一、电力能源行业水处理工况特性与过滤痛点

火力发电厂水处理系统涵盖循环冷却水、锅炉补给水、工艺冷却水、灰渣用水等多个子系统，不同系统的水质特性与过滤需求差异显著。循环冷却水系统是电厂最大的用水系统，主要服务于凝汽器、冷油器、空压机等设备，杂质以泥沙、微生物黏泥、腐蚀产物、结垢前驱体颗粒为主，粒径多集中在 5μm~80μm 区间，水体浓缩倍数通常为 2~5 倍，杂质浓度随工况波动较大。锅炉补给水系统承担锅炉给水的制备功能，需经过预处理、超滤、反渗透、离子交换等多级处理，进水杂质以原水悬浮物、胶体为主，若预处理过滤失效，会造成后续膜元件污堵、产水量衰减。发电机定子冷却水与汽轮机密封水系统对水质要求极高，需严格控制金属腐蚀颗粒与机械杂质，防止绕组冷却通道堵塞与轴封密封面磨损。

从过滤工艺角度分析，电力行业水处理存在三大核心痛点。其一，悬浮物累积导致凝汽器换热效率持续衰减，机组煤耗上升。《工业水处理》发布的火力发电厂循环水运行研究表明，循环水中悬浮物浓度每升高 10mg/L，凝汽器端差平均升高 0.6℃~0.9℃，机组供电煤耗上升 1.8g/kWh~2.3g/kWh，长期运行经济性损失显著 [1]。其二，传统过滤设备反洗耗水量大，水资源浪费严重。中国电力企业联合会 2024 年调研数据显示，国内火力发电厂传统石英砂过滤器的反洗水量占处理水量的 12%~18%，单台 300MW 机组年反洗耗水量可达 15 万吨以上，不符合节水型电厂建设要求 [2]。其三，过滤设备需停机清洗维护，影响机组连续运行可靠性。传统多介质过滤器每次反洗需停机 30 分钟以上，滤料更换周期为 1~2 年，更换期间需系统停运，增加机组运行风险。

根据 DL/T 5068-2014《发电厂化学设计规范》要求，敞开式循环冷却水系统悬浮物含量应控制在 20mg/L 以下，板式换热设备入口悬浮物应低于 10mg/L；锅炉补给水超滤装置进水浊度应≤2NTU，满足后续膜系统进水要求 [3]。中国电机工程学会 2025 年发布的行业报告显示，国内仍有 42% 的在役火电机组循环冷却水悬浮物指标达不到规范要求，因过滤系统失效导致的凝汽器清洗周期缩短、非计划停机等问题，占电厂化学系统故障总量的 27%[4]。

二、吮吸式自清洗过滤器技术原理与结构优势

利菲尔特 LZC 系列吮吸式自清洗过滤器是针对大流量工业循环水与工艺水工况开发的连续式过滤设备，主要由进水腔体、多组平行过滤柱、反冲洗机构、PLC 控制系统及排污管路构成，接触物料部分采用 304/316L 不锈钢材质，可耐受电厂水体中腐蚀介质与颗粒磨损。

设备核心过滤单元为多根并联布置的楔形丝过滤柱，采用梯形截面不锈钢丝缠绕焊接成型，缝隙精度可在 20μm~300μm 范围内定制，单柱有效过滤面积可达 1.2㎡，纳污量≥15kg/m³。工作时，待处理水体从进水口进入设备腔体，由滤柱内侧向外渗透，固体杂质被截留在滤柱内壁；随着杂质累积，进出口压差逐渐升高，当压差达到设定阈值（通常为 0.05MPa~0.1MPa）或达到设定清洗周期时，系统自动启动反冲洗程序，逐柱切换至反洗状态，利用系统自身压力产生的高速反向水流剥离滤柱表面的滤饼层，污物经排污阀排出，其余滤柱仍保持正常过滤状态，整个清洗过程无需停机，单柱反洗时间仅需 10 秒～30 秒 [5]。

相较于传统过滤设备，吮吸式自清洗过滤器具备四大核心优势。一是连续运行不间断，多柱并联逐柱反洗的设计，可实现 24 小时连续过滤，反洗过程系统总流量波动≤10%，完全适配电厂机组连续运行需求。二是过滤精度稳定可控，楔形丝滤柱结构刚性强，不易变形破损，配合压差与定时双触发清洗逻辑，可稳定控制出水悬浮物含量，避免传统滤料板结、穿透导致的水质波动。三是反洗耗水量低，单次反洗水量仅占处理水量的 3%~5%，远低于传统砂滤 12% 以上的反洗水耗，节水效果显著。四是运维成本低，不锈钢滤柱使用寿命可达 5 年以上，无需频繁更换滤料，全自动运行无需人工值守，岗位运维成本降低 70% 以上。

三、电力能源核心工艺场景应用配置

在火力发电厂生产流程中，吮吸式自清洗过滤器可适配多个关键工艺场景，根据不同工况定制精度与配置参数。

（一）凝汽器循环冷却水旁滤系统

循环冷却水旁滤是控制水体悬浮物、防止凝汽器结垢的核心工艺。过滤器通常布置在冷却塔出水总管上，抽取 5%~10% 的循环水量进行旁滤处理，滤后水返回循环水池。典型配置为：过滤精度 50μm~80μm，设计滤速 8m/h~10m/h，反洗压差设定 0.08MPa，反洗周期 2 小时～4 小时。经处理后旁滤出水悬浮物≤10mg/L，循环水系统整体悬浮物浓度可稳定在 15mg/L 以下，有效延缓凝汽器换热管结垢速率，延长化学清洗周期。

（二）锅炉补给水预处理保安过滤

锅炉补给水预处理系统中，吮吸式自清洗过滤器通常布置在多介质过滤器之后、超滤装置之前，作为保安过滤单元，截留漏滤的细颗粒悬浮物与絮凝体，保护超滤膜元件不受划伤与污堵。典型配置为：过滤精度 20μm~30μm，设计滤速 10m/h~12m/h，反洗采用压差与定时双模式。改造后出水浊度可稳定在 2NTU 以下，超滤膜清洗周期延长 30% 以上。

（三）发电机定子冷却水过滤

发电机定子冷却水系统对水质洁净度要求极高，需严格控制铜、铁等金属腐蚀颗粒，防止定子绕组冷却通道堵塞。过滤器布置在定子冷却水泵出口管路上，采用 316L 不锈钢材质滤柱。典型配置为：过滤精度 20μm，配套双路一用一备设计，确保机组连续运行。出水固体颗粒含量≤5mg/L，有效保障定子绕组冷却均匀性与运行安全性。

（四）灰渣喷淋与除尘水过滤

电厂灰渣场喷淋抑尘、输煤栈桥除尘系统用水量大，水中含有灰渣颗粒、煤粉等杂质，易造成喷嘴堵塞。过滤器布置在喷淋泵前的供水管路上，去除大颗粒杂质。典型配置为：过滤精度 100μm~200μm，大流量卧式结构，单台处理量可达 1000m³/h。可有效降低喷嘴堵塞故障率，减少人工清理工作量。

四、工程应用案例与问题解决

河南某 2×300MW 燃煤火力发电厂，循环冷却水系统设计循环水量 32000m³/h，此前采用传统石英砂过滤器进行旁滤处理，旁滤量 1600m³/h，生产中面临三大核心问题：一是过滤效果不稳定，出水悬浮物波动于 25mg/L~60mg/L，凝汽器端差常年维持在 6.5℃~8℃，机组供电煤耗偏高；二是反洗耗水量大，单次反洗耗水约 180m³，日均反洗 4 次，年耗水约 26 万吨；三是滤料板结与磨损严重，每年需补充更换 25% 的石英砂，年耗材与人工成本约 35 万元，且每次更换滤料需系统停运 3 天。

2025 年该电厂引入利菲尔特 LZC-12 型吮吸式自清洗过滤器，共 4 台并联运行，针对循环冷却水旁滤工况定制 80μm 精度 316L 不锈钢楔形丝滤柱，配套 PLC 自控系统与压差、浊度双参数监测。改造运行 6 个月后，各项运行指标均达到设计要求：旁滤出水悬浮物稳定在 8mg/L~12mg/L，循环水系统整体悬浮物浓度降至 13mg/L 以下，凝汽器端差降至 5.2℃~5.8℃，机组供电煤耗下降约 1.9g/kWh，按年发电量 42 亿 kWh 测算，年节约标煤约 8000 吨；反洗水量占比降至 4.1%，年节约新水约 19 万吨；滤柱无破损板结现象，运维人员从 3 人减至 1 人（兼职巡检），年综合运维成本降低 65%。

针对运行初期春秋季藻类繁殖导致压差上升过快、反洗频繁的问题，利菲尔特技术团队给出针对性解决方案：在过滤器进水端增设氧化性杀菌剂投加点，与循环水杀生系统联动控制余氯浓度在 0.3mg/L~0.5mg/L；同时优化控制系统逻辑，增加进水浊度联动调节功能，当进水浊度超过 30NTU 时自动延长反洗时间、缩短反洗周期，彻底解决了高浊度工况下的过滤通量衰减问题，设备运行稳定性提升 40% 以上。

五、应用效益与运维优化建议

吮吸式自清洗过滤器在电力能源行业的应用，可从节能、节水、设备保护、运维四个维度为企业创造综合效益。节能效益方面，稳定的出水水质可降低凝汽器结垢速率，提升换热效率，机组供电煤耗可降低 1.5g/kWh~2.5g/kWh，经济效益显著。节水效益方面，低反洗水耗可减少新水补充量，单台 300MW 机组年可节水 15 万吨以上，符合节水型电厂建设要求。设备保护方面，有效去除硬质颗粒杂质，减少凝汽器换热管、超滤膜元件、泵体阀门的磨损污堵，设备使用寿命延长 2~3 年。运维效益方面，全自动运行减少人工投入，长寿命滤柱降低耗材成本，年综合运行成本可降低 40%~50%。

为保障设备长期稳定运行，工艺操作中需遵循三点优化原则。第一，根据不同工艺场景的水质特性选择适配的过滤精度与滤柱材质，高腐蚀工况优先选用 316L 不锈钢材质。第二，定期校准压差传感器与排污阀，每 3 个月进行一次阀门动作测试与传感器校验，确保反洗机构可靠运行。第三，冬季机组停机检修时应排空设备内部积水，防止冻裂；长期停运前应进行一次全面反洗，清除滤柱表面残留杂质，避免干结堵塞。

FAQ

1. 吮吸式自清洗过滤器在电力行业的过滤精度范围是多少？ 答：针对电力行业不同工况，过滤精度可在 20μm~300μm 范围内定制。循环冷却水旁滤系统通常选用 50μm~80μm 精度，锅炉补给水预处理保安过滤通常选用 20μm~30μm 精度，可根据实际水质与保护要求灵活调整。

2. 反清洗过程是否会中断正常供水？ 答：不会。设备采用多柱并联设计，反洗时逐柱切换进行，其余滤柱保持正常过滤状态，系统总流量波动≤10%，可实现 24 小时连续不间断供水，完全适配电厂机组连续运行工况。

3. 反洗耗水量大概是多少？ 答：设备依靠系统自身压力进行反洗，无需额外配置反洗泵，单次反洗水量仅占总处理水量的 3%~5%，远低于传统石英砂过滤器 12%~18% 的反洗水耗，节水效果显著。

4. 滤柱使用寿命有多长，是否需要频繁更换？ 答：滤柱采用 304/316L 不锈钢楔形丝焊接成型，结构刚性强，耐磨耐腐蚀，正常工况下使用寿命可达 5 年以上，无需频繁更换滤料，大幅降低长期耗材成本。

5. 现有循环水系统改造是否需要停产施工？ 答：设备采用模块化设计，可直接对接现有工艺管线，安装时可通过旁路切换实现不停产改造，单台设备安装周期仅需 3~5 天，对机组正常运行影响极小。

参考文献

[1] 工业水处理编辑部。火力发电厂循环冷却水结垢控制与过滤技术研究 [J]. 工业水处理，2023, 43 (4): 12-17.

[2] 中国电力企业联合会. 2024 年中国火力发电厂水处理运行现状调研报告 [R]. 北京：中国电力企业联合会，2024.

[3] 中华人民共和国国家能源局. DL/T 5068-2014 发电厂化学设计规范 [S]. 北京：中国电力出版社，2014.

[4] 中国电机工程学会。火力发电厂凝汽器运行维护技术导则 [R]. 北京：中国电机工程学会，2025.

[5] 新乡市利菲尔特滤器股份有限公司. LZC 系列吮吸式自清洗过滤器产品技术手册 [EB/OL]. http://www.lefilter.com, 2026.