工業(yè)濾水器，手動工業(yè)濾水器水電站機組技術供水系統(tǒng)堵塞問題分析      工業(yè)濾水器，手動工業(yè)濾水器水電站機組技術供水系統(tǒng)堵塞問題分析。

水電站機組技術供水方式為蝸殼取水的自流減壓供水。

由于發(fā)電用水中含有較多的垃圾物，電站存在技術供水系統(tǒng)工業(yè)濾水器易堵塞的問題。

先后對電站全部4臺機組實施了解決工業(yè)濾水器易堵塞問題的技術改造。

改造后，工業(yè)濾水器沒有發(fā)生過堵塞情況，改造取得了令人滿意的遙遙，遙遙解決了遙遙間困擾電站的工業(yè)濾水器易堵塞問題。

改造方案為，在機組技術供水系統(tǒng)的蝸殼取水口處安裝門設計的取水口攔污罩取代原有的網(wǎng)狀攔污柵。

該改造方案具有改造費用低、易于實施、改造遙遙的特點，可以應用于類似水電站，有較高的實用價值。

1機組技術供水系統(tǒng)介紹    水電站，電站裝機容量4×40MW，于2010年投產(chǎn)發(fā)電。

水電站為引水式電站，水庫調節(jié)類型為日調節(jié)。

水電站的水輪機額定流量32.5m3s，額定水頭136.5m，大水頭152.3m，小水頭132.7m。

    機組技術供水方式為蝸殼取水的自流減壓供水(見圖1)。

4臺機組的技術供水為單元供水方式，無其他備用供水方式。

機組技術供水取水口位于水輪機進水蝶閥后端和蝸殼前端的壓力鋼管上，該段壓力鋼管直徑為2.4m。

技術供水取水管的規(guī)格為。

219mm×6mm，機組技術供水的理論流量約為300m3h。

2技術供水系統(tǒng)工業(yè)濾水器，手動工業(yè)濾水器易堵塞的問題    水電站水庫庫容小且水中的木頭、塑料袋等垃圾物較多，加之發(fā)電引水隧洞進水口的結構問題，造成了大量的垃圾物集中附著在進水口攔污柵下段(攔污柵由上、中、下3段組成)，這些垃圾物終會淤積到幾乎堵塞整個下段攔污柵，由于攔污柵前的進水口在水下，水流正正面沖擊淤堵的下段攔污柵，這樣就造成了下段攔污柵的局部柵條受壓扭曲變形甚至形成孔洞，一些尺寸較大的木頭等垃圾物會因此進入發(fā)電引水隧洞。

發(fā)電用水中含有較多的垃圾物導致了水電站機組技術供水系統(tǒng)工業(yè)濾水器存在易堵塞的問題。

圖1水電站機組技術供水系統(tǒng)簡圖    2017年12月至2018年4月，電站4臺機組相繼完成檢修，在此檢修期間對每臺機組工業(yè)濾水器都進行過遙遙的清理。

但是，自2018年2月開始，完成檢修不久的工業(yè)濾水器發(fā)生了堵塞情況，工業(yè)濾水器，手動工業(yè)濾水器后端壓力降至約0.3MPa，工業(yè)濾水器，手動工業(yè)濾水器排污系統(tǒng)(有上排污和下排污)已不能解決堵塞問題，只有停止機組運行進行工業(yè)濾水器人工清污。

至2018年底，4臺機組的工業(yè)濾水器均發(fā)生過堵塞情況，其中堵塞次數(shù)多的2號機組工業(yè)濾水器，共堵塞和清理了4次。

清理工業(yè)濾水器時發(fā)現(xiàn)，工業(yè)濾水器內的5個小濾筒均被木塊、塑料瓶、塑料包裝袋和塑料膜等垃圾物塞滿。

工業(yè)濾水器前端管路上的手動蝶閥經(jīng)常被垃圾物堵塞導致該閥門不能關閉。

工業(yè)濾水器堵塞嚴重時還導致一些小片的塑料膜等垃圾物進入機組軸承冷卻器和空氣冷卻器，每年機組檢修時都要拆解空氣冷卻器進行清污。

    水電站機組技術供水系統(tǒng)工業(yè)濾水器易堵塞造成機組被迫停機(進行工業(yè)濾水器拆解清污)和檢修工作量增多。

該問題困擾電站檢修和運行人員多年，遙遙間內都沒有合適的解決辦法。

3解決工業(yè)濾水器，手動工業(yè)濾水器易堵塞問題的技術改造方案    水電站工業(yè)濾水器易堵塞問題曾經(jīng)是水電站難于解決的棘手問題。

電站檢修人員以前考慮過采取2種解決方案    ①將工業(yè)濾水器更換為排污遙遙更的工業(yè)濾水器;    ②將技術供水方式改造為密閉循環(huán)冷卻水供水方式。

這2種方案一直沒有實施是因為前者存在著不能遙遙解決所有的堵塞問題;后者存在著增加供水水泵后設備和管路布置困難并且改造費用高的問題。

    2019年3月，作者提出了解決工業(yè)濾水器易堵塞問題的構想，要從根本上解決問題，就要從兩點著手    ①盡量減少垃圾物從水庫進入電站發(fā)電引水隧洞;    ②盡量減少垃圾物從壓力鋼管進入技術供水取水管。

相應采取的措施為    ①加強對電站發(fā)電引水隧洞進水口攔污柵的檢修，對破損的攔污柵條及時修補。

攔污柵前淤積的垃圾物過多時要及時清除。

    ②對技術供水系統(tǒng)蝸殼取水口攔污柵進行改造，用門設計的攔污柵取代原有的攔污柵，以減少垃圾物進入蝸殼取水口。

其中，蝸殼攔污柵的改造是解決工業(yè)濾水器堵塞問題的關鍵。

    電站原先的技術供水系統(tǒng)蝸殼取水口攔污柵是用鋼筋焊接制成的半球形網(wǎng)狀攔污柵。

電站投運后，水中漂浮物會纏繞在攔污柵的鋼筋柵條上堵塞攔污柵，堵塞嚴重時因壓差太大導致攔污柵的鋼筋柵條被壓斷。

改造之前，因鋼筋制作的攔污柵被壓斷已有3臺機組的攔污柵被割除并取消了蝸殼取水口攔污柵。

    本次的技術改造，就是要設計制作并安裝一種自身不易被堵塞且能夠遙遙減少水中漂浮物進入蝸殼取水口的攔污柵。

經(jīng)過作者的設計，終確定的攔污柵由殼體結構的攔污罩和4根扁鋼制成的導流格柵組成(見圖2，3)。

    攔污罩的作用當木塊、塑料瓶等堅硬漂浮物隨水流接近蝸殼取水口時，因與攔污罩發(fā)生撞擊而脫離取水口;當塑料膜等柔軟的漂浮物接近蝸殼取水口時，會在攔污罩下游的漩渦中漂離蝸殼取水口。

    導流格柵的作用降低漩渦強度、穩(wěn)定水流(不起攔污的作用)。

蝸殼取水口攔污罩的外形設計需要考慮攔污罩附近的流場分布情況，與攔污罩制作和安裝有關的幾何參數(shù)中主要有2個攔污罩進水斷面面積、攔污罩進水斷面與發(fā)電水流之間的夾角。

水電站安裝的攔污罩，其進水斷面面積為取水鋼管進水斷面面積的1.8倍;攔污罩進水斷面與發(fā)電水流之間夾角為50°。

水電站蝸殼取水口攔污罩制作安裝的幾何參數(shù)是根據(jù)設計者個人經(jīng)驗確定的，設計時要根據(jù)電站的具體情況考慮水力學因素，力求使攔污罩外形滿足以下要求既能使木塊等硬物撞擊攔污罩脫離取水口，又能使塑料膜等柔軟的漂浮物在攔污罩下游側的漩渦中漂離取水口。

4蝸殼取水口攔污柵改造的實施    安裝蝸殼取水口攔污罩需要滿足2個適用條件    ①為了防止加裝攔污罩后影響到水輪機穩(wěn)定運行，攔污罩造成的壓力鋼管總過流斷面面積的減少量要小，建議不遙遙過1.5%;    ②壓力鋼管內壁焊攔污罩不應造成壓力鋼管受力結構遙遙降低。

    為水電站設計的攔污罩造成的壓力鋼管總過流斷面減少量為0.95%，可以認為不會影響到水輪機穩(wěn)定運行。

水電站蝸殼取水口段的壓力鋼管用厚30mm的16MnR鋼板制造，在壓力鋼管外壁環(huán)繞取水鋼管還焊有圓環(huán)形的加強板，分析后認為焊接蝸殼取水口攔污罩不會遙遙降低壓力鋼管的受力情況。

    水電站蝸殼取水口攔污柵改造分2個階段實施2019年汛前，對3，4號機組技術供水取水口攔污柵進行改造;2010年汛前，對1，2號機組技術供水取水口攔污柵進行改造。

在2019年的汛期，對改造的機組和未改造的機組進行運行對比，用實際運行情況驗證改造遙遙。

    改造工作的具體操作步驟為進行計算和圖紙繪制;按照圖紙對無縫鋼管進行放樣、切割和打磨，制成攔污罩;將攔污罩焊接在壓力鋼管內壁的蝸殼取水口上方;焊接攔污柵條;打磨攔污罩與壓力鋼管間的焊縫至平順過渡;刷防銹漆。

    安裝蝸殼取水口攔污罩時的注意事項攔污罩焊接前要打磨焊接坡口;控制焊接質量，用直徑3.2mm焊條多層焊接，降低焊接電流以減小壓力鋼管的熱影響區(qū)，嚴禁出現(xiàn)咬邊的焊接缺陷;位于攔污罩外側的焊縫終需要打磨至平順過渡以使水流順暢。

5蝸殼取水口攔污柵改造后的遙遙    2019年汛后，實施了蝸殼取水口攔污柵改造的3，4號機組與未進行改造的1，2號機組的運行情況對比1，2號機組工業(yè)濾水器，手動工業(yè)濾水器堵塞均遙遙過2次;3，4號機組沒有發(fā)生過工業(yè)濾水器堵塞情況，也沒有發(fā)生過工業(yè)濾水器后端壓力遙遙降低情況。

    在2010年和2011年的汛期，進入電站發(fā)電引水系統(tǒng)的垃圾物仍然較多，多次發(fā)生過因水中有尺寸較大的木頭引起水輪機剪斷銷剪斷的設備故障。

盡管發(fā)電用水中垃圾物很多，經(jīng)過改造的4臺機組的技術供水工業(yè)濾水器一直沒有發(fā)生過堵塞情況，并且在檢修時打開工業(yè)濾水器沒有遙遙的垃圾物積存。

    自改造以來近3a的運行情況可以確認，水電站通過加裝門設計的蝸殼取水口攔污罩可以遙遙解決工業(yè)濾水器易堵塞問題，并且不會影響到水輪機的穩(wěn)定運行，改造取得了理想的遙遙。

雖然加裝蝸殼取水口攔污罩能夠使遙遙大部分的垃圾物不能進入蝸殼取水口，但是遙遙避遙遙地會有一些小片的塑料膜等進入蝸殼取水口，尤其是在機組開停機過程期間，由于攔污罩下游側沒有形成合適的漩渦，一些垃圾物會被吸入蝸殼取水口。

因此，需要保持工業(yè)濾水器自動定期排污功能以排除少量的垃圾物。

    通過對機組技術供水系統(tǒng)的蝸殼取水口攔污柵進行技術改造，解決了水電站工業(yè)濾水器，手動工業(yè)濾水器易堵塞的問題，即用門設計的蝸殼取水口攔污罩取代傳統(tǒng)的蝸殼取水口攔污柵，更地阻擋水中漂浮物進入技術供水系統(tǒng)管路和工業(yè)濾水器，改造非常遙遙，能夠遙遙解決水電站工業(yè)濾水器易堵塞的問題。

該技術改造方案具有改造費用低、改造遙遙和易于實施的優(yōu)點。

此項技術具有很強的實用遙遙和很的遙遙價值，可以應用于類似情況的電站。

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