УДК 628.16:669.01
ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ВОДОПОДГОТОВКИ ДЛЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ
© Сиврикова Светлана Рафаельевна, канд. техн. наук
Amiad Water Systems. Израиль. E-mail: ssivrikov@yandex.com Статья поступила 25.11.2014 г.
Вода является одним из важнейших технологических компонентов в любом металлургическом производстве, недаром подавляющее большинство заводов строилось вблизи от естественных водоемов. Суммарное количество воды, расходуемой на 1 т стали в России, составляет 200-220 м3. Для экономии затрат и ресурсов большинство металлургических предприятий использует системы оборотного водоснабжения, которые требуют установки современных систем очистки. Выбор качественной и эффективной системы водоподготовки - задача непростая, так как от ее решения будут зависеть надежность и эффективность работы основного технологического оборудования. В противном случае образуются накипь, отложения железных оксидов, возникает коррозия и другие неприятные явления. Современная индустрия водоподготовки предлагает множество вариантов решения этой проблемы. Представлены инновационные технологии водоподготовки на основе систем автоматической фильтрации компании Amiad Water Systems, Израиль.
Ключевые слова: водоподготовка; фильтрация; автоматический самоочищающийся фильтр; вакуумное сканирование; микроволоконный; дисковый.
Автоматические самоочищающиеся системы фильтрации применяются на предприятиях во всем мире; они эффективно очищают применяемую в промышленности заборную, технологическую, охлаждающую и подпиточную воду. Обеспечивая надежную подачу отфильтрованной воды, система эффективно защищает оборудование предприятия и конечную продукцию. Кроме того, применяемые фильтры предотвращают простои оборудования и связанные с ними убытки.
Географическое положение Израиля объясняет особое внимание израильских ученых и инженеров к развитию и совершенствованию технологий подготовки воды и водоснабжения. Компания Amiad Water Systems - ведущий производитель в области фильтрации воды и водоподготовки. Продукция и технологии Амиад успешно эксплуатируются в более чем 80 странах мира в различных отраслях промышленности, в том числе и в горно-металлургическом комплексе России.
Уникальность компании Амиад состоит в том, что она производит фильтрационное оборудование для трех различных, но взаимно дополняющих и синергических технологий: Amiad - технологии сетчатых фильтров, Arkal - технологии дисковых фильтров и Filtomat - технологии ми-
кроволоконных фильтров. Рассмотрим подробнее суть этих методов и их преимущества.
Технология сетчатых фильтров с вакуумным сканированием (рис. 1). Метод очистки от механических примесей с помощью сетчатых фильтров давно и широко используется во всем мире. Одними из наибольших достижений компании Амиад являются исследование и разработка технологии вакуумного сканирования, позволяющей производить фильтры с возможностью очистки всей площади сетки, что ранее было сложно достижимо. Вакуумное сканирование сочетает сфокусированную промывку с полной автоматизацией, что дает 100%-ный результат очистки фильтрующей сетки. Оно основано на создании обратного тока воды через небольшую площадь фильтрующей сетки в промывочную форсунку, являющуюся частью вакуумного сканера. Открытый промывочный клапан создает высокоскоростную всасывающую струю на кончике форсунки, которая очищает грязь с поверхности сетки как пылесос. Процесс очистки продолжается около 30 с, при этом очищенная вода продолжает поступать к потребителю.
Рис. 1. Фильтр с вакуумным сканером
Поток воды с высокой скоростью смывает слой загрязнений с фильтрующей сетки и удаляет из корпуса фильтра через промывочный клапан. Такая конструкция обеспечивает очистку сетки без соприкосновения форсунки с фильтрующей сеткой. Вакуумный сканер представляет собой трубу из нержавеющей стали с закрепленными на ней специальными форсунками. Комбинация вращательного и поступательного движения вакуумного сканера обеспечивает спиральное движение всасывающей форсунки, которая, перемещаясь вдоль всей поверхности сетки, очищает за один проход 100% ее площади.
Фильтры Амиад с механизмом вакуумного сканирования включают уникальную многослойную сетку из нержавеющей стали, имеющую тонкость фильтрации до 10 мкм. Специалисты Амиад создали оптимальную конструкцию, обеспечивающую наиболее высокую прочность, эффективность фильтрации и доступность к очистке путем совмещения сетки различных типов, результат - высокая эффективность фильтрации при возможности быстро и эффективно очищать фильтрующую сетку. В технологии вакуумного сканирования Амиад используется для промывки менее 1% полного расхода очищаемой воды. Это самый низкий коэффициент расхода воды на процесс промывки из всех известных автоматических методов очистки. Цикл самоочистки происходит в результате накопления твердых взвешенных веществ на поверхности сетки, что вызывает перепад давления. Поэтому очистка выполняется только при необходимости, и, как результат, - минимальные затраты воды и энергии. Технология исключает необходимость изоляции фильтра во время
цикла самоочистки. Фокусированная промывка в сочетании с минимальным расходом воды позволяет организовать беспрерывную подачу воды потребителю.
Технология сетчатых фильтров Амиад с вакуумным сканированием используется при расходе до 7200 м3/ч, тонкость фильтрации 800-10 мкм, время промывки 10-40 с, расход воды на промывку не выше 1%, минимальное рабочее давление 2 бара.
БрНпКНп™ - уникальная технология дисковой фильтрации (рис. 2). Тонкие полипропиленовые диски с цветовой маркировкой имеют канавки определенного (в микрометрах) размера, прорезанные по диагонали с обеих сторон диска. Диски сложены в пакет и сжаты специальным способом так, что верхняя канавка имеет противоположное направление вращения по отношению к нижней. Таким образом, создается фильтрующий элемент со статистически значимой системой проходов и ловушек для твердых частиц. Фильтрующий элемент заключен в корпус, способный противостоять коррозии и выдерживающий требуемое давление. В рабочем положении диски плотно сжаты специальной пружиной и за счет перепада гидравлического давления, чем обеспечивается высокая эффективность фильтрации. В процессе фильтрации вода продавливается в направлении от наружного диска элемента к внутреннему. В зависимости от номинала каждая дорожка имеет
Рис. 2. Схема дисковой фильтрации SplinKlinTl
Рис. 3. Микроволоконная фильтрация
от 18 (в 400-мкм дисках) до 32 (в 20-мкм дисках) точек остановки, благодаря чему обеспечивается уникальное качество фильтрации.
В ходе обратной промывки действие пружины прекращается. Поршень поднимается вверх, снимая давление на диски. Через тангенциальные сопла полого шпинделя, находящегося в центре блока, в противоположном направлении нагнетается чистая вода под высоким давлением. Это вызывает свободное вращение дисков и их освобождение от захваченных частиц. Частицы смываются потоком воды и удаляются через дренажный патрубок.
Технология БрНпКНп™ используется для расхода 5-5000 м3/ч, тонкость фильтрации 40020 мкм, время на промывку 15-20 с, расход воды на промывку не выше 1%, минимальное рабочее давление 2 бара.
В технологии микроволоконной фильтрации в автоматических фильтрах ЛМБ2 используется уникальный фильтрующий материал, изготовленный из микроволоконных нитей, намотанных на рифленые кассеты.
Текстильное волокно широко используется для тонкой очистки воды в одноразовых картриджах-фильтрах. В серии ЛМБ2 Амиад нить использована для создания фильтра с механизмом автоматической промывки. Основной элемент микроволоконного или нитяного фильтра - микроволоконная кассета (рис. 3). Кассета представляет собой тонкую 10-мкм нить, специальным образом намотанную на жесткое пластиковое основание, снабженное канавками. В процессе фильтрации вода протекает между слоями фильтрующей нити и через канавки подается к выходным отверстиям. Пластиковое основание поддерживает слои фильтрующей нити и при этом играет важную роль в процессе автоматической самоочистки. Микроволоконные кассеты закрепляются внутри фильтра на полом отводящем коллекторе. Степени фильтрации - 20; 10; 5; 3; 2 мкм. Таким образом, обеспечивается качество очистки, сопоставимое с качеством очистки через катриджные фильтры, но без необходимости их замены.
В процессе фильтрации необработанная вода поступает через впускные коллекторы фильтра к картриджу с кассетами. Далее вода фильтруется через микроволоконные слои. Отфильтрованная вода поступает в полый отводящий коллектор и далее на выпуск из фильтра. Крупные частицы загрязнений задерживаются на поверхности микроволоконной кассеты,
а более мелкие фракции улавливаются между слоями нити.
Механизм самоочистки: специальные форсунки подают под давлением очищенную воду на кассету. При этом струи воды, проникая между слоями нити, отражаются от пластикового основания. Таким образом, на маленьком участке кассеты в момент промывки создается микроток воды в обратном направлении, вымывающий загрязнения, оставшиеся между слоями нити. Подобный способ промывки помогает обеспечить 100%-ную очистку кассет. При этом процесс фильтрации совмещает в себе преимущества поверхностной и объемной фильтрации.
Отфильтрованная вода собирается четырьмя коллекторами и подается к выпуску из фильтра. По мере того, как происходит нарастание слоя загрязнений на поверхности и внутри кассет, перепад давления на них увеличивается. При достижении заданного перепада давления автоматическая система управления фильтром включает цикл самоочистки. Помимо этого, цикл самоочистки может инициироваться в определенное время. Цикл полностью контролируется с панели управления на базе программируемого логического контроллера. Кроме этого, контрольная панель может быть подключена к общей системе управления для удаленного управления с центрального пульта.
Фильтры ЛМБ2 (см. рис. 3) обеспечивают расход до 320 м3/ч при тонкости фильтрации 20-2 мкм. Продолжительность промывки приблизительно 10 мин, расход воды на промывку менее 1%, минимальное рабочее давление 0,5 бар.
Фильтры серии ЛМБ
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.