峡山电站技术供水滤水器优化改造

袁 宏 袁志钦

(1.江西上犹江水电厂，江西 赣州 341000；2.高新分公司赣州生产中心，江西 赣州 341000)

1 工程概况

峡山电站坝址位于江西省赣州市于都县罗坳镇峡山村，距于都县城约30km。为低水头河床式水电站[1]。电站于2010年9月26日开工建设，于2013年6月底投产发电后并入赣州电网运行。是地方电力系统中的骨干电站，安装有3×12MW灯泡贯流式机组[2，3]，总装机容量36MW，多年平均发电量13261万kW·h，90%保证出力4.54MW，年利用小时数3778h，水库正常蓄水位109.80m，相应库容9600万m3，上游控制流域面积1.6013万km2。峡山电站是一座以发电为主，兼有航运等综合效益的中型水利枢纽工程。电站在县城的下游，水库杂物、杂草、树木、生活垃圾及藻类多，尤以4—9月汛期最多。峡山电站目前滤水器水源来自技术供水[4，5]，技术供水取自上游坝前水。

2 存在的问题

峡山电站为低水头河床式水电站，河流行经盆地时，两岸开阔，多为较大冲积平原，在洪水期间，河道水流浑浊，河水含大量泥沙、漂浮物及寄生物，造成电站机组技术供水水质差，使技术供水滤水器工作效率低，易造成技术供水水压低水量不足，滤水器滤水效果差，严重影响机组安全运行。峡山电站安装的滤水器(型号FZL-200/1.0)老化堵塞，已经不能够满足技术供水系统[6]滤水要求。电站机组运行温度较高，易发生故障，缩短了设备使用寿命，存在事故隐患。滤水器手动、自动清污不到位，排污阀不能自动关闭，引起机组用水压力下降，备用水泵启动频繁，造成厂用电量升高。滤水器堵塞，进、出口压力差过大，压差仪失效。滤水器不能自动运行，引起设备用水压力过低，水泵频繁启动。滤水器电动机卡涩，造成滤网(减压机)电机过载损坏，使河水得不到过滤，导致空冷冷风温度升高，发电机温度升高。

3 优化改造

3.1 改造滤水器

将1F、2F、3F机组整个滤水器系统进行改造[7]，更换为自动滤水器(型号FZL)。滤水器主要部件有减速机、顶盖、壳体、滤水轮、排污电动蝶阀、差压控制器以及PLC控制器。

a.FZL型自动滤水器工作原理。FZL 型自动滤水器通过其自动控制实现滤水器的清污、排污，它的清污、排污过程不影响正常技术供水。正常过滤状态时，减速机不工作，排污阀处于关闭状态。当达到清污状态时，电动排污阀打开，减速机启动，并带动滤水器反冲洗装置旋转，使每一个过滤腔体下部进水孔道分别与反冲洗装置旋转排污管相联通，并与排污口形成封闭通路，附着在过滤芯内表面和截留在滤芯内部的污物杂质，利用过滤后的清洁水在自身压力的推动下反向穿过滤芯，使滤芯得到清洗，杂质则随开启的排污阀自动排出，排污管旋转一周，每个过滤腔体均得到一次反冲洗的清洁，如此循环往复。

b.技术要求。滤水器要求是一种由智能电控装置程序(PLC可编程控制器)控制的全自动清污式滤水器。在自动清污、排污时，自动滤水器仍进行正常的、不中断的过滤、供水。具备对过滤桶进行剪刮的功能。由于进水管的杂物成分复杂，软硬不一、大小不一，往往会出现较大杂物不能顺利从排污管排出的情况，需要将大的杂物处理小一些。滤水器还需要过滤面积大、能自清洗、清洗方式灵活、能连续供水、具有智能化的电控装置、清污效率高等。

c.清污的控制方式。具备自动定时清污、差压清污和现场电手动和纯机械手动清污功能。在保证设备用水量的同时，确保用水水压和用水质量，防止泥沙和污物在管路内结垢堵塞而影响技术供水，提高设备冷却效果及用水安全。

拆卸的滤水器内部堵塞严重，见图1、图2，工作现场见图3。

图1 原滤水器内部(一)

图3 工作现场

3.2 滤水器的特点

可靠、安全、无须人工介入运行，成本低；滤筒稳定性、抗冲击性强，大大优于纺织网，尤其适用于尖锐颗粒的杂质过滤，且使用寿命长，具有最佳的过滤和反冲选特性；易于维修，维护成本低；增强反冲洗效果，反冲洗液消耗少，节省能源，适应用户的特殊工况；通流能力强，结构紧凑，占地面积小；根据用户要求选定接口位置，节省空间，降低安装成本；合理的工艺设计，逐个对每一个滤筒进行清洗排污，不中断过滤器的正常运行。

3.3 滤水器实现的功能

a.过滤。系统水从滤水器进水口进入，通过滤网过滤后，从出水口送出，过滤精度不大于2mm，滤网由不小于3mm厚不锈钢板一次冲压成型，结实牢固，不易损坏。

b.排污。当需要排污时，电动排污阀同时打开，电动装置启动，由自身水的水压，逐步将滤水器内的杂物排出，运行一圈后，排污阀同时关闭，排污完成。

c.手动机械运行。在完全没有电源的情况下，手动打开排污阀，排污开始，转动电动装置手柄，旋转方向为分度盘联轴器逆时针旋转，每10～30s转动一格，指针指向每一个凸部的中部，直至旋转一圈，关闭排污阀，手动排污完成。

d.自动定时运行。启动电源，整机按PLC设定的程序运行，其运行到达PLC设定的清污时间时，电动排污阀打开，电动装置启动，由接近开关控制滤网转动一格停止，间隔10～30s，电动装置再次启动，同样转动一格停止，直至运行一圈，排污阀关闭，电动装置停止，完成一个排污程序，每一格排污的时间以及每一个排污周期是预先设定的，可根据水质状况进行重新设置，只要整机接通电源滤水器总是处在自动运行状况。

e.电手动运行。电手动运行过程和自动运行一样，在需要电手动清污时，只需将自复位旋钮拨向启动位置，滤水器按照与自动排污程序一样的程序完成后清污自动停止。当需要终止电手动清污时只需将自复位旋钮拨到停止位，电动阀门回到关闭位置，电动装置运行停止清污结束。

f.差压开关控制运行。当滤水器短时间内进入大量杂物造成堵塞，使进、出水压力差超出所设定的差值时，排污程序自动启动进行差压开关控制自动排污，其清污过程与自动定时运行过程完全一样。在自动定时运行的两次清污的中间阶段，如果出现差压超过设定值而差压开关动作的情况，则自动启动差压开关控制运行，动作时间将作为下一次自动定时运行的计时起始时间，只有在差压开关持续动作5s后才认定差压开关动作。

g.自动动作保护。杂物将电动阀门卡住不能关或开到位时，电动阀门会按已设定程序做反方向运行，待杂物被水冲走后再恢复正常运行。同样，当出现大的杂物不能剪切断，滤网不能运行到位时，电动装置也会按已设定程序做反方向运行，避开杂物后再按原方向运行。其中滤网反冲方式为：先由剪切装置将滤水器内部较大、较长的污物剪断为较小、较短的污物和将缠在滤网上的污物剪断，然后再用经滤水器过滤后的清洁水进行反冲。

h.观察口。为方便清除较大的、排不出去的杂物而开的一个杂物取出口。

滤水器通过其自动控制实现滤水器的清污、排污，正常过滤状态时，电动排污阀关闭。当满足设定的清污、排污工况时排污阀打开，滤水器电动减速机开启，进出水管口与被冲洗的滤网单元相联通，附着在滤网上的污物借助滤水器内部的部分过滤后的清洁水反冲，经排污口流出，通过开启的电动排污阀排入集水井。

滤水器运行时如果运行的机组技术供水水压低报警，应监视备用水泵是否启动。如机组运行时两台滤水器分别启动，应注意监视机组供水水压，避免机组技术供水中断造成停机。枯水期应分别设置滤水器运行工作参数，以降低厂用电率，两台技术供水泵滤水器分别设置1号滤水器24h启动一次、2号滤水器48h启动一次，间隔24h，每次启动5min。

3.4 改造前后的有关数据

改造前后的有关数据见表1、表2。从中可见，改造滤水器后机组在同负荷运行时机组开度减小，机组线圈温度都较之前降低，增加了机组效益。发导温度及径向瓦温度降低了，机组冷风温度和热风温度也得到了有效改善。

表1 改造前数据(2021年6月8日2时)

表2 改造后数据(2022年5月3日11时)

4 结 语

改造后自动滤水器(型号FZL)运行良好。滤水器具有自动过滤、清污、排污功能，滤水器清污、排污在过滤过程中同时完成，技术供水满足机组用水要求，水泵启动次数减少，能高效地去除水中杂质微粒，提高了技术供水系统稳定性，减小了事故隐患，增加了设备使用寿命，减少了设备运行成本，适用于机组用水远距离控制及无人值班的给排水系统。

改造后，员工熟悉了技术供水滤水器操作流程，进行了滤水器运行规程修编，建立了设备运行台账。提高了机组技术供水质量，加强了发电机运行温度监控，并做好了相应记录。

通过本次改造，员工充分发挥集体智慧和个人技术经验，达到了预期目标。发挥了运检安全生产“五联合”作用，培养了团队协作精神。为峡山电站设备安全稳定运行奠定了基础，员工的技术水平和综合素质得到很大提高。

通过本次优化改造，技术供水滤水器的运行情况明显好于以前，为机组安全运行提供了可靠保障和良好的运行环境。提高了设备安全性、滤水器工作效率和技术供水系统稳定性及可靠性，减轻了运维人员手动清污的工作量，综合厂用电率下降，提高了峡山电站自动化水平。