大型供热系统除污器过滤精度选择及注意事项
摘要； 除污器作为大型供热系统运行中重要的基础设备，由于对其意义和作用认识不到位，设计中除污器选用方面存在诸多问题，影响到供热系统安全和正常运行；本文通过对供热系统设计中除污器型式选择、滤网精度及注意事项等问题进行了探讨，为大型供热系统除污器的设计提供借鉴。
关键词； 供热系统；除污器；过滤精度
中图分类号：C35 文献标识码： A
引言
1、除污器结构型式选择
除污器作为大型供热系统运行中不可缺少的基础设备之一，它一般安装在供热系统循环水回水总管，热网循环泵设备的入口前，除污器的作用主要包括：一是过滤因供热管网施工过程或后续接入新热用户支管而带入的杂质、污物，保证热网系统水质要求，防止系统在初始运行时，因管道内的杂物随系统运转进入热网循环水泵、热网加热器等处时磨损设备及造成热网加热器堵塞，造成热网加热器干烧使设备损坏而无法保证供热系统的正常运行；二是及时排除杂质、污物，更好地保证热力管网的经济安全运行，同时利用除污器体积大于管道体积，水流速度慢，水中的空气会在此积聚，作为系统的一个主要自动排气点。除污器一般有以下几种类型：
1.1旋流除污器
这些年许多供热系统曾采用旋流除污器做除污设备。在除尘系统中，由于风速很大（一般大于10m/s），气体中的尘粒就会在旋流除尘器中受离心力作用而被集中到管壁上，从气体中分离出去，因此旋流除尘器在除尘系统中应用效果很好，但在供热系统中，水的流速一般在1m/s左右，虽然一些管道中的杂物可被水冲走，但当其进入任何形式的除污器中时，都会因为除污器的体积大于管道体积而使流速降低，杂物即会自动落在设备的底部，而不需要利用离心力去分离。因此旋流除污器就失去了它最主要的作用，而且旋流除污器由于其体积大，进出口不在同一条直线上等特点，使其同时又存在着施工难度大，占地大，投资大等缺点。因此，它并不适合于供热系统，许多供热单位已认识这些，已不再选用。
标准图册中的卧式除污器因其安装方便、占地小，在管径较大的系统中常作为首选设备。其主要的构造缺陷是过滤部分不是采用孔板形式，而是用扁钢做成鼠笼形框架，外面设钢丝网。由于过滤网下空间太小，致使一些大的杂物打破腐蚀的钢丝网后进入了泵体。从而失去了除污的作用。
1.3全自动刷式除污器
全自动刷式除污器是一种根据压差控制信号，利用水流离心力自动清除滤网上杂物的自洁式过滤装置，由筒体、过滤网、排污阀及进、出口配套法兰等组成，不锈钢滤网贯穿于筒体。除污器设备在连续运行的情况下，由电机带动装在滤网内部的尼龙刷清洗装置对滤网进行刷洗，同时打开电磁排污阀排出污水并保证反冲洗不断流。当除污器进出口压差达到设定值时，设备能在线自动反冲洗，系统并备有定时自动反冲洗模式和手动控制模式，必要时可进行定时或手动反冲洗。
根据笔者设计并参与调试的多个供热项目运行反馈，这种除污器具有造价低、占地小、结构简单、清掏方便，除污效果好等特点，建议对大型供热系统优先选择这类除污器。
2、除污器精度及滤网的选择
供热系统设置全自动刷式除污器主要起到过滤和排除掉供热管网中杂质、污物，保证热网系统水质要求，同时防止系统在初始运行时，管道内杂物泥沙等随系统进入换热器等处造成堵塞，以保证供热系统的经济安全运行的作用。
集中供热系统用除污器的过滤精度如何选择，经查询暂未找到具体国家标准要求，城市热力网规范中也仅仅规定了补给水水质要求，对循环水水质及全自动刷式除污器精度没有提出具体要求，以下是可找到的除污器精度要求供参考依据：
（2）国标图集92R423变角形过滤器中规定：一般热水采暖系统过滤网为20目（0.8mm），如用户有特殊要求，可在10目（1.5mm）～100目（0.15mm）范围内任选；
诚然，除污器精度较高可更好的保证循环水水质，对供热系统设备、管道及其附件磨损较小，不易造成堵塞，同时在系统流速相对较低处也不易形成沉积物，加重腐蚀及结垢，但对大型供热系统，过高的除污器精度会造成阻力大且供热系统首次运行时易堵塞等缺点；反之如除污器精度设计过低，则会造成大颗粒杂质进入水泵及换热器内部，对设备的安全稳定运行及寿命均会有影响，但具有供热系统首次运行及管网冲洗过程中除污器不易被堵塞，除污器阻力较小等优点。 大型热网首站系统不同于小区换热站系统，热网循环水为一级网，仅在热网管道、二级站、热网首站系统循环，具有热网循环水量大、热网管道直径大、首年供热系统运行杂质较多、不直接与最终热用户接触等特点，笔者提出在系统设计中考虑分别设置过滤滤网的方案，此时全自动刷式除污器滤网可分别配置粗、细两套滤网，其中粗滤网在工厂预安装，用以在热网运行初期先行清除热网管道中的像砖头、碎石等大而坚硬的杂物，待系统运行一段时间管网中大而坚硬的杂物基本被清除或第一个采暖季结束后，拆除该粗滤网，再更换为永久性正常用过滤精度较高的细滤网，用于去除正常运行中其他细小的杂质，此种做法需要求除污器可进行现场更换。
为保证除污效果，除污器滤网建议要求采用整块不锈钢板制作，而不要采用编制网型式，并对钢板滤网厚度进行必要的强度计算，由于滤网的开孔大小直接影响到除污器的加工成本，过滤精度提高有可能造成滤网冲孔的成本成倍的增加，针对供热汽-水换热系统中换热设备普遍采用管壳式换热器，换热管流道较板式换热器流道间距要宽的多，并结合笔者多年设计及参与调试经验综合考虑，建议对除污器配临时用粗滤网精度按3～4mm进行选择，而正常除污器精度建议按滤网孔径按1.5mm进行选择，可保证供热系统的安全经济运行。
3、除污器设计中需注意的问题
3.1除污器的设计参数应满足该供热系统最大热网循环水量、承压及耐温要求，考虑到供热工程的安全稳定性，建议除污器选择至少两台，且均配置隔断阀门，旁通可不设计，因为即使加了旁通，为避免损坏热网换热器，含有大颗粒杂质的水也不允许直接进入，故旁路是一般不能开的，设计两台以上除污器还可以有一定备用。
3.2 由于除污器要除去供热系统热网管道内像砖头、碎石等较大且坚硬的杂物，除污器滤网设计应有足够的刚度和强度能够防止工作压力下或稍有堵塞的情况下不会产生变形，保证除污器能正常运行。同时除污器滤网的通水面积应至少大于3～5倍的接管通水面积，以减少系统阻力和防止除污器过频进行排污。
3.3除污器的排污口接管问题
除污器的排污口如直接接至房间内排水沟，通过排水沟排至室外，由于室内排水点与室外排水接口距离较远且在回水温度70℃较高，排污水二次汽化会比较严重，致使供热站内蒸汽弥漫，故建议接管直接排至室外，以避免二次蒸汽产生。
4、结论
除污器作为大型供热系统运行中不可缺少的基础设备之一，供热系统设计时，应优先选用可在线连续排污全自动刷式除污器，同时针对供热系统首年运行初期杂质较多，且种类、粒径分布复杂的特点，滤网可选用材质稍差的粗滤网并在工厂预安装；待大型杂质过滤完成后，再更换为正常滤网，可更好的保证供热系统设计运行的安全、可靠。