自動(dòng)排污過(guò)濾器（水電站供水系統(tǒng)全自動(dòng)濾水器）結(jié)構(gòu)分析和改造要求

龍津水電站技術(shù)供水全自動(dòng)濾水器及管珞系統(tǒng)在設(shè)計(jì)有一定的不足，不能可靠地滿足電站無(wú)人值班、少人值守的工作。對(duì)該設(shè)備的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行狀況進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，并介紹了改進(jìn)播施，希望能夠探討到一種性能優(yōu)良、工作可靠的激水器，為電站的技術(shù)供水提供有力保障。

新型水力發(fā)電廠對(duì)技術(shù)供水全自動(dòng)濾水器/自動(dòng)排污過(guò)濾器的要求

在電力體制改革下，發(fā)電企業(yè)對(duì)人員的配置不斷精簡(jiǎn)，要保證電站設(shè)備的長(zhǎng)周期、高穩(wěn)定運(yùn)行，除了一批優(yōu)秀的技術(shù)人才外,設(shè)備無(wú)疑成為制約企業(yè)改革和企業(yè)發(fā)展的主要因素。中國(guó)大唐集團(tuán)公司對(duì)龍灘水力發(fā)電廠的定位是無(wú)人值班、少人值守的一流水電廠，所以設(shè)備可靠和穩(wěn)定程度至關(guān)重要。

技術(shù)供水全自動(dòng)濾水器是水電廠技術(shù)供水清潔性和通暢性的保證，高效的自動(dòng)清污能力、便捷的檢修性能、可靠的運(yùn)行指標(biāo)對(duì)穩(wěn)定電站設(shè)備的技術(shù)供水意義重大，為無(wú)人值班、少人值守提供設(shè)備保證。

龍灘水電站技術(shù)供水全自動(dòng)濾水器/自動(dòng)排污過(guò)濾器分析

水電廠技術(shù)供水用戶主要為:水輪發(fā)電機(jī)組空氣冷卻器、各部軸承油冷卻器、主軸密封、主變壓器油冷卻器及其他輔助設(shè)備用水,詳見(jiàn)表lo

龍?jiān)此�電站技術(shù)供水對(duì)象用水■一覽表

全自動(dòng)濾水器/自動(dòng)排污過(guò)濾器主要參數(shù)

 全自動(dòng)濾水器/自動(dòng)排污過(guò)濾器性能要求及運(yùn)行分析

龍灘水電站技術(shù)供水全自動(dòng)濾水器/自動(dòng)排污過(guò)濾器性能要求

紅水河中含有大量的泥沙、雜草、污物及生活拉圾，因此，在全自動(dòng)濾水器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上應(yīng)采取防止泥沙和污物堵塞的有效措施，以保證全自動(dòng)濾水器安全可靠運(yùn)行。

龍灘水電站的發(fā)電機(jī)組為大型空冷式密閉自循環(huán)冷卻系統(tǒng)，機(jī)組運(yùn)行期間耗水量大，所以需要全自動(dòng)濾水器在排污時(shí)不能有過(guò)多的水量損失和壓力下降。

檢修維護(hù)便捷，能夠在較大程度上降低人的勞動(dòng)成本和工作時(shí)間。

全自動(dòng)濾水器/自動(dòng)排污過(guò)濾器設(shè)計(jì)原理簡(jiǎn)介

技術(shù)供水全自動(dòng)濾水器清污、排污過(guò)程不影響正常技術(shù)供水。正常過(guò)濾狀態(tài)時(shí)，電動(dòng)排污閥關(guān)閉,電動(dòng)減速機(jī)不啟動(dòng)。當(dāng)滿足排污條件時(shí)，電動(dòng)排污閥打開(kāi),全自動(dòng)濾水器電動(dòng)減速機(jī)啟動(dòng)，帶動(dòng)自動(dòng)調(diào)心清污刷刮刀轉(zhuǎn)動(dòng)，使其附著在濾筒壁上的污物被刮刀刮斷并被吸管排出，同時(shí)排污吸管旋轉(zhuǎn)時(shí)不斷與濾筒上的小孔接通，附著在濾筒上的污物借助全自動(dòng)濾水器內(nèi)部分過(guò)濾后的清潔水的自身壓力進(jìn)行反沖洗，經(jīng)排污口流出,通過(guò)開(kāi)啟的電動(dòng)排污閥排入電站集水井。全自動(dòng)濾水器的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖lo

圖1技術(shù)供水源水器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

全自動(dòng)濾水器/自動(dòng)排污過(guò)濾器運(yùn)行狀況分析

發(fā)電初期，龍灘水電站由于基建與生產(chǎn)并存加上庫(kù)區(qū)蓄水位較低的實(shí)際情況,1號(hào)機(jī)組投運(yùn)一段時(shí)期后，技術(shù)供水全自動(dòng)濾水器堵塞嚴(yán)重，導(dǎo)致機(jī)組各部軸承瓦溫升高，被迫在負(fù)荷低峰時(shí)停機(jī)處理。現(xiàn)場(chǎng)打開(kāi)全自動(dòng)濾水器檢修人孔門，發(fā)現(xiàn)該全自動(dòng)濾水器排污、排漂效果不太理想，此后每次停機(jī)均需要對(duì)該全自動(dòng)濾水器手動(dòng)清污處理。

全自動(dòng)濾水器的刮刀支架強(qiáng)度差，易斷裂,龍灘水電站2、3號(hào)全自動(dòng)濾水器均出現(xiàn)過(guò)不同程度的斷裂，嚴(yán)重影響清污效果，甚至造成電機(jī)過(guò)載現(xiàn)象。

全自動(dòng)濾水器排淤管路設(shè)計(jì)不太合理。排污管在設(shè)計(jì)上有兩個(gè)作用:一，檢修時(shí)放空全自動(dòng)濾水器內(nèi)的積水;二,定期開(kāi)啟排淤閥排淤，便于清除沉積在全自動(dòng)濾水器底部的雜質(zhì)。為了實(shí)現(xiàn)以上功能，該全自動(dòng)濾水器底部開(kāi)020mm的孔,該孔和DN40mm的放空管路連接，引入至集水井。這就導(dǎo)致三個(gè)明顯缺點(diǎn)的產(chǎn)生:一，當(dāng)全自動(dòng)濾水器在排淤過(guò)程中,雜質(zhì)隨水流匯集于出水口周圍,當(dāng)大于020mm的雜質(zhì)和纏繞物不能排出后，造成該排淤管堵塞，起不到排淤和放空效果，龍灘水電站3號(hào)機(jī)組全自動(dòng)濾水器就有此種情況的發(fā)生;二,排淤管在設(shè)計(jì)上采用020mm變徑至040mm明顯不合理，造成浪費(fèi);三，排淤閥操作采用手動(dòng)操作形式，這樣可能在導(dǎo)致全自動(dòng)濾水器清污效果下降的同時(shí)，大大增加了運(yùn)行值班人員工作強(qiáng)度。

該全自動(dòng)濾水器/自動(dòng)排污過(guò)濾器排污口的設(shè)置有一定的局限，造成底部沉積的淤泥和大的顆粒性雜質(zhì)無(wú)法排出，全自動(dòng)濾水器的排污主要是利用DN150mm的排污閥門在打開(kāi)的瞬間形成的壓力差帶動(dòng)內(nèi)部雜質(zhì)到排污管路，通過(guò)管路流入到集水井。而排污管路在設(shè)計(jì)上采用上、下排污管路同時(shí)打開(kāi)，同時(shí)工作，這樣勢(shì)必導(dǎo)致閥門開(kāi)啟瞬間壓力差大大減小，從而使反清洗效果受到影響。

全自動(dòng)濾水器排污閥門選型不合理，全自動(dòng)濾水器排污管徑DN150mm,目前水頭下全自動(dòng)濾水器大水壓力為1.25MPa,排污閥釆用電動(dòng)蝶閥開(kāi)啟和關(guān)閉來(lái)達(dá)到自動(dòng)排污效果，蝶閥前后過(guò)大的壓力差經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致閥門過(guò)載，甚至損壞電機(jī)。

全自動(dòng)濾水器進(jìn)水方式采用“上進(jìn)下出”的給水形式,面積過(guò)大的全自動(dòng)濾水器清污刮刀支架在運(yùn)行過(guò)程中，因受到巨大水流的不斷沖擊和剪切，使得全自動(dòng)濾水器上密封軸端蓋、支架和連接銷始終受到力矩沖擊作用，顯著降低使用壽命。

全自動(dòng)濾水器工作流程見(jiàn)圖20

全自動(dòng)濾水器/自動(dòng)排污過(guò)濾器改造方法探索

全自動(dòng)濾水器/自動(dòng)排污過(guò)濾器結(jié)構(gòu)分析

旋轉(zhuǎn)式濾網(wǎng)耗能大，壓力損失大，結(jié)構(gòu)型式落后，已為淘汰產(chǎn)品;靜止圓筒式濾網(wǎng)，有的采用煙筒式濾網(wǎng)，有的采用雙層圓筒相互隔離的蜂窩式過(guò)濾小單元，但這些結(jié)構(gòu)一旦有塑料袋、樹根、草根等漂浮物，則成為致命弱點(diǎn)

圖2洩水器工作流程圖

全自動(dòng)濾水器進(jìn)、出水管間必須要有足夠的軸向距離,因?yàn)槌鏊�管與進(jìn)水管軸向距離愈大，排污效果愈好。如果進(jìn)水管路和出水管路距離過(guò)小，絕大部分清潔水從阻力小的出水管流走，而從排污過(guò)濾單元反沖的清潔水壓力就很低，使粘附在過(guò)濾單元上的雜質(zhì)就沖洗不干凈。

國(guó)內(nèi)典型全自動(dòng)濾水器的進(jìn)、岀水方式上有三種：一種是上進(jìn)水、下岀水方式，另一種是下進(jìn)水、上出水方式，還有一種是進(jìn)、出水管路在同一水平線上的相對(duì)兩側(cè)。其中上進(jìn)水、下出水，多濾筒結(jié)構(gòu)全自動(dòng)濾水器的代表，是三峽左岸電廠使用的ZLSG-400型全自動(dòng)濾水器，由四川自貢川濾設(shè)備制造有限公司(原自貢市濾油機(jī)廠)生產(chǎn)。進(jìn)、出水管路在同一水平線上的相對(duì)兩側(cè)的代表是天津發(fā)電設(shè)備公司生產(chǎn)的IV型全自動(dòng)濾水器，該全自動(dòng)濾水器在浙江緊水灘、四川龔嘴電廠應(yīng)用。

全自動(dòng)濾水器/自動(dòng)排污過(guò)濾器結(jié)構(gòu)的改進(jìn)措施

經(jīng)過(guò)對(duì)龍灘水電站技術(shù)供水全自動(dòng)濾水器運(yùn)行情況分析,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，龍灘水電站對(duì)在役全自動(dòng)濾水器進(jìn)行了以下幾點(diǎn)改進(jìn)：

在上排污口和下排污口分別安裝電動(dòng)球閥，避免上、下排污口同時(shí)動(dòng)作。這樣不但可以有效地減少流量損失，而且可以顯著地增大濾網(wǎng)前后的壓差，增大反沖洗效果。對(duì)放排淤管路進(jìn)行改造，先將原管徑增大至DN80mm,將排淤口單獨(dú)設(shè)置在全自動(dòng)濾水器底部,通過(guò)電動(dòng)球閥控制排淤方式，在增大排污效果的同時(shí)，減輕了值班人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。對(duì)排污程序進(jìn)行了修改。當(dāng)達(dá)到設(shè)定的排污差壓時(shí),PLC控制電機(jī)啟動(dòng)的同時(shí)打開(kāi)DN150mm的電動(dòng)排污閥排污，工作一段時(shí)間后電機(jī)停止并關(guān)閉該閥門。其次控制程序開(kāi)啟DN80mm排淤閥進(jìn)行排淤，將全自動(dòng)濾水器底部沉積物排除，進(jìn)入下一個(gè)運(yùn)行周期。在全自動(dòng)濾水器靠近底部位置增加一個(gè)檢修口，便于檢修時(shí)雜質(zhì)的排除和順利清理。對(duì)全自動(dòng)濾水器刮刀支架進(jìn)行了加固，防止在長(zhǎng)期運(yùn)行中水力不停沖擊而斷裂，避免造成電機(jī)過(guò)載或?yàn)V網(wǎng)損壞。

全自動(dòng)濾水器/自動(dòng)排污過(guò)濾器的整體技術(shù)改造設(shè)想

采用國(guó)產(chǎn)品牌的全自動(dòng)濾水器/自動(dòng)排污過(guò)濾器

擬改造后的新型全自動(dòng)濾水器為復(fù)合排污、濾網(wǎng)快換型，進(jìn)、出管徑DN500mm。由電動(dòng)行星擺線針輪減速機(jī)、全自動(dòng)濾水器本體、差壓控制器、差壓變送器、雙電動(dòng)排污閥及帶PLC可編程控制器的電氣控制柜等組成。全自動(dòng)濾水器本體由布置在濾芯法蘭上的若干個(gè)小過(guò)濾筒、自動(dòng)反沖排污轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、主軸、轉(zhuǎn)動(dòng)擋板、排污轉(zhuǎn)筒、排污孔架、漂浮物及沉積物排污管、進(jìn)出水管及在罐體側(cè)上部對(duì)開(kāi)的檢修門孔組成。它具備自動(dòng)過(guò)濾、自動(dòng)排污，且在清污、排污時(shí)不影響正常的供水量。電氣控制采用PLC可編程控制器自動(dòng)控制,也可手動(dòng)控制，并設(shè)有差壓過(guò)高、排污閥過(guò)力矩故障報(bào)警。當(dāng)減速機(jī)、排污閥出現(xiàn)故障或過(guò)力矩及全自動(dòng)濾水器差壓過(guò)高時(shí)，可進(jìn)行故障報(bào)警及相應(yīng)提示。利用通訊可以與機(jī)組LCU、中控室計(jì)算機(jī)等進(jìn)行通訊以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方監(jiān)測(cè)。

該全自動(dòng)濾水器從三峽水電站使用經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,性能較高,尚未出現(xiàn)過(guò)明顯缺陷，但是能否滿足龍灘水電站技術(shù)供水系統(tǒng)高水頭(400m蓄水位時(shí)，該全自動(dòng)濾水器工作壓力將近1.9MPa)、大流量的特點(diǎn)還需謹(jǐn)慎考慮。但是適中的價(jià)格和方便快捷的售后服務(wù)加上在三峽水電站的成功應(yīng)用可能也是其具備競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)顯著特點(diǎn)。

采用國(guó)外進(jìn)口品牌的全自動(dòng)濾水器/自動(dòng)排污過(guò)濾器

采用以色列生產(chǎn)的水力控制全自動(dòng)濾水器，此類全自動(dòng)濾水器具備國(guó)產(chǎn)全自動(dòng)濾水器的一切性能，通過(guò)在全自動(dòng)濾水器本體上安裝控制管路和水力馬達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)水力驅(qū)動(dòng)，排污時(shí)起到了四兩撥千斤的功效，用水力操作取代傳統(tǒng)的電力驅(qū)動(dòng)。

該全自動(dòng)濾水器特點(diǎn)是做工優(yōu)良、純水力控制，避免了傳統(tǒng)全自動(dòng)濾水器在電控排污時(shí)存在的缺陷。通過(guò)對(duì)龍灘水電站技術(shù)供水系統(tǒng)目前使用的以色列閥門(技術(shù)供水減壓閥、開(kāi)關(guān)閥、安全閥、正反向切換閥、泵控閥、主軸密封全自動(dòng)濾水器等)分析，個(gè)人認(rèn)為此類閥門和全自動(dòng)濾水器均為成熟產(chǎn)品，設(shè)計(jì)先進(jìn)、合理。

作為大型機(jī)組主用技術(shù)供水全自動(dòng)濾水器而言，龍灘水電站目前釆用的全自動(dòng)濾水器有一定的不足。本文對(duì)龍灘水電站技術(shù)供水全自動(dòng)濾水器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了介紹，對(duì)機(jī)組投產(chǎn)后在役全自動(dòng)濾水器的改造進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，并且概述了本人認(rèn)為的兩種較常見(jiàn)而且清污效果比較可靠的全自動(dòng)濾水器工作原理和各自的特點(diǎn)。