濾網(wǎng)式過濾器在工業(yè)循環(huán)冷卻水中的應(yīng)用工業(yè)循環(huán)冷卻水使用過程中在冷卻塔內(nèi)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(tǒng)黏泥增加,影響系統(tǒng)的換熱效果。為減少系統(tǒng)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(jié)構(gòu)簡單、操作方便和工作可靠等優(yōu)點,但存在排水量大、清砂不便等缺點[1]。利用濾網(wǎng)式過濾器過濾循環(huán)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(yīng)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(huán)水量的2%～5%,進(jìn)水濁度要求小于20mg/L,示意圖如圖1所示。過濾原水先進(jìn)入高位配水槽(常壓),經(jīng)U形管進(jìn)入虹吸上升管,再由內(nèi)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(tǒng)進(jìn)入集水器后,通過連通渠流到?jīng)_洗水箱———出水箱,當(dāng)水位上升至出水管的喇叭口時,過濾后的清水就流入循環(huán)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(zhì)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(dāng)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(jīng)過連通渠、集水區(qū)和配水系統(tǒng)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(dāng)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(jìn)入系統(tǒng),虹吸即被破壞,沖洗過程結(jié)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(jìn)水量。
重力式無閥濾池的濾料為石英砂,當(dāng)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(zhì)。一旦水中混入油污,導(dǎo)致無閥濾池效率降低或失效,必須進(jìn)行換砂或洗砂操作。
2 濾網(wǎng)式過濾器的工作原理和特點
圖2為濾網(wǎng)式過濾器的實物圖。過濾原水從進(jìn)水口流入過濾器,先經(jīng)粗濾網(wǎng),較大顆粒的懸浮物被攔截,使之不能進(jìn)入細(xì)濾網(wǎng)內(nèi),對細(xì)濾網(wǎng)起到保護(hù)作用。粗濾后的水接著進(jìn)入細(xì)濾網(wǎng)內(nèi)部,經(jīng)細(xì)濾網(wǎng)過濾后匯入出水口,送入循環(huán)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(xì)濾網(wǎng)的內(nèi)表面。隨著懸浮物的積聚,細(xì)濾網(wǎng)內(nèi)外表面之間就形成了一個壓力差,當(dāng)壓差不斷增大,達(dá)到某一預(yù)定值(一般為0.05MPa,可以調(diào)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(chǎn)生一股吸力,將細(xì)濾網(wǎng)內(nèi)表面上的懸浮物吸入吸污器管道中,然后經(jīng)水力馬達(dá)進(jìn)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(tǒng)進(jìn)出水仍正常進(jìn)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(dá)在水流驅(qū)動下帶動吸污器做旋狀運動。吸污器同時進(jìn)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(xì)濾網(wǎng)內(nèi)表面完全清洗干凈。整個反沖洗過程僅持續(xù)10s～15s,排出水僅為過濾網(wǎng)內(nèi)水的一部分(反沖洗時系統(tǒng)仍正常供水),這樣大大減少了水量的排放。反沖洗結(jié)束后,排污閥關(guān)閉,水力使活塞將吸污器推回原位,準(zhǔn)備下一個反沖洗循環(huán)。
濾網(wǎng)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(xiàn)遠(yuǎn)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(wǎng)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(wǎng)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(jìn)行過濾,送出水壓力低,只能流入循環(huán)水池;濾網(wǎng)式過濾器在密閉系統(tǒng)中運行,進(jìn)出水壓差一般為0.05MPa,并可以調(diào)整,經(jīng)冷卻塔冷卻后再進(jìn)入循環(huán)水池,可以改善系統(tǒng)的運行效果。
3)重力式無閥濾池對進(jìn)水濁度有一定要求,濁度過高造成系統(tǒng)反洗頻繁,導(dǎo)致水的大量浪費;濾網(wǎng)式過濾器粗細(xì)濾網(wǎng)規(guī)格較多,可以根據(jù)水質(zhì)情況進(jìn)行選擇,適用范圍廣。
4)重力式無閥濾池反沖洗時系統(tǒng)不能正常供水;濾網(wǎng)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(fù)雜;濾網(wǎng)式過濾器的過濾網(wǎng)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(wǎng)式過濾器實行過程自動控制,操作維護(hù)方便。
4 結(jié)束語
