Фильтр осветлительный вертикальный предназначен для удаления из воды взвешенных примесей разной степени дисперсности и применяется в схемах водоподготовительных установок электростанций и промышленных котельных.
Осветление воды происходит в результате прилипания к зёрнам фильтрующего материала грубодисперсных примесей воды, которые задерживаются на поверхности и в порах фильтрующего материала.
Модификации
Пример условного обозначения фильтра производительностью 30 м3/ч: ФОВ-2,0-0,6 - фильтр осветлительный вертикальный диаметром 2,0 м. на расчётное давление 0,6 МПа.
Серийные типоразмеры: ФОВ-1,0-0,6; ФОВ-1,4-0,6; ФОВ-1,5-0,6; ФОВ-2,0-0,6; ФОВ-2,6-0,6; ФОВ-3,0-0,6; ФОВ-3,4-0,6.
Для увеличения производительности, применяют фильтры с двумя и тремя камерами ФОВ 2К и ФОВ 3К.
Общая характеристика осветлительных фильтров ФОВ
|
Обозначение
типоразмера
|
Рабочее
давление,
МПа
|
Условный
диаметр
фильтра, мм
|
Высота
фильтрующей
загрузки, мм,
не более
|
Производи-
тельность,
м3/ч
|
Масса в объёме
комплекта,
кг
|
|
ФОВ-1,0-0,6
|
0,6
|
1000
|
1000
|
10
|
885
|
|
ФОВ-1,4-0,6
|
0,6
|
1400
|
1000
|
16
|
1562
|
|
ФОВ-1,5-0,6
|
0,6
|
1500
|
1000
|
23
|
1468
|
|
ФОВ-2,0-0,6
|
0,6
|
2000
|
1000
|
30
|
2150
|
|
ФОВ-2,6-0,6
|
0,6
|
2600
|
1000
|
50
|
3370
|
|
ФОВ-3,0-0,6
|
0,6
|
3000
|
1000
|
70
|
4790
|
|
ФОВ-3,4-0,6
|
0,6
|
3400
|
1000
|
90
|
6210
|
Нижнее и верхнее распределительное устройство
Важным условием, обеспечивающим качество процесса фильтрации, является выбор нижнего дренажно-распределительного устройства (НДРУ). Выбор НДРУ значительно влияет на гидравлические процессы протекания обрабатываемой воды через фильтрующий материал и процесс регенерации, а, значит, и качество работы фильтра.
Нижнее и верхнее дренажно-распределительное устройство предназначено для сбора и отвода из фильтра воды или регенерационного раствора, а также для подвода отмывочной воды или регенерационного раствора.
Основные типы нижних распределительных устройств:
НРУ "на бетонном основании"
Состоит из горизонтального коллектора, опирающегося своим отводом в нижнее эллиптическое днище корпуса фильтра, распределительных труб и поддерживающего устройства. Отвод коллектора может иметь фланцевый разъем. Распределительные трубы имеют штуцеры, на которые наворачиваются щелевые колпачки ФЭЛ или представляют собой спирально-навитые трубы.
А Б В
А - вид фильтра с НРУ на бетонном основании; Б - НРУ на бетонном основании с колпачками; В - НРУ на бетонном основании со спирально-навитыми лучами.
Устройство заливается бетоном с цементной стяжкой так, чтобы не забетонированными оставались только резьбовые штуцеры, предназначенные для установки щелевых колпачков.
Такие нижние дренажно-распределительные устройства позволяют добиться достаточно равномерного распределения потоков и качественного ведения процессов фильтрации и регенерации. Наиболее широкое применение устройства такого типа нашли в фильтрах типа ФИПа.
"Лучевое" УСНР отличется от колпачковых отсутствием фильтрующих элементов ФЭЛ. В качестве фильтрующих элементов в этом случае применяются спирально-навитые лучи. Размер щели формируется шагом навивки проволоки на каркас луча. Навиваемая проволока имеет треугольное сечение, что создает диффузорное расширение щели фильтрующего элемента внутрь. В случае попадания в зазор мелкой фракции фильтрующего материала, его осколков или мелких взвешенных частиц они не забивают поверхность фильтрования.
Такое устройство состоит из отвода, сборного коллектора и спирально-навитых лучей, присоединяемых к нему, крепежа.
НРУ "копирующего типа"
Состоит из горизонтального коллектора, опирающегося своим отводом в нижнее эллиптическое днище корпуса фильтра, распределительных труб с опусками разной длины с установленными на их концах щелевыми колпачками ФЭЛ и поддерживающего устройства.
Разновидностью НДРУ "копирующего типа" является так называемая конструкция "паук". Все распределительные трубы НДРУ "копирующего типа паук" расположены под углом к горизонту. В качестве фильтрующих элементов в НДРУ такого типа могут применяться, как щелевые колпачки, так и спирально-навитые лучи
А Б В
А - вид фильтра с НРУ копирующего типа; Б - НРУ копирующего типа с колпачковой системой "паук"; В - НРУ копирующего типа с колпачковой системой.
НДРУ "копирующего типа" различных модификаций устроены таким образом, чтобы максимально приблизить фильтрующие элементы (лучи или щелевые колпачки) к поверхности нижнего эллиптического днища таким образом, чтобы профиль фильтрующей поверхности НДРУ "копировал" профиль эллиптического днища. Тем самым достигается увеличение высоты загрузки в фильтр фильтрующего материала за счет заполнения эллиптического днища, что позволяет на 5 - 15 % увеличить длительность фильтроцикла.
Предлагаемая конструкция НДРУ устраняет недостатки устройств "на бетонном основании":
- увеличивается полезный объем загрузки фильтрующего материала;
- исключается сложный и трудоемкий ремонт бетонного основания.
Такие дренажно-распределительные устройства применяются в современных фильтрах типа ФИПа, а также некоторых конструкциях фильтров ФИПр и ФИСД.
НРУ "ложное дно"
Представляет собой сварную металлоконструкцию, состоящую из обечайки, плоской круглой перегородки ("тарелки") с ребрами жесткости. В "тарелке" имеется необходимое количество отверстий для установки щелевых колпачков, которое определяется расчетом, исходя из заданной скорости фильтрования и производительности.
А Б
А - вид фильтра с НРУ типа "ложное дно"; Б - НРУ "ложное дно" с колпачками
ВДРУ "ложное дно" обладает наиболее уравновешенными гидравлическими характеристиками. Данное устройство позволяет произвести наиболее равномерное распределение воды или регенерационного раствора и создает практически плоский поток по сечению фильтра.
Такие дренажно-распределительные устройства нашли широкое применение в фильтрах типа ФИПр, ФОВ и ФСУ.
Верхнее распределительное устройство имеют различные конструкции:
- лучевое;
- «стакан в стакане»;
- «тарельчатый перелив»;
- «ложное дно».
Верхнее распределительное устройство "тарельчатый перелив".
Представляет собой стальную трубу, проходящую сквозь обечайку фильтра и поднимающуюся к верхнему эллиптическому днищу фильтра. На конце трубы располагается штампованная воронка, направленная вверх.
Такие ВДРУ широко применяются в фильтрах типа ФОВ.
"Лучевое" верхнее распределительное устройство.
Состоит из коллектора и радиально присоединенных к нему лучей с колпачками, отверстиями или спирально-навитого типа. В зависимости от расположения лучей различают ВРУ:
- копирующее – лучи расположены под углом, максимально приближаясь к верхнему эллиптическому днищу фильтра;
- горизонтальное – лучи расположены строго горизонтально.
«Лучевое» устройство обеспечивает более равномерное распределение потока.
Верхнее распределительное устройство типа "стакан в стакане".
Отличается простотой и надежностью конструкции. Оно состоит из распределительного барабана и распределительного патрубка, расположенного внутри барабана. Такие ВДРУ широко распространены в фильтрах различного назначения.
Рис. Верхнее распределительное устройство типа «стакан в стакане».
Верхнее распределительное устройство "ложное дно".
Представляет собой сварную металлоконструкцию, состоящую из обечайки, плоской круглой перегородки («тарелки») с ребрами жесткости. В «тарелке» имеется необходимое количество отверстий для установки щелевых колпачков, которое определяется расчетом, исходя из заданной скорости фильтрования и производительности.
ВРУ «ложное дно» обладает наиболее уравновешенными гидравлическими характеристиками. Данное устройство позволяет произвести наиболее равномерное распределение воды или регенерационного раствора и создает практически плоский поток по сечению фильтра.
Такие дренажно-распределительные устройства нашли широкое применение в фильтрах типа ФИПр.
Фильтрующий элемент ФЭЛ
Щелевые колпачки ФЭЛ изготавливаются из нержавеющих сталей 10X18Н9 (AISI 304), 12X18H10T (AISI 321), 10X17H13M2T (AISI 316Ti), а также различных пластиков.
Щелевые колпачки (ФЭЛ) серийно выпускаются в четырех исполнениях:
исполнение 1 – с верхним расположением фильтрующей поверхности;
исполнение 2 – с нижним расположением фильтрующей поверхности;
исполнение 3 – с двухсторонним расположением фильтрующей поверхности;
исполнение 4 – на основе каркасно-проволочной конструкции;
исполнение 4-П – пластиковые щелевые колпачки
А Б Г В Д
А – щелевой колпачок ФЭЛ 1-го исполнения; Б – щелевой колпачок ФЭЛ 2-го исполнения;
В – щелевой колпачок ФЭЛ 3-го исполнения; Г – щелевой колпачок ФЭЛ 4-го исполнения;
Д – пластиковый щелевой колпачок ФЭЛ исполнения 4-П.
Колпачки дренажные щелевые марки ФЭЛ имеют следующие обозначения:
ФЭЛ-0,2-15-3-Н-G1/2В; ФЭЛ-0,2-17-2-Н-K3/4B; ФЭЛ-0,2-18-1-Н-K3/4B; ФЭЛ-0,2-18-4-Н-K3/4B; ФЭЛ-0,2-35-3-Н-G3/4В; ФЭЛ-0,2-8,4-2-Н-G1/2B; ФЭЛ-0,2-8,7-1-Н-G1/2B; ФЭЛ-0,2-8,7-4-Н-K3/4В; ФЭЛ-0,4-11-2-Н; ФЭЛ-0,4-13-2-Н-G1/2B; ФЭЛ-0,4-15-1-Н-G3/4B; ФЭЛ-0,4-15-4-Н-K3/4B; ФЭЛ-0,4-26-2-Н-G3/4B; ФЭЛ-0,4-26-3-Н-G3/4B; ФЭЛ-0,4-27-1-Н-K3/4B; ФЭЛ-0,4-27-4-Н-K3/4В; ФЭЛ-0,4-53-3-Н-G3/4B.
Устройство и принцип работы фильтра
Фильтры осветлителъные вертикальные ФОВ, представляют собой вертикальные однокамерные цилиндрические аппараты. Каждый фильтр состоит из следующих основных элементов: корпуса, нижнего и верхнего распределительных устройств, трубопроводов и запорной арматуры, пробоотборного устройства и фильтрующей загрузки.
1. Корпус аппарата состоит (рис.1) из цилиндрической сварной обечайки 1, к которой приварены два штампованных эллиптических днища 2 и 3. К нижнему днищу приварены три опоры. Корпус снабжен двумя лазами: верхним и нижним. Через верхний лаз производится первичная загрузка фильтрующего материала, ревизия и ремонт верхнего распределительного устройства и периодический осмотр поверхности фильтрующего материала; через нижний лаз производится монтаж и ремонт нижнего распределительного устройства РУ.
В верхней части Обечайки корпуса приварен штуцер для гидрозагрузки фильтрующего материала. К верхнему днищу корпуса фильтра приварены два ушка для подъема Фильтра при его транспортировке и установке на фундамент.
2. Нижнее распределительное устройство РУ состоит из вертикального коллектора 7 с заглушенным верхним концом, двух коллекторов-отводов 8, вставленных в радиально расположенные отверстия вертикального патрубка и размещенных в горизонтальной плоскости.
Коллекторы - отводы крепятся к вертикальному патрубку сваркой. От каждого коллектора отвода, с двух сторон, в горизонтальной плоскости, отходят распределительные трубы 9, поверхней образующей которых приварены 1/2" с привинченными щелевыми колпачками, шириной щели 0,4 мм. Концы распределительных труб, вставляемые в отверстия коллекторов-отводов, обжаты на конус, а противоположные концы заглушены. Места сочленения распределительных труб с отводами уплотняются нажимными болтами через специальные полосы, прикрепленные с одной стороны к отводам, а с другой к корпусу, и фиксируются прерывистым сварным швом.
3. Верхнее распределительное устройство РУ состоит из вертикального коллектора 10 из полиэтиленовой трубы, заглушенного снизу и соответствующего количества радиально-расположенных перфорированных полиэтиленовых труб 11. Наружные концы лучей заглушены и прикреплены к корпусу фильтра. Лучи установлены отверстиями вверх и строго горизонтально.
4. Трубопроводы и запорная арматура расположенная по фронту фильтра, обеспечивают подвод обрабатываемой и промывочной воды, отвод из фильтра обработанной и промывочной воды, сброс первого фильтрата, а также подвод сжатого воздуха.
5. Пробоотборное устройство размещено по фронту Фильтра и состоит из трубок, соединенных с трубопроводами воды, подаваемой на обработку, и обработанной воды, вентилей 6 и манометров 5.
Порядок установки и монтажа
Фильтр рассчитан на установку в закрытом помещении и эксплуатацию при положительной температуре и относительной влажности окружающего воздуха, при которой обеспечивается отсутствие запотевания поверхности аппарата и трубопроводов.
1. Монтаж фильтра производится в следующей последовательности:
- Используя для строповки уши, расположенные на верхнем днище фильтра, установить фильтр на фундамент вертикально (по отвесу) с допустимым отклонением продольной оси корпуса от вертикали не более 2 мм. на 1 м. высоты.
- Приварить опоры аппарата к закладным элементам фундамента;
- Вскрыть крышки лазов;
- Произвести осмотр внутренней поверхности аппарата на наличие заводских дефектов;
- Установить строго горизонтально верхнее распределительное устройство ВРУ.
- Провести контрольную сборку распределительных труб нижнего распределительного устройства НРУ для обеспечения требуемого качества монтажа. Обратите внимание на тщательную подгонку конусов распределительных труб в отверстиях коллектора, на правильное расположение и приварку к трубам пластинок в местах крепления их к специальным полосам. Произведите при разборке маркировку труб.
2. Работы по сборке технологических трубопроводов:
- очистить внутренние полости трубопроводов от загрязнений и промыть их струей воды;
- снять заглушки со штуцеров фильтра и присоедините к ним технологические трубопроводы и произведите присоединение ФОВ к трубопроводам без натяга.
3. После завершения монтажных работ подвергнуть фильтр гидравлическому испытанию в следующей последовательности:
- заполнить фильтр и технологические трубопроводы водой;
- довести давление, постепенно увеличивая его до величины пробного гидравлического давления (Рг=0,9 МПа) и выдержать фильтр при пробном давлении в течение 10 минут;
- снизить давление до рабочей величины и провести тщательный наружный осмотр фильтра и трубопроводов;
- необходимо проследить при проведении гидравлического испытания за тем, чтобы в фильтре не было "воздушного мешка", т.е. чтобы фильтр был полностью заполнен водой;
- запрещается во время гидравлического испытания проведение каких-либо работ, кроме подтягивания гаек, болтов и шпилек фланцевых и других соединении.
4. Фильтр считается выдержавшим гидравлическое испытание, если в процессе не обнаружено:
- падения давления (по манометру);
- признаков разрыва, течи;
- потения в сварных соединениях и в основном металле;
- течи и потения во фланцевых разъемах;
- видимых остаточных деформаций металла.
Далее сбросить давление в фильтре до атмосферного, сдренировать воду, открыть лаз, произведите демонтаж внутренних устройств.
5. Подготовить внутреннюю поверхность фильтра и нанесите защитные покрытия на монтажной площадке в соответствии со СНиП 3.04.03-85 «Защита строительных конструкций и сооружений от коррозии» и СНиП III-4-80* «Техника безопасности в строительстве»
6. Осуществить окончательный монтаж внутренних устройств фильтра. Перед сборкой устройств защитить поверхность покрытий от прожигания и механических повреждений:
Строго соблюдайте правила техники безопасности и меры, предосторожности по пожаровзрывобезопасности при работе в закрытых сосудах.
Подготовка к работе.
1. Произвести перед загрузкой фильтрующего материала визуальную проверку работы нижнего распределительного устройства НРУ, для этого в него подайте воду через лаз наблюдайте характер ее распределения по трубам. Оно должно быть равномерным.
2. Загрузить фильтрующий материал, предусмотренный проектом, в качестве фильтрующего материала может применяться кварцевый песок, дробленный антрацит, мраморная крошка. Заполнить фильтр водой примерно наполовину высоты корпуса. Загрузку фильтрующего материала осуществлять через верхний лаз фильтра вручную или с помощью гидротранспортера.
3. Закрыть лаз, заполнить фильтр полностью водой и произвести отмывку фильтрующего материала от загрязнений и мелочи током воды снизу вверх. Промывку вести до осветления промывочной воды. В ходе промывки целесообразно периодически использовать воздушный барботаж.
4. Спустить после отмывки воду из фильтра ниже уровня фильтрующего материала, вскрыть верхний лаз и произвести осмотр поверхности материала. При обнаружении мелочи и загрязнений его верхний слой (20-30 мм) удалите вручную.
5. Закрыть лаз и заполнить фильтр водой, после чего фильтр может быть включен в опытную (наладочную) эксплуатацию, в ходе которой проверяется гидравлическое сопротивление слоя и качество фильтрата при проектной производительности.
Порядок работы
Условия эксплуатации фильтра должны обеспечить нормальную его работу, которая состоит из двух периодов: рабочего и промывочного.
1. Включить фильтр в работу, для чего:
- медленно откройте клапан 12 и открытием воздушника 18 проверить заполнение фильтра водой и полное удаление воздуха;
- закройте воздушник 18 открытием клапана 16 установите расход воды. В том случае, если первые порции фильтрата будут мутными (контроль вести через пробоотборник 6), необходимо их сбросить в дренаж через клапан.
2. При работе фильтра, фиксируйте данные по качеству фильтрата и показания приборов в соответствующем эксплуатационном журнале.
3. Отключить фильтр на промывку по достижении заданной допустимой величины гидравлического сопротивления (обычно до 10 м.в.ст.) для чего:
- закрыть клапаны 12 и 16;
- открыть медленно клапаны 16 и 13, подать воду снизу вверх через клапан 14. В случае необходимости в процессе промывки может быть использован воздух, вводимый в фильтр через штуцер 15. Интенсивность промывки (взрыхления) фильтрующей загрузки водой находится в пределах 8 - 15 л/м2.с. (в зависимости от типа материала), воздухом - 12-20 л/м2.с.Следите за отсутствием выброса рабочих фракций материала. Длительность промывки в нормальном случае составляет 6 - 10 мин.
Контроль за качеством промывочной воды производите через вентиль 17. Прозрачность по шрифту должна быть больше 30 см.
Проверка технического состояния.
Перечень основных проверок технического состояния фильтра:
- Следить за отсутствием течи и плотностью сварных фланцевых соединений и полноты закрытия неработающей арматуры;
- Один раз в год проверять за состоянием верхнего и нижнего распределительного устройства;
Один раз в 3 месяца проверять уровень фильтрующего материала в фильтре. +50...-100 мм. (от проектного значения).
