2016年12月我公司接到廣西的電話，向我公司咨詢有關自清洗過濾器的相關技術問題，通過業(yè)務人員與客戶的對接溝通了解之后，客戶的項目現(xiàn)場就是聞名全國的，僅此與三峽電站的全國第二大水電站的龍灘發(fā)電站，龍灘電站是“西電東送”的標志性工程，是西部大開發(fā)的重點工程。電站2001年7月1日開工建設，2009年底全部投產(chǎn)建成。設計蓄水位400米，壩高216.5米，壩頂長度是836米，庫容273億立方米，裝機容量630萬千瓦，年發(fā)電量187億千瓦時。
通過溝通了解，龍灘電站機組主軸密封供水系統(tǒng)過濾器原設計為純手動清洗型式，當出現(xiàn)過濾器堵塞信號時，需將濾網(wǎng)抽出手工清洗。濾網(wǎng)的頻繁拆卸清洗，極容易造成過濾器端蓋螺栓及螺孔的損壞，同時維護人員的維護量很大。經(jīng)過多次的技術比較和論證，選擇了全自動自清洗過濾器，該新型濾水器較顯著的特點就是完全靠水力驅(qū)動，無需外接任何工作電源和控制裝置，有效地解決了現(xiàn)場存在的問題，提高了設備的自動化水平。我公司與電站工程部方面溝通到訂貨分為這幾步
1.問題的提出：龍灘電站的主軸密封包括工作密封和檢修密封兩部分，其工作密封位于水導軸承下方，密封圈采用國外進口材料。由于主軸密封的密封副靠潔凈水潤滑和冷卻維持工作，因此設計部門對潤滑水質(zhì)的要求高，在主軸密封供水之前，設置了兩臺手工清洗的雙聯(lián)過濾器，互為備用，濾網(wǎng)的過濾精度為20μm。
該電站的1號機組于2006年5月25日投入商業(yè)運行，初期運行期間，河道中的泥沙含量比較高，同時過濾器的過濾精度太高，因此經(jīng)常出現(xiàn)主軸密封雙聯(lián)過濾器濾網(wǎng)堵塞，平均1~2天就需要維護人員清洗濾網(wǎng)一次。由于主軸密封的水源直接取自蝸殼取水主用過濾器(DN500)之后，其過濾精度為4 mm，主軸密封水源過濾器精度為20μm，兩個過濾器的過濾精度相差較大，導致了主軸密封雙聯(lián)過濾器堵塞的頻繁發(fā)生。頻繁的拆卸清洗過濾器，極易造成過濾器的兩個密封端蓋螺孔螺紋和濾芯損壞，給設備的安全運行帶來很大的隱患。
2 新型自清洗過濾器的工作原理：為了解決以上問題，保證主軸密封的的安全穩(wěn)定可靠運行，減輕現(xiàn)場維護人員的勞動強度，經(jīng)過技術比較，電站方面決定采用我公司生產(chǎn)的的全自動自清洗式過濾器，該過濾器的型號為HSRDSL，規(guī)格為DN80，工作壓力為1.6 MPa，過濾精度400μm。
2.1新型過濾器的工作過程
臟水從過濾器的進口(堊)流入，并從外向內(nèi)流過粗濾網(wǎng)(粗濾網(wǎng)的作用是攔截一些比較大的雜質(zhì)，保護細濾網(wǎng))后，進入細濾網(wǎng)。水通過細濾網(wǎng)由內(nèi)至外流出時，雜質(zhì)積累在濾網(wǎng)內(nèi)表面并形成“濾餅”，這將產(chǎn)生一定的水頭損失，當細濾網(wǎng)內(nèi)外的壓差達到預設值(0.05 MPa)時，過濾器開始啟動一次自動清洗過程。濾網(wǎng)內(nèi)的清洗裝置即吸吮掃描器進行螺旋式的吸吮運動將濾網(wǎng)上的雜質(zhì)吸走，并經(jīng)過排污管排出。潔凈水流出過濾器出口(墼)。
整個清洗過程耗時約為8~15 s，依據(jù)實際的壓力而定。清洗時系統(tǒng)不斷流。
2.2自清洗過程
a)當細濾網(wǎng)內(nèi)外壓差達到預設值(0.05 MPa)時，激活了排污閥以及活塞裝置，一股反向水流經(jīng)由吸嘴到集污管再到水力馬達室經(jīng)由排污閥排出并在水力馬達室與吸吮掃描器之間產(chǎn)生壓差。
b)水力馬達與吸吮掃描器之間的壓差使吸嘴產(chǎn)生了吸吮作用，這個吸吮作用使正對吸嘴的濾網(wǎng)內(nèi)表面得到了有效的清洗。
c)吸吮掃描器作螺旋狀的運動，同時又向著活塞裝置的方向作直線運動。確保濾網(wǎng)內(nèi)表面的每一點都能得到有效的清洗。當清洗過程結束后，吸吮掃描器向著端蓋的方向移動，回復到它的初始位置。
2.3自動清洗過程原理
a)當過濾器堵塞時，A室(經(jīng)B5口與過濾器筒體上的分配器連接，即潔凈水，低壓)與B室(經(jīng)B7口與過濾器的水力馬達室相連，即臟水，高壓)之間的壓差升高達到0.05 MPa預設值時，作用在長鼻隔膜上并推動可調(diào)節(jié)彈簧，打開長鼻閥。
b)分配器中的水流經(jīng)B5口進入A室并經(jīng)由長鼻閥到D室并經(jīng)由排放口排出到大氣。
c)當更多的水流入D室時，排放口與D室之間就產(chǎn)生了壓差。
d)D室的壓力作用在短鼻隔膜及彈簧上，打開短鼻閥。
e)E室的水壓降低至大氣壓力，水從連接點流入，使排污閥右端及活塞右端與大氣相通，則排污閥打開(水力馬達帶動吸吮掃描器開始轉動)，水力活塞在吸吮掃描器左端壓力的作用下向右運動，開始清洗過程。
f)在清洗過程中，B室中的壓力降低以及長鼻閥座阻止了從D室來的壓差信號，長鼻閥逐漸關閉。g)水力活塞向右運動的過程中，一直經(jīng)活塞右端和B2口發(fā)送一個高壓力水壓信號到達C室，使短鼻閥持續(xù)打開，則E室一直與大氣相通。
h)當活塞裝置完成了它的運動過程以后，C室的壓力將降低為大氣壓力(此時D室的壓力也已經(jīng)是大氣壓力了)，短鼻閥在彈簧力的作用下被關閉。i)排污閥關閉，活塞裝置回復到它的初始位置。清洗過程結束。
2.4手動清洗過程原理
將手動閥旋轉一角度后再旋回原全開位置時，A室的水經(jīng)B5口及閥門本體上的排水管排掉，A室的壓力瞬間降低，B室與A室的壓差超過0.05 MPa，則長鼻閥打開，濾水器開始清污。
3 新型自清洗過濾器特點：
(1)原理簡單
利用網(wǎng)孔將顆粒物截留在濾網(wǎng)的內(nèi)表面。濾網(wǎng)采用特殊的編織工藝，較高過濾精度可做到15μm，目前國產(chǎn)的只能達到200μm以上的精度，該新型過濾器的有效過濾面積是國外同等品牌的2~3倍，是國產(chǎn)的5倍以上。其巧妙的設計，可實現(xiàn)濾網(wǎng)雙面清洗，用很小的吸嘴產(chǎn)生較強吸力，可清除濾網(wǎng)兩面的臟物。
(2)結構簡單
一個本體、一套濾網(wǎng)、一套清洗機構、一套水力控制系統(tǒng)組成一個全自動過濾器。處理水量大，較大的單臺處理量可以達到1 100 m3/h，并聯(lián)可以達到無限大，安裝占地面積小。
(3)安裝便捷
可以直接安裝在管道上，采用法蘭連接方式十分便捷，所以又稱之為管道式過濾器。過濾器可以在任何地方(室內(nèi)、室外、田間、地邊、無人看管的野外)，任意方向(水平、垂直、傾斜、倒置)安裝，均不影響過濾器的正常工作。
(4)維護便捷
本體和端蓋使用螺栓連接，設備需要維護時，只要一個人在幾分鐘內(nèi)就可以將其打開，打開后只要將濾網(wǎng)抽出沖洗或更換都可以。采用標準型零部件，可以互換，對設備維護非常有利。
(5)智能
過濾器的自清洗采用世界先進的水力壓差控制器來控制，所以可以實現(xiàn)壓差和手動控制，同時也可以根據(jù)客戶的需要增加電子控制系統(tǒng)，實現(xiàn)壓差和時間的同時控制，更好地實現(xiàn)反沖洗。
(6)節(jié)能
因為過濾器采用水力控制水力驅(qū)動，所以無需外接任何能源和控制設備。反清洗耗水量低，小于過濾水量的1%，而且在反清洗時不斷流。
(7)安全
可提供全不銹鋼型、防爆型和高壓型型式，保證現(xiàn)場的使用安全。特別是全水力驅(qū)動水力控制型過濾器，用在防爆場合更為安全。
(8)耐用
過濾器本體采用的是37-2碳鋼，外表面經(jīng)噴砂及磷化處理,外涂5層環(huán)氧樹脂烤漆,漆膜厚度為200~220μm，超強耐腐蝕。內(nèi)表面經(jīng)噴砂及磷化處理,先涂布2層環(huán)氧樹脂,再涂布1層鉻酸鋅,較后再以氯化橡膠涂布，漆膜厚度為200~220μm，耐腐蝕能力非常強。使用10年仍光亮如新，而較主要的過濾元件即濾網(wǎng)，采用不銹鋼316 L制作，正常情況下可以使用5年以上。如有特殊需要，還可提供特殊的耐海水、耐高壓型的本體和過濾網(wǎng)，提高了過濾器在這些場合的使用壽命。
4 結束語：新型過濾器于2017年1月，成功應用在1號機組的主軸密封供水系統(tǒng)中，工作狀態(tài)良好、正常。解決了原設計中采用的雙聯(lián)過濾器的堵塞問題，設備的日常維護量大大降低，鑒于新型過濾器有眾多的優(yōu)點，電廠已在后續(xù)機組上全部進行改造和使用。該產(chǎn)品具有安裝、操作、維護簡單容易;設計緊湊，水處理量大但安裝占地小，標準型零件可以互換;水力驅(qū)動無需外接能源;反清洗迅速，耗水量少，而且反清洗時系統(tǒng)不斷流等;可以在任何地方(室內(nèi)、室外、田間、地邊、無人看管的野外)任意方向(水平、垂直、傾斜、倒置)安裝，都不影響過濾器的正常工作;巧妙的設計，可實現(xiàn)濾網(wǎng)雙面清洗，用很小的吸嘴產(chǎn)生較強吸力，清除濾網(wǎng)兩面的臟物等特點，因此，我公司生產(chǎn)的全自動吸允式自清洗過濾器可供國內(nèi)同類型水電廠的自動化改造和過濾器的設計制造使用和借鑒。
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