質(zhì)在水中會形成一個動態(tài)平衡，溶解成可溶解懸浮物，在水中一直循環(huán)，造成凝結(jié)水系統(tǒng)中金屬離子含量超標。另外，大量的固體顆粒如果沒有經(jīng)過顆粒過濾器，會直接進入樹脂交換系統(tǒng)，造成樹脂交換系統(tǒng)過早堵塞，影響樹脂交換系統(tǒng)的使用壽命和再生效果。
由于凝結(jié)水循環(huán)量大，對水質(zhì)要求較高，因此常規(guī)濾芯無法滿足其技術(shù)要求，而且由于常規(guī)普通濾芯流量小，因此安裝數(shù)量大，安裝過程中如果不到位，容易產(chǎn)生泄漏，給系統(tǒng)帶來巨大危害。3M大流量過濾系統(tǒng)正是根據(jù)諸如電廠水質(zhì)而開發(fā)的一款新型、專利的過濾產(chǎn)品。
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顆粒雜質(zhì)過濾器處理單元示意圖
3M大流量過濾系統(tǒng)
3M大流量過濾濾芯融合了無紡布技術(shù)、微復(fù)制技術(shù)、專利打摺等先進技術(shù)，單支濾芯最高流量可以達到110噸/小時，賦予濾芯高精度、高效率、高流量、深層過濾、使用周期長等特點，濾芯在1-70μm范圍內(nèi)絕對過濾效率達到99.9%。大流量過濾系統(tǒng)設(shè)計緊湊，過濾系統(tǒng)小，初期投入低，而且占用空間小。濾芯采用“O” 型圈密封和獨特的導(dǎo)流管設(shè)計，使用方便，可以保證過濾效率，杜絕旁漏。表一列出了3M大流量過濾系統(tǒng)特征與好處。
表一 3M大流量過濾系統(tǒng)特征與好處
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特征 |
好處 |
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單只濾芯最高流量達110 T/Hr |
過濾系統(tǒng)小，系統(tǒng)初期投入低 |
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專利水平打褶結(jié)構(gòu) |
高流量、使用壽命長、過濾成本低 |
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緊湊設(shè)計 |
過濾系統(tǒng)小，初期投入低 |
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絕對過濾精度 |
保證過濾品質(zhì) |
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操作簡單 |
無安裝工具要求，更換時間短 |
3M大流量過濾濾芯
作為大流量過濾系統(tǒng)的核心過濾單元，大流量濾芯采用了專利的水平打摺技術(shù)，在有限的空間內(nèi)使過濾介質(zhì)面積最大化，同時專利的折疊技術(shù)可以確保流體通過濾芯時，每個單位面積過濾介質(zhì)都有流體通過，確保過濾介質(zhì)面積完全轉(zhuǎn)換化有效過濾面積。同時將濾芯內(nèi)徑擴大到3英寸，外通內(nèi)暢的流向方式使單只濾芯最高流量達到110噸/小時。
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3M大流量過濾濾芯專利水平打褶結(jié)構(gòu)示意圖
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3M大流量過濾介質(zhì)鋪展照片
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3M大流量過濾濾芯現(xiàn)場使用照片
大流量濾芯過濾介質(zhì)采用3M無紡布技術(shù)平臺，采用聚丙烯熔噴材料。纖維組織疏松，高空隙率增加了雜質(zhì)的容截量，具有深層三維過濾效果，屬復(fù)式深層截留，即較大的顆粒雜質(zhì)被截留在纖維表面，而細微顆粒則被捕捉于濾材深層中，因此濾芯的過濾效率具有梯度過濾效果。下圖為3M CUNO高流量濾芯HF004型號濾芯的過濾效率數(shù)據(jù)，HF004宣稱精度和過濾效率為在5微米時為99.9%，但是從圖五中可以看出，HF004濾芯在測試過程中，5微米的過濾效率大于99.9%，而且對3微米顆粒雜質(zhì)的過濾效率也達到99.5%以上。那就意味在實際應(yīng)用中，3M CUNO高流量濾芯可以過濾比宣稱精度還小的固體顆粒雜質(zhì)。絕對精度過濾效率以及梯度過濾效果可以讓凝結(jié)水系統(tǒng)變得更干凈，充分滿足電廠凝結(jié)水過濾要求。
對傳統(tǒng)濾芯而言，高過濾效率、高容納雜質(zhì)能力（容污能力）和使用壽命往往無法尋求一個最佳平衡點。即產(chǎn)品過濾效率高的話，其容污能力和使用壽命可能往往較短，反之。3M大流量濾芯由于自身的技術(shù)優(yōu)勢和獨特設(shè)計很好的平衡了過濾效率、容污能力和使用壽命三者之間的關(guān)系，做到了99.9%的絕對過濾效率，而且產(chǎn)品容污能力強，在相似應(yīng)用中，單只濾芯的容污能力達到10公斤，容污能力強，使用壽命也長。
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3M大高流量濾芯過濾效率圖表
為了方便操作，3M大高流量濾芯采用了手柄式人性化設(shè)計，濾芯安裝時，只需將濾芯插入定位柱，濾芯到底后旋轉(zhuǎn)90度就可以確保密封。底部采用單O型圈密封和濾芯導(dǎo)向定位設(shè)計。密封部分為濾芯底部連接件上的O型圈及其凹槽，當濾芯插入定位柱時，濾芯上的O型圈與定位柱上的圓柱內(nèi)面相配合，實現(xiàn)密封。濾芯底部連接件上均勻分布4個導(dǎo)向翅片，當濾芯插入定位柱時，導(dǎo)向翅片首先與定位柱外沿相接觸，引導(dǎo)濾芯方便順利的插入定位柱內(nèi)。同時，為了防止高流量下濾芯移位造成旁漏，還采用了濾芯鎖緊定位設(shè)計，當濾芯插入定位柱內(nèi)部時，濾芯底部的翅片插入定位柱卡槽底部，這時慢慢旋轉(zhuǎn)濾芯90度。 翅片順著卡槽滑入鎖緊槽內(nèi)， 實現(xiàn)濾芯的鎖緊。 當更換濾芯時， 反向旋轉(zhuǎn)90度，則使濾芯脫離鎖緊槽，很方便的被拉出，更換非容容易。
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3M大高流量濾芯底部和頂部結(jié)構(gòu)
3M大流量濾筒
3M大流量濾筒是和大流量濾芯同步開發(fā)的新型濾筒，采用標準結(jié)構(gòu)和客戶定制兩種形式，材料結(jié)構(gòu)多樣，外形可以根據(jù)客戶要求做成立式和臥式兩種。
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3M大流量濾筒結(jié)構(gòu)示意圖和實物照片
對比分析
前置過濾器形式多樣，有除鐵過濾器，線繞過濾器，折疊過濾器等。除鐵過濾器去除雜質(zhì)選擇比較單一，而且效率有限。其它過濾器也有一定的局限性。下圖為同一案例的不同過濾系統(tǒng)選型對比，系統(tǒng)流量為2000GPM（約455噸/小時），圖（a）為選用3M 大高流量過濾系統(tǒng)，系統(tǒng)大小為：濾芯7支，濾筒直徑為24英寸；圖（b）為某公司折疊濾芯，系統(tǒng)大小為：濾芯85支，濾筒直徑為30英寸；圖（c）為某公司深度濾芯，系統(tǒng)大小為：濾芯120支，濾筒直徑為36英寸；比較而言，僅初期投入這項，3M過濾系統(tǒng)就節(jié)約了大約40%的成本。更換7支3M 大流量濾芯僅需15分鐘，而傳統(tǒng)濾芯可能需要4個小時以上的時間，3M 大流量過濾系統(tǒng)大大降低了停車時間。綜合比較而言，3M 大高流量過濾系統(tǒng)優(yōu)勢不言而喻。
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不同過濾系統(tǒng)選型對比示意圖
結(jié)論
3M大流量過濾系統(tǒng)設(shè)計緊湊，單只濾芯最高流量可以達到110噸每小時，絕對過濾效率產(chǎn)品，操作容易，使用壽命長，容污量高，是電廠凝結(jié)水精處理前置過濾系統(tǒng)的最佳選擇。
