Сравнение технологий Amiad и щелевых фильтров для механической фильтрации на сталелитейных заводах

Механическая очистка воды применяется почти во всех системах водоподготовки. При использовании воды для технологических целей, особенно при наличии дорогостоящего оборудования, выбор фильтра механической очистки имеет большое значение. В данной статье рассмотрим устройство двух различных фильтров, а так же опыт их эксплуатации.

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВОДЫ ВЫСОКОГО КАЧЕСТВА НА СТАЛЕЛИТЕЙНЫХ ЗАВОДАХ.

На сталелитейном заводе для изготовления продукции есть различное оборудование, использующее воду для своей работы. Основная проблема, возникающая при подаче воды низкого качества – снижение расхода воды через сопла и форсунки, вызванное попаданием в них механических частиц.

В свою очередь, это приводит к снижению эффективности охлаждения, повышению расхода энергии и ухудшению общей производительности.

НЕНАДЛЕЖАЩЕЕ ОХЛАЖДЕНИЕ СТАЛЬНЫХ ЛИСТОВ.

Метод охлаждения сталепрокатной продукции водой под давлением состоит в быстром охлаждении проката по всей поверхности, при этом охлаждение происходит с температуры прокатки (около 1000°C) до температуры около 500°C, а температура в сердцевине проката сразу после завершения процесса охлаждения становится только на 30°C ниже, чем конечная температура прокатки.
Если вследствие наличия в оборотной воде взвешенных частиц забиваются сопла и снижается расход воды, нарушается процесс охлаждения горячей поверхности стального проката, и это ухудшает качество получаемой стали.
В некоторых случаях по этой причине продукция даже не проходит контроль качества, и производители вынуждены продавать сталь как второсортную по сниженным ценам, что приводит к значительным финансовым потерям.

МЕХАНИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА ВОДЫ.

Установка системы тонкой механической очистки воды может предотвратить забивание сопел и будет способствовать необходимому постоянному расходу воды в процессе охлаждения.
Чтобы достичь качества воды, требуемого для оборудования, необходимо провести проектирование системы водоподготовки, в которой фильтрация является самым важным фактором для производства качественной стали.

Далее хотелось бы перечислить качества, которыми должна обладать система фильтрации:
• Обеспечение необходимого качества воды
• Большая площадь фильтрации;
• Низкие затраты вода на промывку;
• Минимальное время на очистку фильтров.
Рассмотрим эти качества подробнее при сравнении сетчатых и щелевых фильтров.

ОБЕСПЕЧЕНИЕ НЕОБХОДИМОГО КАЧЕСТВА ВОДЫ.

Основные параметры фильтра механической очистки, влияющие на качество воды – тонкость (степень) фильтрации и площадь фильтрации.
С точки зрения тонкости фильтрации, щелевой фильтр не способен обеспечить надежное фильтрование по той причине, что его горизонтальные интервалы шире, чем вертикальные, как показано на рисунке ниже.

Рисунок 1. Устройство щелевого фильтрующего элемента.

Сетчатый фильтр, напротив, имеет одинаковый размер ячеек и по ширине, и по длине, что обеспечивает надежную фильтрацию частиц по всем измерениям со степенью очистки фильтрующего элемента.
Компания Amiad разработала 4-слойный фильтр, в котором используется комбинация щелевых и сетчатых элементов. Щелевой элемент используется для увеличения прочности, а сетчатые элементы – для достижения заданной степени фильтрации. Таким образом, 4 слоя сетки вместе обеспечивают общий результат, который недостижим для щелевых и сетчатых фильтров по отдельности.

Рис 2. Устройство четырехслойного сетчатого элемента Amiad.

С точки зрения площади фильтрации, в 4-слойных фильтрах Amiad эта площадь до 4,5 раз больше, по сравнению с однослойными щелевыми фильтрами. Площадь фильтрации – это зона, которая подвержена воздействию воды, а не вся площадь фильтра.
В приведенной ниже таблице можно увидеть площадь фильтрации для фильтров разных типов (перфорированный, щелевой и сетчатый).

Таблица 1. Относительная площадь фильтра, пропускающая воду.

Как видно, сетчатый фильтр Amiad имеет эффективную площадь при 100 мкм в 4,5 раза больше, чем щелевой фильтр.

Конструкция Amiad с большей площадью фильтрации имеет меньше циклов очистки при той же производительности, что обеспечивает следующие преимущества:
• Более высокая грязеемкость (так как площадь фильтрации в 4,5 раза больше);
• Увеличение интервала между циклами промывки;
• Потеря воды всего от 0,5 до 1% по нашему опыту наблюдений.

СРАВНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ОЧИСТКИ AMIAD И ОБРАТНОЙ ПРОМЫВКИ СВЕЧЕЙ.

Технология Amiad	Технология обратной промывки свечей
4-слойный фильтр с вакуумным сканером и соплами для качественной очистки.	Конструкция с коническими свечами, можно открыть только снизу и закрыть сверху.
Зазор между соплами и сеткой очень маленький, это позволяет достигать высокой эффективности обратной промывки.	Конструкция с фильтрами-свечами с низкой эффективностью обратной промывки.
Устройство сетки, гарантирующее задерживание частиц с размерами, соответствующими степени фильтрации.	Номинальная степень фильтрации только по одному измерению (еще они называются незабивающимися фильтрами).
Большая площадь фильтрации остается активной фильтрующей.	Меньшая площадь фильтрации в свечах со щелевым фильтром, не подходит для тонкой фильтрации.
Высокая скорость потока воды при обратной промывке, в сочетании с движением по спирали благодаря соплам, эффективно удаляет все загрязнения и добивается постоянной качественной очистки на 100%.	Частичное забивание фильтров по причине некачественной очистки, так как она зависит только от скорости потока воды обратной очистки, который внутри фильтра распределяется неравномерно.
Большой интервал между очистками благодаря большой площади фильтрации, что уменьшает число циклов промывки и снижает потери воды.	Очистка фильтра проводится неэффективно, что приводит к большим затратам воды.

Благодаря вышеупомянутым качествам, фильтры Amiad имеют преимущество при тонкой очистке воды от механических примесей. Ниже приведены некоторые примеры исследований.

ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ.

Компания Amiad, как изготовитель фильтров прочно закрепилась в сталелитейной промышленности, особенно благодаря применению технологий очистки для защиты сопл.

ИССЛЕДОВАНИЕ 1.

Место: завод HSM Tata Steel, Джамшедпур
Проблема: Частое забивание сопел негативно влияло на производство.
Решение: Для повышения эффективности производства и защиты сопел руководство решило поставить фильтры со степенью фильтрации 50 микрон и автоматической обратной промывкой. Предприятие установило щелевые фильтры со степенью фильтрации 50 микрон и автоматической обратной промывкой и начало наблюдать за работой системы.

Результат эксплуатации свечных (щелевых) фильтров:
• Эффективность работы фильтра с автоматической обратной промывкой не соответствует требованиям;
• Качество воды не улучшилось;
• Конструкция на основе номинальной фильтрации лишь по одному измерению позволяла частицам в форме пластин и стержней проходить сквозь фильтр;
• Требовалось снятие свечей для ручной очистки каждые 15 дней из-за неэффективной обратной промывки;
• Фильтры не смогли соответствовать требованиям клиента.

Далее, предприятие установило 4х-слойные фильтры AMIAD тонкой фильтрации с автоматической самоочисткой. Через определенное время наблюдений выяснилось следующее.

Результат эксплуатации фильтров Amiad:
• Эффективность работы фильтра Amiad соответствует требованиям;
• Качество воды резко улучшилось, оно соответствует требованиям для использования в производственном процессе;
• Конструкция на основе тонкой фильтрации помогла защитить от проникновения частиц в форме пластин и стержней через фильтрующий элемент, достигнута степень фильтрации на 99.99%;
• Результатом автоматической самоочистки всасывающих сопл стало постоянное высокое качеств очистки фильтра;
• Фильтры смогли соответствовать требованиям клиента.
После положительного опыта работы фильтров Amiad, компания HSM, TATA STEEL, установила фильтры Amiad на других заводах, таких как LD №1 (CC №1, CC №2, CC №3) и LD №2.
Сегодня на заводах TATA STEEL установлено более 25 автоматических фильтров Amiad производительностью от 2200 м3/ч до 500 м3/ч с абсолютной фильтрацией 50 микрон.

ИССЛЕДОВАНИЕ 2.

Место: листопрокатный стан завода JSPL, Raigarh
Проблема: Фильтр с автоматической обратной промывкой и фильтрующими свечами вышел из строя во время работы, предприятие понесло значительные убытки.
История: На листопрокатном стане использовались фильтры с автоматической обратной промывкой и фильтрующими свечами для устранения окалины. Команда по техническому обслуживанию фильтра с трудом сохраняла фильтра в рабочем состоянии по следующим причинам.
• Фильтр часто забивался из-за недостаточной площади фильтрации;
• У фильтров-свечей со щелевыми элементами и степенью фильтрации 50 микрон площадь фильтрации составляла всего 2,5 % от общей поверхности фильтра;
• Свечи снимались для ручной очистки каждую неделю, так как они часто забивались, а обратная промывка была неэффективна;
• Конструкция на основе номинальной фильтрации по одному измерению позволяла частицам в форме пластин и стержней проходить сквозь фильтр;
• Фильтр вышел из строя во время работы, предприятие понесло значительные убытки
Действия: Команда по техническому обслуживанию листопрокатного стана JSPL заменила щелевой фильтр на 4-слойные фильтры AMIAD абсолютной фильтрации с автоматической самоочисткой, которая производится при помощи всасывающих сопл. Наблюдения JSPL за работой фильтра Amiad выявили следующее.

Результат эксплуатации фильтров Amiad:
• 4-слойный фильтр Amiad со степенью очистки 50 микрон имел площадь фильтрации 34% по сравнению с 2,5 % у щелевого свечного элемента;
• Достигнуто 100% постоянное качество очистки при помощи механизма сканера всасывания, ручной очистки фильтров больше не требовалось;
• Качество воды резко улучшилось, оно соответствует требованиям для использования в производственном процессе;
• Конструкция на основе тонкой фильтрации помогла защитить от проникновения частиц в форме пластин и стержней через фильтрующий элемент, достигнута эффективная фильтрация на 99.99%;
• Результатом автоматической самоочистки всасывающих сопел стало постоянное высокое качеств очистки фильтра;
• Фильтры смогли соответствовать требованиям клиента.
Благодаря положительному опыту работы фильтра Amiad, компания JSPL демонтировала щелевой фильтр с обратной промывкой и установила дополнительный сетчатый фильтр. Они также использовали эту конструкцию для применения в других местах и установили фильтры Amiad.

Итак, какая же технология больше подходит для сталелитейной промышленности? Щелевые фильтры имеют немного более простую конструкцию, чем многослойные сетки Amiad, но такое устройство лишь приводит к ухудшению работы щелевого фильтра и трудозатратам на обслуживание. К тому же, конструкция Amiad требует меньше воды на промывку и более редкое обслуживание. Положительный опыт эксплуатации сетчатых фильтров Amiad позволяет рекомендовать их к установке на сталелитейных производствах.

Стоит отметить, что «НПЦ ПромВодОчистка» является официальным дилером компании AMIAD уже на протяжении 5 лет на всей территории РФ. За это время наша компания реализовала большое количество проектов по водоподготовке и механической очистке воды на основе фильтров AMIAD. Кроме этого, НПЦ ПромВодОчистка выполняет пуско-наладку оборудования, монтаж и шеф-монтаж, а также официально выполняет сервисное обслуживание продукции компании AMIAD.