3M大流量過濾系統在凝結水處理中的應用
來源：谷騰水網 閱讀：2832 更新時間：2009-07-27 10:48
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圖 3M 大流量過濾系統（壓題圖）
（概要：凝結水精處理系統,對目前的國內電廠機組而言，是重要的一個輔助系統之一。凝結水水質直接影響到鍋爐的安全運行，還對發電成本產生直接影響。而其中的前置顆粒過濾器不僅可以過濾掉凝結水中的顆粒雜質，還可以間接降低凝結水中的溶解鹽含量。本文重點介紹了3M 大流量過濾系統產品特征和好處，用技術數據闡明了大流量濾芯優異性能，證明其在凝結水處理中的技術優勢，為電廠水處理過濾解決方案提供了技術參考和選擇依據。）
前言
水猶如發電廠的血液，在整個熱力系統中循環，經過處理的水經過鍋爐后吸收熱量后轉換成蒸汽，導入汽輪機，蒸汽的熱能量轉變成機械能；汽輪機帶動發電機，然后將機械能轉換成電能。發電過程完成。蒸汽進入凝汽器，成為凝結水，經過在線處理和補充后進入下一個循環。可以說，水是火力發電機組機爐間能量傳遞的唯一介質。它對機組安全、經濟作用是很大的,特別是凝結水的質量(相對于整個汽水系統) 是起決定作用的。汽水在機爐間的不同參數和形態在循環,不可避免引入固體雜質和溶解的各種金屬鹽類以及泄漏的其它鹽類雜質(包括凝汽器泄漏、換熱器、水箱、加藥泵等部位)，由于凝結水水量大，雖然這些雜質含量較低,但是不間斷的循環和積累, 可能會造成熱力設備的結垢，腐蝕以及過熱器和汽輪機的積鹽，造成效益降低，機械損壞等危害。凝結水精處理是最直接的,最后的水質把關設備,它是可阻止一切鹽類和固體雜質的漏過,所以是不可缺少的關鍵設備，而精處理前置顆粒過濾器主要目的就是為了除去凝結水中的顆粒雜質。
顆粒過濾器的重要性
下圖為凝結水處理系統中的顆粒過濾器處理單元示意圖。在凝結水處理系統中，顆粒雜質過濾器也稱為預過濾器或者前置過濾器。顆粒雜質過濾器的目的主要是除去凝結水中的顆粒雜質，試驗室分析發現大部分凝結水中的固體顆粒雜質分布一般在3~15微米左右分布，而且固體顆粒雜質大部分為金屬顆粒物，這些顆粒雜質不僅會附著在管道或者設備內表面，引起結垢，造成設備失效或者效率降低，而且這些金屬顆粒雜質在水中會形成一個動態平衡，溶解成可溶解懸浮物，在水中一直循環，造成凝結水系統中金屬離子含量超標。另外，大量的固體顆粒如果沒有經過顆粒過濾器，會直接進入樹脂交換系統，造成樹脂交換系統過早堵塞，影響樹脂交換系統的使用壽命和再生效果。
由于凝結水循環量大，對水質要求較高，因此常規濾芯無法滿足其技術要求，而且由于常規普通濾芯流量小，因此安裝數量大，安裝過程中如果不到位，容易產生泄漏，給系統帶來巨大危害。3M大流量過濾系統正是根據諸如電廠水質而開發的一款新型、專利的過濾產品。
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顆粒雜質過濾器處理單元示意圖
3M大流量過濾系統
3M大流量過濾濾芯融合了無紡布技術、微復制技術、專利打摺等先進技術，單支濾芯最高流量可以達到110噸/小時，賦予濾芯高精度、高效率、高流量、深層過濾、使用周期長等特點，濾芯在1-70μm范圍內絕對過濾效率達到99.9%。大流量過濾系統設計緊湊，過濾系統小，初期投入低，而且占用空間小。濾芯采用“O” 型圈密封和獨特的導流管設計，使用方便，可以保證過濾效率，杜絕旁漏。表一列出了3M大流量過濾系統特征與好處。
表一 3M大流量過濾系統特征與好處
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特征 |
好處 |
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單只濾芯最高流量達110 T/Hr |
過濾系統小，系統初期投入低 |
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專利水平打褶結構 |
高流量、使用壽命長、過濾成本低 |
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緊湊設計 |
過濾系統小，初期投入低 |
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絕對過濾精度 |
保證過濾品質 |
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操作簡單 |
無安裝工具要求，更換時間短 |
3M大流量過濾濾芯
作為大流量過濾系統的核心過濾單元，大流量濾芯采用了專利的水平打摺技術，在有限的空間內使過濾介質面積最大化，同時專利的折疊技術可以確保流體通過濾芯時，每個單位面積過濾介質都有流體通過，確保過濾介質面積完全轉換化有效過濾面積。同時將濾芯內徑擴大到3英寸，外通內暢的流向方式使單只濾芯最高流量達到110噸/小時。
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3M大流量過濾濾芯專利水平打褶結構示意圖
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3M大流量過濾介質鋪展照片
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3M大流量過濾濾芯現場使用照片
大流量濾芯過濾介質采用3M無紡布技術平臺，采用聚丙烯熔噴材料。纖維組織疏松，高空隙率增加了雜質的容截量，具有深層三維過濾效果，屬復式深層截留，即較大的顆粒雜質被截留在纖維表面，而細微顆粒則被捕捉于濾材深層中，因此濾芯的過濾效率具有梯度過濾效果。下圖為3M CUNO高流量濾芯HF004型號濾芯的過濾效率數據，HF004宣稱精度和過濾效率為在5微米時為99.9%，但是從圖五中可以看出，HF004濾芯在測試過程中，5微米的過濾效率大于99.9%，而且對3微米顆粒雜質的過濾效率也達到99.5%以上。那就意味在實際應用中，3M CUNO高流量濾芯可以過濾比宣稱精度還小的固體顆粒雜質。絕對精度過濾效率以及梯度過濾效果可以讓凝結水系統變得更干凈，充分滿足電廠凝結水過濾要求。
對傳統濾芯而言，高過濾效率、高容納雜質能力（容污能力）和使用壽命往往無法尋求一個最佳平衡點。即產品過濾效率高的話，其容污能力和使用壽命可能往往較短，反之。3M大流量濾芯由于自身的技術優勢和獨特設計很好的平衡了過濾效率、容污能力和使用壽命三者之間的關系，做到了99.9%的絕對過濾效率，而且產品容污能力強，在相似應用中，單只濾芯的容污能力達到10公斤，容污能力強，使用壽命也長。
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3M大高流量濾芯過濾效率圖表
為了方便操作，3M大高流量濾芯采用了手柄式人性化設計，濾芯安裝時，只需將濾芯插入定位柱，濾芯到底后旋轉90度就可以確保密封。底部采用單O型圈密封和濾芯導向定位設計。密封部分為濾芯底部連接件上的O型圈及其凹槽，當濾芯插入定位柱時，濾芯上的O型圈與定位柱上的圓柱內面相配合，實現密封。濾芯底部連接件上均勻分布4個導向翅片，當濾芯插入定位柱時，導向翅片首先與定位柱外沿相接觸，引導濾芯方便順利的插入定位柱內。同時，為了防止高流量下濾芯移位造成旁漏，還采用了濾芯鎖緊定位設計，當濾芯插入定位柱內部時，濾芯底部的翅片插入定位柱卡槽底部，這時慢慢旋轉濾芯90度。 翅片順著卡槽滑入鎖緊槽內， 實現濾芯的鎖緊。 當更換濾芯時， 反向旋轉90度，則使濾芯脫離鎖緊槽，很方便的被拉出，更換非容容易。
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3M大高流量濾芯底部和頂部結構
3M大流量濾筒
3M大流量濾筒是和大流量濾芯同步開發的新型濾筒，采用標準結構和客戶定制兩種形式，材料結構多樣，外形可以根據客戶要求做成立式和臥式兩種。
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3M大流量濾筒結構示意圖和實物照片
對比分析
前置過濾器形式多樣，有除鐵過濾器，線繞過濾器，折疊過濾器等。除鐵過濾器去除雜質選擇比較單一，而且效率有限。其它過濾器也有一定的局限性。下圖為同一案例的不同過濾系統選型對比，系統流量為2000GPM（約455噸/小時），圖（a）為選用3M 大高流量過濾系統，系統大小為：濾芯7支，濾筒直徑為24英寸；圖（b）為某公司折疊濾芯，系統大小為：濾芯85支，濾筒直徑為30英寸；圖（c）為某公司深度濾芯，系統大小為：濾芯120支，濾筒直徑為36英寸；比較而言，僅初期投入這項，3M過濾系統就節約了大約40%的成本。更換7支3M 大流量濾芯僅需15分鐘，而傳統濾芯可能需要4個小時以上的時間，3M 大流量過濾系統大大降低了停車時間。綜合比較而言，3M 大高流量過濾系統優勢不言而喻。
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不同過濾系統選型對比示意圖
結論
3M大流量過濾系統設計緊湊，單只濾芯最高流量可以達到110噸每小時，絕對過濾效率產品，操作容易，使用壽命長，容污量高，是電廠凝結水精處理前置過濾系統的最佳選擇。
