濾網式過濾器在工業循環冷卻水中的應用工業循環冷卻水使用過程中在冷卻塔內和空氣充分接觸,吸收了空氣中大量的灰塵、泥沙和微生物,使系統黏泥增加,影響系統的換熱效果。為減少系統黏泥,通常采用重力式無閥濾池(旁濾裝置)來濾掉其中的部分懸浮物。雖然重力式無閥濾池具有結構簡單、操作方便和工作可靠等優點,但存在排水量大、清砂不便等缺點[1]。利用濾網式過濾器過濾循環水可以較好地克服上述缺點,這一新型過濾器正逐步得到應用。
1 重力式無閥濾池的工作原理和特點
重力式無閥濾池過濾量一般為總循環水量的2%～5%,進水濁度要求小于20mg/L,示意圖如圖1所示。過濾原水先進入高位配水槽(常壓),經U形管進入虹吸上升管,再由內布水擋板均勻地布水于濾料層中,水自上而下通過濾料層過濾,過濾水從阻力配水系統進入集水器后,通過連通渠流到沖洗水箱———出水箱,當水位上升至出水管的喇叭口時,過濾后的清水就流入循環水池。
濾池剛投入運行時,濾料層較清潔,水壓損失小。運行一段時間后,濾料層中雜質逐步增多,水壓損失隨之增加,虹吸上升管中的水位慢慢升高。當虹吸上升管中的水位升高到虹吸輔助管管口時,水便從輔助管中急速流下,依靠水流的挾氣和引射作用,通過抽氣管不斷帶走虹吸管中的空氣,使虹吸管形成真空,虹吸上升管中的水便大量地越過管頂,沿虹吸下降管落下,這時就開始了反沖洗過程。沖洗水箱的水經過連通渠、集水區和配水系統從下而上沖洗濾料層,沖洗廢水通過虹吸管流入排水井后流至溝渠。在沖洗過程中,水箱的水位逐漸下降,當水位下降到虹吸破壞器緣口以下時,空氣便迅速從虹吸破壞管進入系統,虹吸即被破壞,沖洗過程結束,過濾重新開始。反沖洗時間約5min,每次反沖洗水量為沖洗水箱的存水量加上反沖洗過程中的進水量。
重力式無閥濾池的濾料為石英砂,當水中含油時會封堵石英砂表面,使其失去吸附能力,因而不宜過濾含油水質。一旦水中混入油污,導致無閥濾池效率降低或失效,必須進行換砂或洗砂操作。
2 濾網式過濾器的工作原理和特點
圖2為濾網式過濾器的實物圖。過濾原水從進水口流入過濾器,先經粗濾網,較大顆粒的懸浮物被攔截,使之不能進入細濾網內,對細濾網起到保護作用。粗濾后的水接著進入細濾網內部,經細濾網過濾后匯入出水口,送入循環水冷卻塔,完成正常過濾程序[2]。
過濾過程中,懸浮物不斷積聚于細濾網的內表面。隨著懸浮物的積聚,細濾網內外表面之間就形成了一個壓力差,當壓差不斷增大,達到某一預定值(一般為0.05MPa,可以調整)時,排污閥就被打開,同時水力活塞釋放壓力,使得排污腔和吸污器總成管道中的壓力迅速下降,從而在吸嘴上產生一股吸力,將細濾網內表面上的懸浮物吸入吸污器管道中,然后經水力馬達進入排污腔,最后從排污閥排出過濾器,完成過濾器的反沖洗排污程序。
在反沖洗過程中,系統進出水仍正常進行,由于水力活塞釋放壓力,使得吸污器在水流推動下向活塞方向做軸向運動,同時水力馬達在水流驅動下帶動吸污器做旋狀運動。吸污器同時進行的軸向運動和旋狀運動,加之吸嘴的強吸力,可以保證將細濾網內表面完全清洗干凈。整個反沖洗過程僅持續10s～15s,排出水僅為過濾網內水的一部分(反沖洗時系統仍正常供水),這樣大大減少了水量的排放。反沖洗結束后,排污閥關閉,水力使活塞將吸污器推回原位,準備下一個反沖洗循環。
濾網式過濾器整個運行過程采用PLC自動控制,可以將工作信號輸入中央控制室,實現遠程控制和操作。
3 兩種過濾器的分析比較
表1為重力式無閥濾池和濾網式過濾器的性能比較。由表1可得出:
1)重力式無閥濾池體積大,反沖洗排水量大;濾網式過濾器體積小,反沖洗排水量小。
2)重力式無閥濾池依靠高位水箱位差進行過濾,送出水壓力低,只能流入循環水池;濾網式過濾器在密閉系統中運行,進出水壓差一般為0.05MPa,并可以調整,經冷卻塔冷卻后再進入循環水池,可以改善系統的運行效果。
3)重力式無閥濾池對進水濁度有一定要求,濁度過高造成系統反洗頻繁,導致水的大量浪費;濾網式過濾器粗細濾網規格較多,可以根據水質情況進行選擇,適用范圍廣。
4)重力式無閥濾池反沖洗時系統不能正常供水;濾網式過濾器反沖洗時可以照常供水。
5)重力式無閥濾池的濾料為石英砂,需要定期清洗,且清洗比較復雜;濾網式過濾器的過濾網采用不銹鋼絲編織,使用壽命長,且更換操作簡便。
6)重力式無閥濾池操作方便,運行可靠;濾網式過濾器實行過程自動控制,操作維護方便。
4 結束語
