自動排污過濾器（水電站供水系統(tǒng)全自動濾水器）結構分析和改造要求

龍津水電站技術供水全自動濾水器及管珞系統(tǒng)在設計有一定的不足，不能可靠地滿足電站無人值班、少人值守的工作。對該設備的結構及運行狀況進行了簡要分析，并介紹了改進播施，希望能夠探討到一種性能優(yōu)良、工作可靠的激水器，為電站的技術供水提供有力保障。

新型水力發(fā)電廠對技術供水全自動濾水器/自動排污過濾器的要求

在電力體制改革下，發(fā)電企業(yè)對人員的配置不斷精簡，要保證電站設備的長周期、高穩(wěn)定運行，除了一批優(yōu)秀的技術人才外,設備無疑成為制約企業(yè)改革和企業(yè)發(fā)展的主要因素。中國大唐集團公司對龍灘水力發(fā)電廠的定位是無人值班、少人值守的一流水電廠，所以設備可靠和穩(wěn)定程度至關重要。

技術供水全自動濾水器是水電廠技術供水清潔性和通暢性的保證，高效的自動清污能力、便捷的檢修性能、可靠的運行指標對穩(wěn)定電站設備的技術供水意義重大，為無人值班、少人值守提供設備保證。

龍灘水電站技術供水全自動濾水器/自動排污過濾器分析

水電廠技術供水用戶主要為:水輪發(fā)電機組空氣冷卻器、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備用水,詳見表lo

龍源水電站技術供水對象用水■一覽表

全自動濾水器/自動排污過濾器主要參數(shù)

 全自動濾水器/自動排污過濾器性能要求及運行分析

龍灘水電站技術供水全自動濾水器/自動排污過濾器性能要求

紅水河中含有大量的泥沙、雜草、污物及生活拉圾，因此，在全自動濾水器的結構設計上應采取防止泥沙和污物堵塞的有效措施，以保證全自動濾水器安全可靠運行。

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

檢修維護便捷，能夠在較大程度上降低人的勞動成本和工作時間。

全自動濾水器/自動排污過濾器設計原理簡介

技術供水全自動濾水器清污、排污過程不影響正常技術供水。正常過濾狀態(tài)時，電動排污閥關閉,電動減速機不啟動。當滿足排污條件時，電動排污閥打開,全自動濾水器電動減速機啟動，帶動自動調心清污刷刮刀轉動，使其附著在濾筒壁上的污物被刮刀刮斷并被吸管排出，同時排污吸管旋轉時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濾水器內(nèi)部分過濾后的清潔水的自身壓力進行反沖洗，經(jīng)排污口流出,通過開啟的電動排污閥排入電站集水井。全自動濾水器的結構見圖lo

圖1技術供水源水器結構簡圖

全自動濾水器/自動排污過濾器運行狀況分析

發(fā)電初期，龍灘水電站由于基建與生產(chǎn)并存加上庫區(qū)蓄水位較低的實際情況,1號機組投運一段時期后，技術供水全自動濾水器堵塞嚴重，導致機組各部軸承瓦溫升高，被迫在負荷低峰時停機處理�，F(xiàn)場打開全自動濾水器檢修人孔門，發(fā)現(xiàn)該全自動濾水器排污、排漂效果不太理想，此后每次停機均需要對該全自動濾水器手動清污處理。

全自動濾水器的刮刀支架強度差，易斷裂,龍灘水電站2、3號全自動濾水器均出現(xiàn)過不同程度的斷裂，嚴重影響清污效果，甚至造成電機過載現(xiàn)象。

全自動濾水器排淤管路設計不太合理。排污管在設計上有兩個作用:一，檢修時放空全自動濾水器內(nèi)的積水;二,定期開啟排淤閥排淤，便于清除沉積在全自動濾水器底部的雜質。為了實現(xiàn)以上功能，該全自動濾水器底部開020mm的孔,該孔和DN40mm的放空管路連接，引入至集水井。這就導致三個明顯缺點的產(chǎn)生:一，當全自動濾水器在排淤過程中,雜質隨水流匯集于出水口周圍,當大于020mm的雜質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號機組全自動濾水器就有此種情況的發(fā)生;二,排淤管在設計上采用020mm變徑至040mm明顯不合理，造成浪費;三，排淤閥操作采用手動操作形式，這樣可能在導致全自動濾水器清污效果下降的同時，大大增加了運行值班人員工作強度。

該全自動濾水器/自動排污過濾器排污口的設置有一定的局限，造成底部沉積的淤泥和大的顆粒性雜質無法排出，全自動濾水器的排污主要是利用DN150mm的排污閥門在打開的瞬間形成的壓力差帶動內(nèi)部雜質到排污管路，通過管路流入到集水井。而排污管路在設計上采用上、下排污管路同時打開，同時工作，這樣勢必導致閥門開啟瞬間壓力差大大減小，從而使反清洗效果受到影響。

全自動濾水器排污閥門選型不合理，全自動濾水器排污管徑DN150mm,目前水頭下全自動濾水器大水壓力為1.25MPa,排污閥釆用電動蝶閥開啟和關閉來達到自動排污效果，蝶閥前后過大的壓力差經(jīng)常會導致閥門過載，甚至損壞電機。

全自動濾水器進水方式采用“上進下出”的給水形式,面積過大的全自動濾水器清污刮刀支架在運行過程中，因受到巨大水流的不斷沖擊和剪切，使得全自動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。

全自動濾水器工作流程見圖20

全自動濾水器/自動排污過濾器改造方法探索

全自動濾水器/自動排污過濾器結構分析

旋轉式濾網(wǎng)耗能大，壓力損失大，結構型式落后，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濾小單元，但這些結構一旦有塑料袋、樹根、草根等漂浮物，則成為致命弱點

圖2洩水器工作流程圖

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

國內(nèi)典型全自動濾水器的進、岀水方式上有三種：一種是上進水、下岀水方式，另一種是下進水、上出水方式，還有一種是進、出水管路在同一水平線上的相對兩側。其中上進水、下出水，多濾筒結構全自動濾水器的代表，是三峽左岸電廠使用的ZLSG-400型全自動濾水器，由四川自貢川濾設備制造有限公司(原自貢市濾油機廠)生產(chǎn)。進、出水管路在同一水平線上的相對兩側的代表是天津發(fā)電設備公司生產(chǎn)的IV型全自動濾水器，該全自動濾水器在浙江緊水灘、四川龔嘴電廠應用。

全自動濾水器/自動排污過濾器結構的改進措施

經(jīng)過對龍灘水電站技術供水全自動濾水器運行情況分析,結合現(xiàn)場實際，龍灘水電站對在役全自動濾水器進行了以下幾點改進：

在上排污口和下排污口分別安裝電動球閥，避免上、下排污口同時動作。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。對放排淤管路進行改造，先將原管徑增大至DN80mm,將排淤口單獨設置在全自動濾水器底部,通過電動球閥控制排淤方式，在增大排污效果的同時，減輕了值班人員的勞動強度。對排污程序進行了修改。當達到設定的排污差壓時,PLC控制電機啟動的同時打開DN150mm的電動排污閥排污，工作一段時間后電機停止并關閉該閥門。其次控制程序開啟DN80mm排淤閥進行排淤，將全自動濾水器底部沉積物排除，進入下一個運行周期。在全自動濾水器靠近底部位置增加一個檢修口，便于檢修時雜質的排除和順利清理。對全自動濾水器刮刀支架進行了加固，防止在長期運行中水力不停沖擊而斷裂，避免造成電機過載或濾網(wǎng)損壞。

全自動濾水器/自動排污過濾器的整體技術改造設想

采用國產(chǎn)品牌的全自動濾水器/自動排污過濾器

擬改造后的新型全自動濾水器為復合排污、濾網(wǎng)快換型，進、出管徑DN500mm。由電動行星擺線針輪減速機、全自動濾水器本體、差壓控制器、差壓變送器、雙電動排污閥及帶PLC可編程控制器的電氣控制柜等組成。全自動濾水器本體由布置在濾芯法蘭上的若干個小過濾筒、自動反沖排污轉動機構、主軸、轉動擋板、排污轉筒、排污孔架、漂浮物及沉積物排污管、進出水管及在罐體側上部對開的檢修門孔組成。它具備自動過濾、自動排污，且在清污、排污時不影響正常的供水量。電氣控制采用PLC可編程控制器自動控制,也可手動控制，并設有差壓過高、排污閥過力矩故障報警。當減速機、排污閥出現(xiàn)故障或過力矩及全自動濾水器差壓過高時，可進行故障報警及相應提示。利用通訊可以與機組LCU、中控室計算機等進行通訊以實現(xiàn)遠方監(jiān)測。

該全自動濾水器從三峽水電站使用經(jīng)驗來看,性能較高,尚未出現(xiàn)過明顯缺陷，但是能否滿足龍灘水電站技術供水系統(tǒng)高水頭(400m蓄水位時，該全自動濾水器工作壓力將近1.9MPa)、大流量的特點還需謹慎考慮。但是適中的價格和方便快捷的售后服務加上在三峽水電站的成功應用可能也是其具備競爭力的一個顯著特點。

采用國外進口品牌的全自動濾水器/自動排污過濾器

采用以色列生產(chǎn)的水力控制全自動濾水器，此類全自動濾水器具備國產(chǎn)全自動濾水器的一切性能，通過在全自動濾水器本體上安裝控制管路和水力馬達來實現(xiàn)水力驅動，排污時起到了四兩撥千斤的功效，用水力操作取代傳統(tǒng)的電力驅動。

該全自動濾水器特點是做工優(yōu)良、純水力控制，避免了傳統(tǒng)全自動濾水器在電控排污時存在的缺陷。通過對龍灘水電站技術供水系統(tǒng)目前使用的以色列閥門(技術供水減壓閥、開關閥、安全閥、正反向切換閥、泵控閥、主軸密封全自動濾水器等)分析，個人認為此類閥門和全自動濾水器均為成熟產(chǎn)品，設計先進、合理。

作為大型機組主用技術供水全自動濾水器而言，龍灘水電站目前釆用的全自動濾水器有一定的不足。本文對龍灘水電站技術供水全自動濾水器的結構進行了介紹，對機組投產(chǎn)后在役全自動濾水器的改造進行了簡要分析，并且概述了本人認為的兩種較常見而且清污效果比較可靠的全自動濾水器工作原理和各自的特點。