麒麟寺電站機組技術供水濾水器結構分析和改造

劉小莉

摘要：麒麟寺電站機組技術供水控制方式有循環冷卻供水、蝸殼取水自流供水、蝸殼取水水泵加壓供水三種控制方式。其中蝸殼取水經濾水器過濾后直接供應給冷卻系統。由于汛期雜質較多，存在技術供水系統濾水器易堵塞的問題，在2013年12月份，結合3號機組B級檢修對3號機組濾水器進行了改造。改造后，濾水器工作正常，有望解決汛期頻繁出現濾水器堵塞的現象。

關鍵詞：水電站機組；技術供水系統；濾水器；堵塞；技術改造

1.麒麟寺電站庫區水質及機組技術供水系統介紹

麒麟寺水電站位于甘肅省文縣中廟鄉境內白龍江干流上，上距大唐碧口水電站13.5km，下距寶珠寺電站89.5km。電站設計裝機容量111MW，設計年發電量為4.477億kwh，于2008年12月份投產發電。水庫調節類型為日調節，設計水頭23.0m，最大水頭25.8m，單機流量184.08m?/s，最大流量190.5m?/s，庫容為2970萬m?。麒麟寺電站庫區漂浮物主要由上游生活垃圾和雜物，植被雜草，樹木，動物尸體等主要成分構成。大量漂浮物主要產生于汛期，成季節性分布。漂浮物通常是漲水時多，退水時少。

技術供水的主要任務是向發電機定子、機組上導軸承、推力軸承、下導軸承、水導軸承等部位提供清潔的有壓冷卻水，以保證這些部位的正常工作溫度。麒麟寺電站機組技術供水控制方式有循環冷卻供水、蝸殼取水自流供水、蝸殼取水水泵加壓供水三種控制方式。其中蝸殼取水經濾水器過濾后直接供應給冷卻系統。

2.新型水力發電廠對技術供水濾水器的要求

在電力體制改革下，發電企業對人員的配置不斷精簡，要保證電站設備的長周期、高穩定運行，除了一批優秀的技術人才外，設備無疑成為制約企業改革和企業發展的主要因素。所以設備穩定和可靠程度至關重要。

技術供水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。

3.技術供水系統濾水器易堵塞的問題

麒麟寺電站庫容小且汛期水中的垃圾比較多，雖然在取水口設置了攔污柵，可以清除一些粗大的浮渣，但在供水過程中還會有大量懸浮物、雜物進入技術供水系統中，導致濾水器出現堵塞問題。

每年機組檢修期間都會對機組濾水器進行徹底的清理，但是到汛期濾水器任然會發生堵塞情況，濾水器后端壓力下降，導致機組上導軸承、推力軸承、下導軸承、水導軸承、空冷冷卻水壓力降低，此時濾水器排污系統已不能解決堵塞問題，只有停止運行濾水器人工清淤。2013年三臺機組均發生過濾水器堵塞現象。機組技術供水系統的可靠運行是保證機組安全可靠運行的重要條件之一，當冷卻水壓力不夠時甚至中斷時就會導致運行中的機組軸瓦溫度升高，進而造成機組水機保護動作，造成非停。濾水器堵塞嚴重時還會導致一些小片的塑料模等垃圾進入機組軸承冷卻器和空氣冷卻器，需要拆解空氣冷卻器進行清污。這些問題都會造成我站人員的工作量增多，為此部門決定對濾水器進行改造。

4.解決濾水器易堵塞問題的技術改造方案

經對麒麟寺電站技術供水濾水器運行情況分析，結合現場實際，麒麟寺電站對在役濾水器提出了以下兩種改造方案：1）改造濾水器控制回路，在自動回路中加入方式控制把手，使濾水器清洗電機在人工手動切換下進行正向清洗或反向清洗工作；2）改變濾水器控制回路，使濾水器清洗電機自動進行正、反轉輪換清洗工作。為了確保改造后濾水器工作的可靠性，我站采取了第一種方案。

4.1濾水器結構

該濾水器由罐體、過濾單元、自動控制機構、排污機構、電控箱、減速機、電動蝶閥、差壓控制器與PLC或PLC可編程控制器等部分組成。罐體內的分水板將內腔分為清水腔和濁水腔，分水板上安裝有過濾單元，待過濾的濁水經入口進入濁水腔，又經分水板進入過濾單元的內腔，直徑大于過濾單元小孔的雜質被截流，清水穿過小孔到達清水腔，所有過濾單元濾過的水在清水腔內匯合，最后從出口流出。當雜質在過濾單元內積累到一定厚度時，會使濁水腔與清水腔產生壓力差。這時可由差壓控制器自動控制排污機構啟動，進行自動排污將雜質除去。可根據清污要求，通過其自動控制機構來實現自動控制和手動控制濾水器的清污、排污，它的清污排污過程不影響正常供水。正常過濾狀態時，電動排污閥關閉，減速機電機不啟動；當滿足設定的清污、排污工況時，排污閥打開，濾水器減速機電機啟動，帶動排污轉軸轉動，使其轉軸上的固定和彈性排污刮刀將附著在過濾單元上的污物刮落，經轉軸排污管排出，由電動排污閥排入集水井。

4.2濾水器工作原理

DLS-Ⅲ300型全自動濾水器設定的清污、排污兩種工況：

4.2.1定時清污排污：PLC控制器可設定動作時間為0-99小時，當PLC控制器動作時，濾水器排污閥開啟，減速機啟動，濾水器進行清污、排污。

4.2.2自動清污排污：差壓控制清污：當切換開關置于自動位置時，本機處于自動工作狀態，差壓控制器的壓差值和切換差值都可由用戶設定。差壓設定范圍是0.02-0.16MPa，切換差設定范圍是0.025-0.04MPa，具體設定方法是：可根據管路所能允許的壓力降，設定差壓值和切換值。清污時間用電控箱內的PLC設定，其設定范圍是0-1800秒。當差壓值達到設定值上限時，減速機電機啟動，同時排污閥打開，開始清污排污；當差值下降到切換差下限或時間達到設定時間，減速機電機停止轉動，排污閥關閉，即停止清污排污。

定時清污與差壓控制清污兩種控制方式是并列運行。

4.2.3現場手動控制清污排污：可在現場操作控制箱（屏）上的按扭使濾水器的排污蝶閥開啟，減速機電機啟動，濾水器進行清污、排污。

4.3濾水器改造的實施

此次濾水器改造的前提條件：1）不影響濾水器的自動啟動功能；2）濾水器清洗電機能夠正常工作。

改造的步驟為：首先進行圖紙的繪制，多角度、全方位的分析其可行性；然后根據圖紙準備改造所需材料；現地進行實施。

具體實施過程：基于原濾水器控制回路，我們在濾水器清洗回路中串入清洗電機運行方式控制把手（用于電機的正反轉切換），再分別將控制電機正反轉的接觸器KM1a、KM1b的線圈接入回路中，將接觸器的常開接點接入清洗電機的動力系統中。為了改造的經濟性和美觀性，此次改造沒有在濾水器控制柜的面板上進行重新開孔來安裝電機的方式控制把手，而是將原來手動啟動中的總停按鈕換為正轉-總停-反轉的三用把手。

5.濾水器改造后的效果

麒麟寺電站3號機組技術供水濾水器改造后，該站技術人員現地進行了試驗，濾水器的自動、手動啟停均運行正常。當方式控制把手切至正轉時電機啟動后進行正向清洗；當方式控制把手切至反向時電機啟動后進行反向清洗。此次改造可實現自動對濾水器濾網的附著物進行雙向沖洗，減少堵塞問題的出現，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。電氣控制采用原PLC可編程器，并設有壓差過高、排污閥過力矩故障報警。當清洗電機、排污閥出現故障或過力矩及濾水器壓差過高時，可進行故障報警及相應提示。利用通訊可以與中控室計算機等進行通訊以實現遠方監測。

結語

麒麟寺電站機組技術供水系統濾水器通過本次改造后有望解決汛期濾水器頻繁堵塞現象，該改造方案費用低，易于實施，可以推廣運用于1、2號機組。

參考文獻

[1]岳楨.水利水電清污現狀和對應措施

[2]胡建，韓建斌，李勇.山秀水電站液壓清污機的設計特點

（作者單位：大唐甘肅發電有限公司碧口水力發電廠）