3M大流量过滤系统在凝结水处理中的应用
来源：谷腾水网 阅读：2367 更新时间：2009-07-27 10:48
 |
图 3M 大流量过滤系统（压题图）
（概要：凝结水精处理系统,对目前的国内电厂机组而言，是重要的一个辅助系统之一。凝结水水质直接影响到锅炉的安全运行，还对发电成本产生直接影响。而其中的前置颗粒过滤器不仅可以过滤掉凝结水中的颗粒杂质，还可以间接降低凝结水中的溶解盐含量。本文重点介绍了3M 大流量过滤系统产品特征和好处，用技术数据阐明了大流量滤芯优异性能，证明其在凝结水处理中的技术优势，为电厂水处理过滤解决方案提供了技术参考和选择依据。）
前言
水犹如发电厂的血液，在整个热力系统中循环，经过处理的水经过锅炉后吸收热量后转换成蒸汽，导入汽轮机，蒸汽的热能量转变成机械能；汽轮机带动发电机，然后将机械能转换成电能。发电过程完成。蒸汽进入凝汽器，成为凝结水，经过在线处理和补充后进入下一个循环。可以说，水是火力发电机组机炉间能量传递的唯一介质。它对机组安全、经济作用是很大的,特别是凝结水的质量(相对于整个汽水系统) 是起决定作用的。汽水在机炉间的不同参数和形态在循环,不可避免引入固体杂质和溶解的各种金属盐类以及泄漏的其它盐类杂质(包括凝汽器泄漏、换热器、水箱、加药泵等部位)，由于凝结水水量大，虽然这些杂质含量较低,但是不间断的循环和积累, 可能会造成热力设备的结垢，腐蚀以及过热器和汽轮机的积盐，造成效益降低，机械损坏等危害。凝结水精处理是最直接的,最后的水质把关设备,它是可阻止一切盐类和固体杂质的漏过,所以是不可缺少的关键设备，而精处理前置颗粒过滤器主要目的就是为了除去凝结水中的颗粒杂质。
颗粒过滤器的重要性
下图为凝结水处理系统中的颗粒过滤器处理单元示意图。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。颗粒杂质过滤器的目的主要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3~15微米左右分布，而且固体颗粒杂质大部分为金属颗粒物，这些颗粒杂质不仅会附着在管道或者设备内表面，引起结垢，造成设备失效或者效率降低，而且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。
由于凝结水循环量大，对水质要求较高，因此常规滤芯无法满足其技术要求，而且由于常规普通滤芯流量小，因此安装数量大，安装过程中如果不到位，容易产生泄漏，给系统带来巨大危害。3M大流量过滤系统正是根据诸如电厂水质而开发的一款新型、专利的过滤产品。
 |
颗粒杂质过滤器处理单元示意图
3M大流量过滤系统
3M大流量过滤滤芯融合了无纺布技术、微复制技术、专利打摺等先进技术，单支滤芯最高流量可以达到110吨/小时，赋予滤芯高精度、高效率、高流量、深层过滤、使用周期长等特点，滤芯在1-70μm范围内绝对过滤效率达到99.9%。大流量过滤系统设计紧凑，过滤系统小，初期投入低，而且占用空间小。滤芯采用“O” 型圈密封和独特的导流管设计，使用方便，可以保证过滤效率，杜绝旁漏。表一列出了3M大流量过滤系统特征与好处。
表一 3M大流量过滤系统特征与好处
|
特征 |
好处 |
|
单只滤芯最高流量达110 T/Hr |
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大流量过滤滤芯
作为大流量过滤系统的核心过滤单元，大流量滤芯采用了专利的水平打摺技术，在有限的空间内使过滤介质面积最大化，同时专利的折叠技术可以确保流体通过滤芯时，每个单位面积过滤介质都有流体通过，确保过滤介质面积完全转换化有效过滤面积。同时将滤芯内径扩大到3英寸，外通内畅的流向方式使单只滤芯最高流量达到110吨/小时。
 |
3M大流量过滤滤芯专利水平打褶结构示意图
 |
3M大流量过滤介质铺展照片
 |
3M大流量过滤滤芯现场使用照片
大流量滤芯过滤介质采用3M无纺布技术平台，采用聚丙烯熔喷材料。纤维组织疏松，高空隙率增加了杂质的容截量，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中，因此滤芯的过滤效率具有梯度过滤效果。下图为3M CUNO高流量滤芯HF004型号滤芯的过滤效率数据，HF004宣称精度和过滤效率为在5微米时为99.9%，但是从图五中可以看出，HF004滤芯在测试过程中，5微米的过滤效率大于99.9%，而且对3微米颗粒杂质的过滤效率也达到99.5%以上。那就意味在实际应用中，3M CUNO高流量滤芯可以过滤比宣称精度还小的固体颗粒杂质。绝对精度过滤效率以及梯度过滤效果可以让凝结水系统变得更干净，充分满足电厂凝结水过滤要求。
对传统滤芯而言，高过滤效率、高容纳杂质能力（容污能力）和使用寿命往往无法寻求一个最佳平衡点。即产品过滤效率高的话，其容污能力和使用寿命可能往往较短，反之。3M大流量滤芯由于自身的技术优势和独特设计很好的平衡了过滤效率、容污能力和使用寿命三者之间的关系，做到了99.9%的绝对过滤效率，而且产品容污能力强，在相似应用中，单只滤芯的容污能力达到10公斤，容污能力强，使用寿命也长。
 |
3M大高流量滤芯过滤效率图表
为了方便操作，3M大高流量滤芯采用了手柄式人性化设计，滤芯安装时，只需将滤芯插入定位柱，滤芯到底后旋转90度就可以确保密封。底部采用单O型圈密封和滤芯导向定位设计。密封部分为滤芯底部连接件上的O型圈及其凹槽，当滤芯插入定位柱时，滤芯上的O型圈与定位柱上的圆柱内面相配合，实现密封。滤芯底部连接件上均匀分布4个导向翅片，当滤芯插入定位柱时，导向翅片首先与定位柱外沿相接触，引导滤芯方便顺利的插入定位柱内。同时，为了防止高流量下滤芯移位造成旁漏，还采用了滤芯锁紧定位设计，当滤芯插入定位柱内部时，滤芯底部的翅片插入定位柱卡槽底部，这时慢慢旋转滤芯90度。 翅片顺着卡槽滑入锁紧槽内， 实现滤芯的锁紧。 当更换滤芯时， 反向旋转90度，则使滤芯脱离锁紧槽，很方便的被拉出，更换非容容易。
 |
3M大高流量滤芯底部和顶部结构
3M大流量滤筒
3M大流量滤筒是和大流量滤芯同步开发的新型滤筒，采用标准结构和客户定制两种形式，材料结构多样，外形可以根据客户要求做成立式和卧式两种。
 |
3M大流量滤筒结构示意图和实物照片
对比分析
前置过滤器形式多样，有除铁过滤器，线绕过滤器，折叠过滤器等。除铁过滤器去除杂质选择比较单一，而且效率有限。其它过滤器也有一定的局限性。下图为同一案例的不同过滤系统选型对比，系统流量为2000GPM（约455吨/小时），图（a）为选用3M 大高流量过滤系统，系统大小为：滤芯7支，滤筒直径为24英寸；图（b）为某公司折叠滤芯，系统大小为：滤芯85支，滤筒直径为30英寸；图（c）为某公司深度滤芯，系统大小为：滤芯120支，滤筒直径为36英寸；比较而言，仅初期投入这项，3M过滤系统就节约了大约40%的成本。更换7支3M 大流量滤芯仅需15分钟，而传统滤芯可能需要4个小时以上的时间，3M 大流量过滤系统大大降低了停车时间。综合比较而言，3M 大高流量过滤系统优势不言而喻。
 |
不同过滤系统选型对比示意图
结论
3M大流量过滤系统设计紧凑，单只滤芯最高流量可以达到110吨每小时，绝对过滤效率产品，操作容易，使用寿命长，容污量高，是电厂凝结水精处理前置过滤系统的最佳选择。
