Фильтры для теплоэнергетики

Для большинства тепловых и атомных электрических станций России источником водоснабжения служат открытые водоемы: реки, озера, водохранилища - так называемые поверхностные воды. Эта вода содержит нерастворимые механические примеси, коллоидные примеси и истинно-растворенные вещества. Модули обработки поверхностных вод должны обеспечивать предварительную очистку воды от механических примесей, обеспечивающую удаления из воды взвешенных и коллоидных веществ, обесцвечивание, дезинфекцию, обезжелезивание, уменьшение жёсткости, щёлочности и солесодержания воды.

Качество очистки исходной воды от нерастворимых примесей непосредственно влияет на работоспособность установок ультрафильтрации, обратноосмотических и ионобменных. Причем, независимо от метода проведения водоподготовки первый модуль предварительной очистки воды от механических примесей функционально остается неизменным.

Таким образом, можно считать, что качество предварительной механической очистки воды и скорость восстановления фильтрующей способности фильтра определяет работоспособность всего оборудования для водоподготовки.

Для предварительной очистки воды на ТЭЦ используют либо медленные засыпные фильтры типа ФОВ, либо быстрые сетчатые фильтры тонкой механической очистки.

Важным фактором использования фильтра предварительной механической очистки является материал изготовления фильтра. Материал корпуса фильтра и фильтроэлемента должен быть инертен по отношению к фильтруемой воде, состав которой может быть различным по водородному показателю (в разных регионах страны Ph воды может находиться в пределах от 5 до 8, то есть, вода может иметь слабокислую или слабощелочную реакцию). Этому требованию в качестве материала для изготовления фильтра в наибольшей степени удовлетворяет нержавеющая сталь типа 12Х18Н10Т или импортные аналоги.

Водозабор воды осуществляют, как правило, в тех местах водоемов, где количество примесей минимизировано. Это важно, поскольку в этом случае снижается «нагрузка» на фильтроэлемент фильтра.

Расход воды может быть в пределах 100 – 300 м3/час, среднее количество механических примесей может составлять 5 – 10 мг/л, давление сетевого насоса не превышает 1,0 Мпа, время работы фильтра – без перерыва 24 часа в сутки.

Важным фактором, влияющим на длительность работы фильтра до осуществления регенерации фильтра (восстановления фильтрующей способности фильтра) является площадь фильтрации фильтра при сохранении приемлемых габаритов фильтрационной установки. Этого можно добиться путем гофрирования сетки или перфорированного листа. Таким способом можно увеличить фильтрующую поверхность фильтроэлемента во много раз.

Нами установлено, что для очистки гофрированных фильтроэлементов наилучшим способом очистки может быть очистка фильтроэлементов путем разворота тока исходной жидкости внутрь фильтроэлемента. Разработанный нашей организацией данный способ очистки позволяет чистить гофрированный фильтровальный материал фильтроэлемента с очень высокой степенью очистки, при этом время на очистку составляет не более 30 секунд при расходе очищающей жидкости объемом не более 0,5 объема корпуса фильтра. Для увеличения времени на фильтрацию при высоких требованиях к тонкости фильтрации желательно использовать два или более последовательно установленных фильтра (каскады фильтров). Слой осадка на сетках тонкостью фильтрации, например, 100 мкм может быть (на воде) 4-6 мм в зависимости от исходного давления, на сетках 40 мкм – 2,5-3 мм, на сетках 5 мкм не более 1 мм. Поэтому установка двух каскадов, допустим, 40 и 5 мкм увеличивает грязеемкость фильтра при конечной тонкости фильтрации 5 мкм в 3 – 4 раза, что в итоге приводит к значительному снижению стоимости установки (в несколько раз) по сравнению с идентичной по грязееемкости однокаскадной установкой на 5 мкм.

Исходя из этих требований, в качестве фильтра предварительной очистки можно предложить каскадную установку, содержащую два последовательно подключенных фильтра с регенерацией обратным током жидкости, полностью выполненных из нержавеющей стали, тонкостью фильтрации 40 и 5 (10) мкм с возможностью очистки фильтров каскада без остановки процесса фильтрации. При повышенном требовании к чистоте воды можно к выходу фильтра второго каскада дополнительно подключить фильтр с тонкостью фильтрации 0,2-0,5 мкм. Такой фильтр еще называют финишный фильтр.

Примером такой фильтрационной установки может служить установка, содержащая два последовательно соединенных фильтра, например, на базе фильтров ФМО400-0,8РОТ-Н (данные фильтры имеют максимальный расход 300 м3/час), полностью выполненных из нержавеющей стали с фильтроэлементами, сетка которых также выполнена из нержавеющей стали, рис.1.


Рис.1. Два последовательно соединенных фильтра типа ФМО400-0,8РОТ-Н

В качестве финишного фильтра можно использовать ультрафильтрационную установку, содержащую два фильтра ФМО400-0,8, подключенных параллельно, рис.2.


Рис.2. Два фильтра ФМО400-0,8, подключенных параллельно.

Использование фильтра без самоочистки связано с тем, что фильтроэлемент финишного фильтра (ультрафильтрационной установки) выполнен не из металлической сетки, а из специального материала, осуществляющего объемную фильтрацию, не восстанавливающего свою фильтрующую способность при засорении. Поэтому для осуществления непрерывной фильтрации данные сдвоенные финишные фильтры работают попеременно, По мере засорения одного из них поток воды переключают на второй фильтр, а в первом проводят замену фильтроэлемента.

Можно объединить установку тонкой механической фильтрации 2ФМО400-0,8РОТ-Н, с ультрафильтрационной установкой 2ФМО400-0,8 и получить единый комплекс механической очистки с тонкостью фильтрации 0,2-0,5 мкм, рис.3.


Рис.3. Единый комплекс механической ультрафильтрации, выполненный на базе фильтров 2ФМО400-0,8РОТ-Н + 2ФМО400-0,8

Финишный фильтр ставят в исключительных случаях, поскольку в подавляющем большинстве случаев качество очистки указанного каскадного фильтра вполне достаточна для работы последующих модулей водоподготовки.

Для осуществления работы фильтра без участия человека процесс фильтрации может быть автоматизирован. Пример автоматической фильтрационной установки 2ФМО400-0,8РОТ-Н-А, рис.4.


Рис.4. Автоматическая фильтрационная установка 2ФМО400-0,8РОТ-Н-А