滤网式过滤器在工业循环冷却水中的应用工业循环冷却水使用过程中在冷却塔内和空气充分接触,吸收了空气中大量的灰尘、泥沙和微生物,使系统黏泥增加,影响系统的换热效果。为减少系统黏泥,通常采用重力式无阀滤池(旁滤装置)来滤掉其中的部分悬浮物。虽然重力式无阀滤池具有结构简单、操作方便和工作可靠等优点,但存在排水量大、清砂不便等缺点[1]。利用滤网式过滤器过滤循环水可以较好地克服上述缺点,这一新型过滤器正逐步得到应用。
1 重力式无阀滤池的工作原理和特点
重力式无阀滤池过滤量一般为总循环水量的2%～5%,进水浊度要求小于20mg/L,示意图如图1所示。过滤原水先进入高位配水槽(常压),经U形管进入虹吸上升管,再由内布水挡板均匀地布水于滤料层中,水自上而下通过滤料层过滤,过滤水从阻力配水系统进入集水器后,通过连通渠流到冲洗水箱———出水箱,当水位上升至出水管的喇叭口时,过滤后的清水就流入循环水池。
滤池刚投入运行时,滤料层较清洁,水压损失小。运行一段时间后,滤料层中杂质逐步增多,水压损失随之增加,虹吸上升管中的水位慢慢升高。当虹吸上升管中的水位升高到虹吸辅助管管口时,水便从辅助管中急速流下,依靠水流的挟气和引射作用,通过抽气管不断带走虹吸管中的空气,使虹吸管形成真空,虹吸上升管中的水便大量地越过管顶,沿虹吸下降管落下,这时就开始了反冲洗过程。冲洗水箱的水经过连通渠、集水区和配水系统从下而上冲洗滤料层,冲洗废水通过虹吸管流入排水井后流至沟渠。在冲洗过程中,水箱的水位逐渐下降,当水位下降到虹吸破坏器缘口以下时,空气便迅速从虹吸破坏管进入系统,虹吸即被破坏,冲洗过程结束,过滤重新开始。反冲洗时间约5min,每次反冲洗水量为冲洗水箱的存水量加上反冲洗过程中的进水量。
重力式无阀滤池的滤料为石英砂,当水中含油时会封堵石英砂表面,使其失去吸附能力,因而不宜过滤含油水质。一旦水中混入油污,导致无阀滤池效率降低或失效,必须进行换砂或洗砂操作。
2 滤网式过滤器的工作原理和特点
图2为滤网式过滤器的实物图。过滤原水从进水口流入过滤器,先经粗滤网,较大颗粒的悬浮物被拦截,使之不能进入细滤网内,对细滤网起到保护作用。粗滤后的水接着进入细滤网内部,经细滤网过滤后汇入出水口,送入循环水冷却塔,完成正常过滤程序[2]。
过滤过程中,悬浮物不断积聚于细滤网的内表面。随着悬浮物的积聚,细滤网内外表面之间就形成了一个压力差,当压差不断增大,达到某一预定值(一般为0.05MPa,可以调整)时,排污阀就被打开,同时水力活塞释放压力,使得排污腔和吸污器总成管道中的压力迅速下降,从而在吸嘴上产生一股吸力,将细滤网内表面上的悬浮物吸入吸污器管道中,然后经水力马达进入排污腔,最后从排污阀排出过滤器,完成过滤器的反冲洗排污程序。
在反冲洗过程中,系统进出水仍正常进行,由于水力活塞释放压力,使得吸污器在水流推动下向活塞方向做轴向运动,同时水力马达在水流驱动下带动吸污器做旋状运动。吸污器同时进行的轴向运动和旋状运动,加之吸嘴的强吸力,可以保证将细滤网内表面完全清洗干净。整个反冲洗过程仅持续10s～15s,排出水仅为过滤网内水的一部分(反冲洗时系统仍正常供水),这样大大减少了水量的排放。反冲洗结束后,排污阀关闭,水力使活塞将吸污器推回原位,准备下一个反冲洗循环。
滤网式过滤器整个运行过程采用PLC自动控制,可以将工作信号输入中央控制室,实现远程控制和操作。
3 两种过滤器的分析比较
表1为重力式无阀滤池和滤网式过滤器的性能比较。由表1可得出:
1)重力式无阀滤池体积大,反冲洗排水量大;滤网式过滤器体积小,反冲洗排水量小。
2)重力式无阀滤池依靠高位水箱位差进行过滤,送出水压力低,只能流入循环水池;滤网式过滤器在密闭系统中运行,进出水压差一般为0.05MPa,并可以调整,经冷却塔冷却后再进入循环水池,可以改善系统的运行效果。
3)重力式无阀滤池对进水浊度有一定要求,浊度过高造成系统反洗频繁,导致水的大量浪费;滤网式过滤器粗细滤网规格较多,可以根据水质情况进行选择,适用范围广。
4)重力式无阀滤池反冲洗时系统不能正常供水;滤网式过滤器反冲洗时可以照常供水。
5)重力式无阀滤池的滤料为石英砂,需要定期清洗,且清洗比较复杂;滤网式过滤器的过滤网采用不锈钢丝编织,使用寿命长,且更换操作简便。
6)重力式无阀滤池操作方便,运行可靠;滤网式过滤器实行过程自动控制,操作维护方便。
4 结束语
