3M大流量滤芯在电厂凝结水中的过滤应用综述

新型电厂 新型电厂过滤系统的滤芯“迷宫”凝结水精处理系统运行是否正常,关系到整个机组的健康运转 在电厂水处理项目中,凝结水精处理系统的作用是除去微量溶 解矿物质和悬浮物。这些物质可能在不同情况下会与系统中的金属 起作用,从而引起过早的化学破坏,并沉积于系统中,造成热力设 备结垢、腐蚀及过热器和汽轮机的积盐,导致机组效益降低和 机械损坏。因此,凝结水精处理系统运行是否正常,直接关系 到整个机组的健康运转。文/ 张长宝雷永刚作者就职于3M中国有限公司电厂水处理项目很多,主要包括锅炉给水处理、循环冷却水处理、凝结水处理及废水处理等。水作为发电厂的重要工作介质在整个热力系统中循环,水质的好坏对整个系统的正常运转起着至关重要的作用。比如,在火力发电厂, 需要大量纯水作为电厂锅炉给水,而纯水处理系统出水的水质直接决定了锅炉 给水水质。凝结水精处理系统,对目前国内 电厂的机组而言,是更为重要的一个 辅助系统。凝结水精处理系统投运是 否正常,直接关系到整个机组的运转。 凝结水精处理系统的作用是除去微量 溶解矿物质和悬浮物,这些物质可能 在不同情况下会与系统中金属起作用, 从而引起过早的化学破坏,并沉积于 系统中,造成热力设备结垢、腐蚀及 过热器和汽轮机的积盐,导致机组效 益降低和机械损坏。 锅炉给水水处理系统 锅炉给水水处理系统实际上是一套 纯水生产系统。在其水处理流程中,保 安过滤系统是颗粒过滤器的工艺点之一。无论是地下水还是地表水,总可能 含有铁铝胶体、硅胶体、有机质胶体及 其他外加助剂形成的胶体。它们都可能 沉积在RO膜表面，形成胶体污染和胶 体污堵现象,使系统压差增加、产水量 降低、脱盐率下降和反冲困难。因此，为了提高RO膜的使用性能， 提高膜的使用寿命,RO系统需要预过滤, 除去原水中较大粒径杂质和胶体。一般 在 RO 膜前要对原水进行两重过滤:一 是粗滤，采用沙滤或者沉淀方法除去原 水中的大颗粒杂质;二是预滤，即采用 保安过滤器，用滤芯或滤袋除去原水中 小颗粒杂质。很多人认为保安过滤的选择非常简 单，其实不然。因为保安过滤器的过滤 性能直接关系到RO膜的使用寿命，乃 至整个锅炉给水系统的综合运行成本。 目前,由于融喷滤芯的性价比较好,容易控制过滤成本,因此保安过滤系统使 用融喷滤芯较多,但不同供应商滤芯的 性能相差较大。从过滤意义讲,保安过滤器使用 寿命可以通过滤芯使用寿命和压差来表 示。即滤芯工作一段时间后,由于滤芯 过滤固体杂质,会导致滤芯压差逐步上 升,促使其使用寿命开始缩短。在某客户纯水系统中,3M公司的PolyKLEAN 融喷滤芯和某品牌融喷滤芯 二者间进行了使用寿命和压差的对比。在达到中止压差lOOKPa时（可以设置为同等条件,PolyKLEAN滤芯的工作时间（使用寿命远大于某品牌滤芯,是后者的 2.4倍。这说明 3MPolyKLEAN滤芯的过滤性能明显优于后者。在过滤初始阶段,二者压差增加都非常低且平稳,但过滤一段时间后,某品牌滤芯出现拐点,压差陡升,并且 随时间的增加压差增加非常迅速。而 PolyKLEAN 滤芯的压差增加一直非常 平稳,在滤芯使用寿命达到总体寿命的 2/3 时,压差才开始逐步增加,并没有 出现明显的拐点。此数据和3M公司滤 芯实验室数据非常吻合。 造成二者在线测试数据差异的原因 在于:虽然二者都是深层过滤滤芯,但 某品牌滤芯孔径较小,容污量低。滤芯 一旦被一定粒径的固体颗粒杂质堵塞, 滤芯内部的孔径便被迅速堵死,导致压 差迅速增加,这就是压差发生拐点的原 3M CUNO 高流量过滤系统。 锅炉给水水处理工艺中的颗粒过滤器。 4209/2008流程工业09/200843解悬浮物.在水中一直荫环，造成廉结流程工业捋征；|优点单忠芯最高流生llOt/h过酒泵疣小-索密祗開堆A.丘专*俅平按習隹枸高花t花用寿命启 述械本吐紧黃珊辻淞i、.初斟豈人氐極fW无菇工購礼豆推时IU短訣率降低.此外，这些金属和粒杂质在 水中会形成一个动蛊平術*溶解成可落新型电厂因之一。而 PolyKLEAN 滤芯虽同为深层过滤,但滤芯内部却具有“迷宫”式结构, 容污量高。因此该滤芯可以过滤和容纳不同粒径的固体颗粒杂质,防止滤芯内部过 早被某种单一粒径的杂质堵死,避免发生拐点现象。此外,该滤芯在使用后期（使用寿 命 2/3 后 , 滤芯内部仍然有一定的空间容纳固体颗粒杂质 , 同时滤芯表面的滤饼层开 始发生作用,从而避免压差陡升现象,延长滤芯的使用寿命。前置过滤器-冷凝水处理系统在凝结水处理系统中,颗粒杂质过滤器也称为预过滤器或者前置过滤器,主要作 用是除去凝结水中的颗粒杂质。试验室分析发现,大部分凝结水中的固体颗粒杂质 分布一般在315pm，而且固体颗粒杂质大部分为金属颗粒物。这些颗粒杂质会附着在管道或者设备内表面,形成的结垢会使设备失效或效率 降低。此外，这些金属颗粒杂质在水中会形成一个动态平衡，溶解成可溶解悬浮物，在 水中一直循环,造成凝结水系统中金属离子含量超标。另外,大量的固体颗粒如果没 有经过颗粒过滤器,会直接进入树脂交换系统,造成树脂交换系统过早堵塞,影响树脂 交换系统的使用寿命和再生效果。3M CUNO 高流量过滤系统3M CUNO高流量滤芯融合了聚丙烯(PP熔喷、纤维多重复合以及专利打摺等 先进技术,使单支滤芯最高流量可以达到 110t/h ,赋予滤芯高精度、高效率、高流 量、深层过滤和使用周期长等特点,滤芯在170pm范围内绝对过滤精度达到 99.9%。同时，滤芯采用“O型圈密封和独特的导流管设计，可以保证过滤效率，杜绝 旁漏。3M CUNO 高流量滤芯的纤维组织疏松，高空隙率增加了杂质的容截量。此外，它具有深层三维过滤效果，属复式深 层截留，即较大的颗粒杂质被截留在纤维表面，而细微颗粒则被捕捉于滤材深层处，因 而滤芯的过滤效率具有梯度效果。从3M CUNO高流量滤芯HF004型号的过滤效率数据来看,HF004滤芯宣称精 度和过滤效率为5pm时99.9%,但HF004滤芯在测试中,5pm时的过滤效率大于 99.9%,而且对3pm颗粒杂质的过滤效率达到99.5%以上。这就意味着，在实际应用 中的3M CUNO高流量滤芯,可以过滤比宣称精度还要小的固体颗粒杂质。对照不同过滤系统选型对比示意图，当系统流量为2000GPM (约455t/h ,(a为 3M CUNO高流量过滤系统，滤芯7支，滤筒直径24in ;(b为某公司折叠滤芯，滤芯85 支,滤筒直径为 30in ;(c为某公司深度滤芯，滤芯120支，滤筒直径为36in。比较而言，仅初期投入,3M过滤系统就可节约大约40%的成本。更换7支3M CUNO高流量滤芯仅需15 min，而传统滤芯可能需要4h以上的时间。3M CUNO高 流量滤芯大大降低了停车时间。结论在选择锅炉给水保安过滤器时,推荐选用具有刚性结构、高容污量的融喷或其 他深度滤芯,这样可以达到很好的过滤效果。而对于一些高流量、高过滤精度方面 的应用,3M CUNO高流量滤芯则是较好的选择。另外,过滤器运行成本不是由滤芯价格决定的,而是由整个过滤系统的性价比来 衡量的。 (Copyright © 2007, 3M. 版权PolyKLEAN 滤芯与某品牌滤芯性能对比。 颗粒杂质过滤器处理单元。3M CUNO 高流量过滤系统特征与优点特征优点单只滤芯最高流量达110 t/h过滤系统小,系统初期投入低专利水平打褶结构高流量、使用寿命长、过滤成本低紧凑设计过滤系统小,初期投入低绝对过滤精度保证过滤品质操作简单无安装 工具要求,更换时间短3M CUNO 高流量过滤滤芯专利-水平打褶结构示意图。3M CUNO 高流量滤芯过滤效率图。不同过滤系统选型对比示意图。(a (b (c反馈编码 A080942