新型复合自动排污滤水器的研究与应用

新型复合自动排污滤水器的研究与应用 . 自动装置和设备?卢进玉等新型复合自动排污滤水矍窒堕 新型复合自动排污滤水器的研究与应用 卢进玉徐 (葛洲坝水力发电厂 进杨兴斌 湖北宜昌443002) 【摘要】水电厂的技术供水系统一直承受着滤水器易堵塞的困扰,滤水器堵塞又带来了 水系统设备的频繁倒换,阀门磨损,加压泵损坏等等一系列的I’-q~.复合型自动排污滤水 器研制与试验的成功,为解决此问题带来了希望. 【关键词】滤水器复合排污技术供水系统自流与加压混合供水方式 【数据库分类号】SZ04 1引言 水电站技术供水系统中,滤水器的堵塞造成了水系统设备的频繁倒换操作,阀门磨损,失效和 发电机运行温度过高等问题,直接影响着电力生产的安全运行和经济效益.各个电站为了寻求过 滤性能好,操作维护方便,自动排污能力强的滤水器,做了大量的工作.葛洲坝水力发电厂与四川I 自贡滤油机厂合作,根据长江复杂的水质及含渣成分的特性,在四川I自贡滤油机厂生产的ZLSG型 滤水器基础上进行改型而研制的复合型自动排污滤水器,既有彻底清排沉积杂物的能力又有排泄 较大的浮渣的效果,较好地解决了老式滤水器的易堵塞问题.经过葛洲坝电站1年多的运行实践 证明.效果极为显着,适应于任何复杂水质的水电站和其他供水系统进行水质过滤处理. 2问题的提出 葛洲坝电厂是长江上的径流式电站,全厂共有2台170MW和l9台125MW的轴流转浆式机 组, 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 水头为l8.61”13.,技术供水系统采用的是单机单元自流与加压混合供水方式,每台机组设上 游与蜗壳两个取水口,两台加压泵,两个滤水器.当机组运行水头大于15I”13.时,采用自流供水方 式,低于151”13.或者供水水压降低时,采用加压供水.滤水器原设计是旋转式,设旋转滤筒,内孔进 水,外壁出水,可旋转清污.但是,长江水质混浊,恶劣,在汛期最大含沙量可达l0.5kg/m3,并夹 带有大量的浮石,泡沫,秸根,树棍,树根,塑料制品等杂物,使滤水器投运以后因负荷过大,根本转 不起来.全厂21台机组的滤水器均拆除旋转机构,间隔割孔串通以增大过流面积,变旋转式为固 定式,结果使滤水器汛期堵塞严重. 长期以来,葛洲坝电厂解决技术供水系统淤堵问题的一个重要 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 ,就是定期进行正反向供水 倒换以对滤水器进行反冲排污.近年来.长江水质持续恶化,在汛期,泥沙及漂浮物增多,原来在汛 期每周一次的倒换操作,增加到每天一次甚至数次,其中20F,2IF等靠右岸的机组,在汛期达到每 2h进行一次倒换操作.有时侯,反冲解决不了问题,只能停机对滤水器分解进行人工清渣及清扫 滤网.频繁的倒换操作又造成电动阀铜螺母,阀杆磨损,闸板卡死或脱落,加压泵损坏等设备失效 事故,最终导致整个技术供水系统不能正常工作的恶性循环.具统计,1999年仅7月份1个月,大 收稿El期:2002一们一08. 22002年5月水电厂自动化第2期总第87塑 ~FgJ-14台机组因供水系统的倒换操作达40000多项,全年因滤水器堵塞,电动阀处理而被迫停 机的次数达27台次,停运损失电量约2000万kWh,给电厂带来了巨大的经济损失.由此可见,滤 水器的堵塞,频繁的倒换操作是水系统不能可靠工作的根源,研制能可靠排污,全自动运行的滤水 器已迫在眉睫. 3设计思路 3.1滤水器的发展现状 在我国大多数老电站的滤水器无非是采用固定 式与旋转式两种结构.固定式结构简单,但效率低 下,排污困难.旋转式可在运行中清污,由于自动控 制技术与材料科学的发展,现在大多数电厂采用的 是自动旋转式滤水器.虽然旋转式滤水器在原理方 面大同小异.但是在旋转的方式,排污的方式,进出 水的方式,材料,结构等各方面有着千差万别,可靠 性当然也千差万别.进人90年代,国外的滤水器开 始进人中国市场,各种过滤原理,各种排污方式的滤 水器纷纷出现,通过对国内外各厂家的旋转滤水器 产品比较 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ,大致可以归纳出以下几类. ?普通型:这种滤水器采用一个过滤筒,水 从下部进人过滤筒内部,经过滤后从外壳与滤筒 之间的环行道流出(图1).过滤筒由隔板分隔成 多个单元,清污时,减速机构带动整个过滤筒转 动,各间隔与排污管依次连通进行排污.此种滤 水器属于第一代自动滤水器,过滤面积小,过滤 精度低,最严重的是,过滤筒转动时,易被水中缠 绕物及硬质污物卡死,无法可靠工作. ?叉管排污型:上部设固定式滤筒,下部设 排污叉管(Y形管),由旋转机构带动排污叉管转 动排污,与普通型相比其摩擦力矩和转动力矩减 小了,过滤精度与工作可靠性大大提高(见图2). 叉管型又分为单滤筒型与多滤筒型.不足之处 是对于水质较差的工况不适用.由于受结构的限 制,进人过滤筒的沉积物始终沉积于底部无法排 ? 接操作机构 图1普通型旋转滤水器 图2叉管排污滤水器 走,漂浮物又根本不能进入过滤筒也积集在进水腔,容易造成转动部件损坏,减速机烧毁,而且检修 不便,必须利用起吊设施方能对滤水器进行检修. ?切削刷洗型:通过滤网过滤水质,在滤水器的内外设切削或刷洗装置,滤网转动或者刷洗装 置转动,通过机械作用刮或刷洗滤网上的污物.此种结构只设单个滤筒,旋转负荷大,对于工业垃 圾多的水质,切削作用有限,检修困难,必须分解减速机构,揭盖检修. ?多重过滤型:此类结构多为国外产品,设粗滤网与细滤网等双重及多重过滤装置,过滤精度 高,可以达到良好的过滤水质要求,自动化程度较高.但是此类产品一般只适用于水质较好的运行 ? 自动装置和设备?卢进玉等新型复合自动排污滤水器的研究与应用3 工况,对于水质较差,水中含有大量污物杂质及生活垃圾时,根本不能适用. 3.2新滤水器的设计要求 葛洲坝电厂是位于长江中上游的一座大型径流式电站,无蓄水能力,水头小,水质恶劣,技术供水 系统流量大,单机达l100m3/h以上.根据以上分析,国内基本没有适合的现成的产品来满足葛洲坝 电厂的要求,所以这也是投产近20年一直没有进行改造的原因.要改造就必须根据实际情况来进行 设计制造,新滤水器必须能满足以下要求: ?近年来由于上游的开发,供水系统的含沙量也在增多,沙径变大,甚至有鹅卵石大小的石头 进入管道,泡沫,秸杆,树棍,塑料缠绕物以及工业垃圾继续增多,滤水器必须能够过滤并排除沉积 泥砂,能过滤并可靠清除大量的悬浮杂物. ?在线全自动运行,不停机清污. ?能够解决转动机构易被杂物缠绕,卡死的问题,设计时采用防卡结构,设置减速机故障,排 污阀过力矩,差压过高等故障保护功能和报警措施,并能自动反转清污. ?检修维护要方便,不需要起吊设备及分解滤水器即可进行滤网的清洗与更换. ?设计流量不小于2000m3/h(不含排污耗水量),进,出水口管径5001YllTI,过滤精度41YllTI,滤水 器最小自流供水压力0.2MVa,最高工作压力2.0MVa,滤水器正常运行压力损失不大于0.015Mpa. ?具备手动控制,定时控制,差压控制等多种运行方式,具备各种报警及状态显示功能,能与 机组RTU及中控室进行通信,远方监视,控制. 3.3结构特点 针对以上设计要求,在四川自贡滤油机厂原ZLSG型滤水器产品的基础上改进而设计了新滤 水器,该设计为复合排污全自动旋转式滤水器,该结构由电动减速机,滤水器本体,差压控制器,差 压变送器,双电动排污阀及带PLC可编程控制器的电气控制柜等组成.滤水器本体由布置在滤芯 法兰上的8个小过滤筒,自动反冲排污转动机构,主轴,转动挡板,排污转筒,排污孔架,漂浮物及沉 积物排污管,进出水管及在罐体侧上部对开设置的过滤筒检修门孔组成.详细结构见图3. 本滤水器几乎克服了目前国内外产品的所有不足之处: ?直立安装,进出水采用上进下出,与传统滤水器结构相反,便于泥沙等沉积物直接进入过滤 筒,使能够通过过滤筒的泥沙随出水口水流直接排出,而不能通过过滤筒的泥沙等沉积物在自动反 冲的水流作用下进入设在本体最底部内侧的排污腔,然后由排污孔排出. ?漂浮物和沉积物分别排放,便于进入本体的漂浮物直接通过设在进水腔的排污口排出,不 会出现过滤筒及转动机构的卡阻现象. ?设置检修门,大大方便了设备的检修与维护,过滤筒的清洗及检修只需要打开检修门即可 实现,而不需要将减速机及上罐体拆开,也不需要任何起吊设施,一名工人在半小时内可以完成滤 筒更换. ?滤筒及内部零件全部采用不锈钢材料,不会锈蚀.采用小转筒吸污,导向轴瓦采用填充四 氟,大大减小了摩擦力矩,同时也避免了转动部件的磨损及驱动机构因超负荷烧毁. 4性能分析 4.1工作原理 正常过滤时,减速机不启动,漂浮物排污阀及沉积物排污阀均关闭.当达到清污状态时,将依 次完成下列清,排污工作:?减速机启动,并带动上部挡板及下部排污转筒转动,依次使每一个过 滤筒上部被挡板封住,底部侧面的排污开I:l则与排污转筒孔相连通,这样,过滤筒与排污通道形成 42002年5月水电厂自动化第2舅篁塑 Mm镰?方位i 图3复合型自动排污滤水器 封闭通路,在清水腔过滤水压力的作用下,部分清洁水自动反冲进入过滤筒,沉积于滤筒内的污物 及卡阻在滤孔上的污物被冲人排污腔内,随开启的排污阀排出;?滤筒清洗完毕,减速机及沉积物 排污阀自动打开,漂浮于进水腔上部的污物在压力水流的作用下,随着开启的排漂排污阀排出. 4.2控制方式与功能 滤水器的排污过程有定时控制,压差控制或手动控制等3种控制方式. 定时控制:通过PLC所设定的排污时间周期,定时启动减速机进行排污排漂.间隔时间以及 每次排污,排漂的时间长短可以根据季节,实际运行工况进行自由调整. 差压控制:根据所设置的进出口压差自动控制减速机和排污阀的启动,自动进行清污,排污. 一 般情况下,按定时间间隔进行自动排污,而当水中杂物较多,在定时清污的时间间隔内发生滤水 器前后压差大于整定压力值时,差压控制方式启动,之后自动转回定时控制方式. 手动控制:由设在电气控制柜上的按钮手动控制减速机和排污的启动.也可以由机组现地控 制单元(LCU)以及中控室进行远方手动控制. 此外,该滤水器还设故障保护及监测等功能.当减速机,排污阀出现故障或过力矩,滤水器差 压过高时,可进行故障报警及相应指示.利用专用连接线可以与机组LCU,中控室计算机等进行 通信以实现远方监测. 滤水器的控制器采用西门子CPM1A一10CDR—A型可编程控制器.其控制流程如图4. 5试应用效果 为了保证葛洲坝电厂的正常安全发电,在试验新产品时我们比较谨慎,产品没有成熟,不宜大规 模更换,原滤水器也不宜全部拆除.根据水文资料的统计,葛洲坝由于受南津关湾道河势作用,过机 组的含沙量和粒径分布规律是:二江少而细,大江多而粗,且愈靠近右岸愈粗,其中大江18F,19F, . 自动装置和设备?卢进玉等新型复合自动排污滤水器的研究与应用 图4控制流程图 20F,2lF等机组水质最为恶劣,浮渣及泥沙的含量都比较多.大江电厂每年汛期因为技术供水系统故 障而停机消缺的次数中,这几台机占了多数.20F技术供水室比较宽敞,可不拆除原滤水器管路,而 再增加一路滤水器管路并列,也就是有3个滤水器,如果新滤水器不可靠,可随时退出运行,这种 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 比较可靠,不至于影响机组发电,因此在2000年l1月冬修时我们在20F进行了安装施工. 2000年l2月8日,新滤水器系统正式投人试运行,此后新设备一直运行正常,机械,自动控制及 反冲排污等各项功能均能满足现场要求,出口压力比较稳定,完全取代了运行人员的倒换操作.为了 保证经受汛期的严峻考验,在2001年3月汛期到来之前,我们打开检修孔对新滤水器内部进行了检 查,在8个滤筒中,除了1个装有试验复合层精滤网的小滤筒被泥沙堵塞失效以外,其余7个滤筒干 净地不见一丝杂质.将失效的复合滤筒更换为不锈钢滤筒后,继续投人试运行,2001年8月开检修门 检查,滤筒内干净无杂物.至2001年l2月,新滤水器经受住了汛期水中大量泥沙,杂草及各种生活 垃圾的考验,一直运行正常.其优点主要表现在以下几方面:?过滤面积大,出口压力稳定.汛期 前,我们设定每12h排污阀动作一次,进人汛期,为了保证可靠工作,设定每3小时下排污动作一次. 每9h上排漂动作一次,在此定时间间隔下,差压控制几乎未启动过,说明间隔时间仍然可以适当设定 长一点,以减轻排污电动阀的磨损;?可靠性高,既排沉积泥沙又排漂浮物,过滤彻底,新滤水器运行 期间没有任何滤网堵塞,转动机构卡阻等异常现象;?维护量低,没有异常情况,几乎不需要任何形 式的运行倒换及检修维护工作,即使更换或者清洗滤网,由于不需要起吊设备,一人也可以在短时间 内完成;?自动化程度高,PLC控制系统的多种控制方式均可以满足自动控制的要求. 6结束语 经过一年的运行,特别是2001年汛期的运行及考验,证明新型复合自动排污滤水器的设计是 成功的,该滤水器不仅适用于类似葛洲坝电厂这样水质复杂的技术供水系统的水质过滤,对其他类 似水电站和给排水系统的水质过滤也会有很好的效果. 卢进玉男,葛洲坝水电厂检修公司总 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 师,高级工程师,从事水电厂水力机械检修管理工作. 徐进男,葛洲坝水电厂检修公司生技科专责,工程师,从事水电厂水力机械检修管理工作. 杨兴斌男,葛洲坝水电厂大江分厂副厂长,高级工程师,从事水电厂生产技术管理工作.