新型全自动滤水器/电动排污过滤器在水电站的应用分析？水电站机组技术供水系统过滤器初期发电时，由于水质较差，经常发生滤网堵塞。存在其滤筒内部的刮板经常失效，杂物大部分容易缠绕在旋转臂上，而且缠的很紧，清污时根本反冲不掉。经过多次的技术比较和论证，我们选择了进口全自动自清洗过滤器，该新型全自动滤水器/电动排污过滤器显著的特点就是完全靠水力驱动,控制装置简单可靠。经过长时间的实际运行，有效地解决了现场存在的问题,提高了设备的自动化水平。该产品的成功应用，对同类型电厂全自动滤水器/电动排污过滤器的自动化改造和国内产品设计及制造部门可起到借鉴作用。
1问题的提出
水电站的机组技术供水过滤器采用国产设备，设计压力2.5MPa,过滤精度4mm,设计流量2500m3/h,该结构采用不锈钢板钻孔滤网，配合大吸嘴和刮板，以清除吸附在滤网内壁的杂物,其结构见图1所示。
全自动滤水器/电动排污过滤器工作时，压力水(脏水)从过滤器上部流入滤筒内部，经航网孔后，由于压差的作用，杂物一部分留在滤桶内,另一部分挂在滤筒的内壁上。这样滤网的外部，就变成了相对清洁的压力水,以保证过滤器后面管路中水质的清洁。清洁的压力水从全自动滤水器/电动排污过滤器的下部水平管路流出。
该全自动滤水器/电动排污过滤器有3种清污方式：
(1)手动清污：随时在现地，通过启动按钮将过滤器上部的电机手动开启,则过滤器中旋转轴带动刮板旋转，将悬挂在滤筒内壁的杂物刮掉,通过手动打开下部排污阀门及上部清漂管路的电动阀，将底部杂物和上部漂浮物排到集水井中，达到手动清污的作用。
(2)定时清污:按照事先确定的过滤器工作时间，一旦达到过滤器的运行小时数，则自动打开过滤器上部清漂管路电动阀及启动电机，将漂浮物排到集水井。
(3)差压清污：当过滤器内部岀现堵塞现象时,过滤器的进口和出口的压力差增大，达到过滤器外部的差压开关的设定点时,开关接点闭合测自动启动电机和打开下部排污阀门及上部清漂管路的电动阀,将杂物排至集水井。
2全自动滤水器/电动排污过滤器使用中存在的问题及原因
机组技术供水全自动滤水器/电动排污过滤器于5月21日投入运行，初期运行时,上游水质较差，经常出现以下问题，给水轮发电机组的安全运行带来很大的隐患□过滤器堵塞。电站初期运行时，由于水头较低,管路中的水质很脏,杂物很多,存在大量的泥沙、石块、渔网、树枝、树叶、死鱼、塑料布等杂物。该杂物由于量大成分复(1)杂，且粒度超过滤筒网眼的直径而不能通过，留在滤筒内部。如果不经常对过滤器进行清污，势必导致杂物将全自动滤水器/电动排污过滤器滤筒网孔大部分堵死，终失去过滤作用。
(2)刮板失效导致清污不彻底,清污能力差。过滤器滤筒的内部有两个旋转臂，在一侧的旋转臂上，有一个非金属材料制成的刮板，该刮板紧贴在过滤器滤筒的内壁上，通过压板和螺栓固定在旋转臂上,清污时随着电机的旋转而绕旋转轴旋转。通过对过滤器分解检查发现，该刮板材质太柔软，没有硬度,根本不能刮除吸附在滤筒上的杂物，同时随着旋转臂的旋转,杂物大多都夹杂在刮板和滤筒之间，更使得刮板的作用大大削弱，再者就是旋转臂的面积太大，水中的杂物大部分容易缠绕在旋转臂上，而且缠的很紧，清污时根本反冲不掉。
随着滤网堵塞的加剧，在不均匀压力的作用下,滤筒发生严重变形，变成一个不规则的圆柱体，而刮板的旋转半径是固定的，因此不能满足滤筒半径变化的需要，经常造成刮板折断、丢失。
(3)吸嘴距离滤网内壁较远，清污效果不明显。过滤器反冲洗时，由于吸嘴距离滤网内壁较远，加之吸嘴过大,对滤网上的杂物吸附作用大大降低，起不到应有的作用，因此才导致清污效果不明显的问题。
(4)减速器与旋转轴的连接销经常折断。为了保证过滤器上部电机的运行安全，减速器与旋转轴之间的连接销采用了尼龙材料，以保证旋转轴工作力矩过大时，连接销先剪断，保护电机。由于过滤器堵塞严重，滤网变形，增加了旋转轴的工作力矩,导致连接销经常剪断,过滤器无法工作。
(5)排漂根本不起作用。设置在过滤器上部的排漂管路和阀门，原本是用来排除悬浮在过滤器滤筒内部的漂浮物的，通过实际观察，根本不起作用。原因是全自动滤水器/电动排污过滤器工作时,进入滤筒上部的漂浮物由于滤网网孔前后压差的作用，都吸附在滤网的内壁上，贴得很紧，有的还夹在滤网的网孔里，当过滤器工作在清污状态时,即使是打开了清漂管路的阀门，也不能将吸附在滤筒内壁上的杂物带走。
(6)底部排污管路口径太小，排污能力差，易堵塞。底部排污管的管径原设计只有DN80,太小。底部沉积物堵塞严重时,根本排不出去「
(7)检修孔太小，根本不能起到检修的作用。全自动滤水器/电动排污过滤器上部的检修孔径小，只能观察过滤器内部的杂物和堵塞情况，检修不方便。
(8)全自动滤水器/电动排污过滤器前后的压力表经常不正确。
3新型全自动滤水器/电动排污过滤器的工作原理
为了解决以上问题，保证机组技术供水系统的安全稳定可靠运行，减轻现场维护人员的劳动强度,经过技术比较，我们采用了以色列ELI公司生产的全自动自清洗式过滤器,外形图片见图2。新全自动滤水器/电动排污过滤器的型号为AF-816,工作压力为2.5MPa,过滤精度3mm,设计流量2500m3/h,其结构简图见图3所示。
3.1新型全自动滤水器/电动排污过滤器的工作过程
脏水从全自动滤水器/电动排污过滤器的进口[12］流入,并从外向内流过粗滤网[H］(粗滤网的作用是拦截一些比较大的杂质,保护细滤网)后，进入细滤网[I］。水通过细滤网由内向外流出时，杂质积累在滤网内表面并形成“滤饼”，这将产生一定的水头损失，当细滤网内外的压差达到预设值(0.5bar,7psi)时，过滤器开始启动一次自动清洗过程。滤网内的清洗装置即吸吮清扫器进行螺旋式的吸吮运动将滤网上的杂质吸走，并经过排污管排出，洁净水流出过滤器出口[13］。整个清洗过程耗时约为8~15s,依据实际的压力而定，清洗时系统不断流。
3.2全自动滤水器/电动排污过滤器自动清污工作原理
(1)缓慢打开全自动滤水器/电动排污过滤器的进水和出水阀门，确认工作压力没有异常。
全自动滤水器/电动排污过滤器自动运行时，水由进水口[12］进入，先经过粗滤网[H］过滤掉较大颗粒的杂质，然后到达细滤网］，再从出水口[13］流出。在过滤过程中，细滤网逐渐累积水中的脏物、杂质，形成过滤杂质层，由于杂质层堆积在细滤网田的内侧,因此在细滤网[I］的内、外两侧就形成了一个压差。(3)当这个压差[△円达到预设值时，压差开关[J］接点动作使电磁阀[B］动作，将开始自动清洗过程,此间不断流:菱形阀[A］的上部控制腔接口[4］通过电磁阀[B］的[2-1］接口接压力水,使菱形阀[A］的接口[19］与排水口[20］连通,排污阀[C］的上腔接口[14］和[15］通过分配器[G］的接口[6、7］接菱形阀的接口[19-20］而排水,排污阀[C］隔膜下部接口[17］和[18］通过分配器的接口[9、11］接压力水,排污阀打开;液压活塞[D］的控制接口[16］通过分配器[G］的接口[5］释放压力并将水从菱形阀[A］的接口[20］排岀，液压活塞[D］向右运动；由于排污阀[C］打开，因此水力马达室及吸污管[F］内的压力大幅度下降，由此通过吸嘴及水力马达室外端产生一个吸污过程。当水流经水力马达[E］时，带动吸污管[F］进行轴向运动并旋转，逐渐将污水排出。轴向运动与旋转运动的结合可将整个滤网内表面完全清洗干净。
整个冲洗过程只需8~15s,细滤网[I］冲洗干净后，滤网内外压差降低,压差开关[J］接点动作，控制电磁阀[B］断电失磁,菱形阀[A］的接口[19-20］关闭,则排污阀[C］上腔通过[14、15］进水,排污阀[C］关闭，由进水口[12、21］补充的(3)关[J］接点动作使电磁阀[B］动作，将开始自动清洗过程,此间不断流:菱形阀[A］的上部控制腔接口[4］通过电磁阀[B］的[2-1］接口接压力水,使菱形阀[A］的接口[19］与排水口[20］连通,排污阀[C］的上腔接口[14］和[15］通过分配器[G］的接口[6、7］接菱形阀的接口[19-20］而排水,排污阀[C］隔膜下部接口[17］和[18］通过分配器的接口[9、11］接压力水,排污阀打开;液压活塞[D］的控制接口[16］通过分配器[G］的接口[5］释放压力并将水从菱形阀[A］的接口[20］排岀，液压活塞[D］向右运动；由于排污阀[C］打开，因此水力马达室及吸污管[F］内的压力大幅度下降，由此通过吸嘴及水力马达室外端产生一个吸污过程。当水流经水力马达[E］时，带动吸污管[F］进行轴向运动并旋转，逐渐将污水排出。轴向运动与旋转运动的结合可将整个滤网内表面完全清洗干净。
整个冲洗过程只需8~15s,细滤网[I］冲洗干净后，滤网内外压差降低,压差开关[J］接点动作，控制电磁阀[B］断电失磁,菱形阀[A］的接口[19-20］关闭,则排污阀[C］上腔通过[14、15］(4)水压会使液压活塞[D］回到其初始位置,全自动滤水器/电动排污过滤器开始准备下一个冲洗周期。过滤后的净水由出水口[13］流出。
3.3工业滤水器过滤器手动清污工作原理
用一字螺丝刀将电磁阀[B］黄铜阀座上的螺钉顺时针或逆时针旋转90°,系统按照上述自动清污的过程进行反清洗。
4新型全自动滤水器/电动排污过滤器特点
4.1原理简单
利用网孔将颗粒物截留在滤网的内表面。滤网采用特殊的编织工艺，高过滤精度可达到15目前国产的只能达到200呻以上的精度，该新型过滤器的有效过滤面积是国外同等品牌的2~3倍,是国产的5倍以上。其巧妙的设计，用很小的吸嘴产生较强吸力。
4.2结构简单
一个本体、一套滤网、一套清洗机构、一套水力控制系统组成一个全自动过滤器，处理水量大,安装占地面积小。
4.3维护便捷
本体和端盖使用螺栓连接,设备需要维护时,只要2个人在很短时间内就可以将其打开，打开后只要将滤网抽出冲洗或更换就可以。
4.4节能
因为全自动滤水器/电动排污过滤器釆用220VAC电磁阀外加水力控制及水力驱动，电能消耗少,反清洗耗水量低（小于过滤水量的1%）,而且在反清洗时不断流。
4.5耐用全自动滤水器/电动排污过滤器本体
采用的是37-2碳钢,外表面经喷砂及磷化处理，外涂5层环氧树脂烤漆，漆膜厚度为200-220jim,超强耐腐蚀。内表面经喷砂及磷化处理,先涂布2层环氧树脂4230,再涂布1层铭酸锌,后再以氯化橡胶涂布，漆膜厚度为200-220|xm,耐腐蚀能力非常强。滤网、吸污管、水力马达等部件采用不锈钢316L制作,使用寿命长。
5新型全自动滤水器/电动排污过滤器与常用比较
在水电机组的技术供水系统上，国内大多数电站使用的过滤器都是以电机加减速器驱动为主，以下就是新型自清洗过滤器和电力控制电力驱动的过滤器的一些比较，如表1所示。
表1新型自清洗过滤器和电力型过滤器的对比表
项 目 水力过滤器 电力过滤器
本体 外表面 碳钢37-2（相当于国产Q235B）,外表面经喷砂及磷化处理，外涂5层环氧树脂烤漆，总厚度达200~220um,使用10年仍光亮如新。 国产碳钢,外表面经过一层防锈漆涂布，直接喷上一层金属漆，漆层易脱落,内表面末经过任何防腐处理，使用1~2年开始生锈。
内表面 碳钢37-2,表面经喷砂及磷化处理,先涂布2层环氧树脂4230,再涂布1层铭酸锌，后再以氯化橡胶涂布，耐腐蚀能力非常强。
制造工艺 本体采用机器肖动焊接。 人工焊接。
滤网 不锈钢316滤网精度准确、精密，根据过滤精度的不同分为钻孔滤网和编织滤网。不锈钢板钻孔或三角形条栅焊接而成,滤网精度差。
密封 端盖及滤网两端采用丁腊橡胶密封，波网和端盖之间采用门设计的密封装置。端盖采用石棉垫密封，滤网两端密封不可靠，杂质易漏过滤网。
清洗主轴全不锈钢制作，配合紧密，采用的特殊吸嘴可以根据现场不同的情况而选择不同的吸嘴以达到更好的过滤效果。同时因为圆度要求高，滤网与吸嘴的距离非常小，仅有2mm左右。 主轴为碳钢或不锈钢材料,制作配合精度较低。
排污阀 采用以色列著名品牌，全水力控制动作，不需要其他能源和信号。国产球阀，密封性和转动灵活性方面较差。
控制电磁阀控制，全水力驱动，简单方便，只要保证有足够的压力（一般要求为2.5bar）就可以满足过滤和自清洗的要求。采用电力控制电力驱动，一般需设置门的电控箱和保护装置，不但需要满足压力的要求，还需要满足电力的要求，如果电力或者是电器元件有问题的话都会影响全自动滤水器/电动排污过滤器的正常工作，问题隐患相对多出很多。
全自动滤水器/电动排污过滤器维修和保养
产品具有IS09001标准认证书，质量非常稳定,维护和保养非常简单。而且因为全自动滤水器/电动排污过滤器的端盖和本体之间采用螺栓连接配合，拆卸方便，从拆卸到组装完成仅需15min.因为端盖带有电机和减速机，以及控制所用的电线管道等，先要将这些东西拆除才可打开端盖，拆装非常不方便，同时因为拆装的繁琐，也会增加安装的问题隐患。
新型全自动滤水器/电动排污过滤器于12月，成功应用在6号机组的技术供水系统中，工作状态良好、正常。解决了原过滤器的堵塞问题,设备的日常维护量大大降低。该产品具有安装、操作、维护简单容易;设计紧凑，水处理量大但安装占地小，标准型零件可以互换;水力驱动无需外接能源;反清洗迅速，耗水量少,而且反清洗时系统不断流等;巧妙的设计，用很小的吸嘴产生较强吸力等特点，因此可对国内同类型水电厂的自动化改造和全自动滤水器/电动排污过滤器的设计制造起到很好的借鉴和推广作用。
