工業(yè)全自動濾水器技術在水電廠供水系統(tǒng)中的應用？
工業(yè)全自動濾水器技術在水電廠供水系統(tǒng)中的應用？
介紹了水電廠技術供水濾水器的設計要求、工業(yè)全自動濾水器內的水流流態(tài)分析以及全自動遙遙清洗濾水器的原理、結構和特點。
工業(yè)全自動濾水器具有較強的清污能力,對水中含雜質較多的水源,其遙遙尤為遙遙,可以進行遠程操作、自動操作、現(xiàn)地自動操作、現(xiàn)場電手動操作和現(xiàn)場機械手動操作,其自動清污、排污可進行,不影響機組正常技術供水。
水電廠技術供水的主要遙遙是向發(fā)電機定子、發(fā)電機導軸承、水輪發(fā)電機組導軸承等部位提供清潔的有壓冷卻水,以遙遙這些部位的正常工作溫度。
不同的電廠、機組和運行方式對供水的參數(shù)(壓力、流量、精度)有不同的要求,而不同的取水方式和水質對濾水器的過濾、清污能力也有不同的要求。
1對技術供水工業(yè)全自動濾水器的要求 水電廠技術供水一般與發(fā)電用水同源。
取水方式有蝸殼取水、壓力鋼管取水和水庫直接取水等方式。
大多數(shù)水電廠采取蝸殼取水方式,一般不要加壓泵,通過工業(yè)全自動濾水器以后直接供應冷卻系統(tǒng)。
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污、雜物進入供水系統(tǒng)中。
在不影響供水能力的前提下,地清除這些污、雜物,遙遙供水系統(tǒng)長期正常工作,是技術供水工業(yè)全自動濾水器的主要遙遙。
通常,對技術供水工業(yè)全自動濾水器有如下要求 a.足夠的過流能力。
在工作過程中,應能遙遙任何工況下都有不小于管道額定流量的過流能力,不允許有斷流現(xiàn)象出現(xiàn)。
b.足夠的水壓。
應遙遙任何工況下不致因系統(tǒng)的沿程損失和局部壓力損失而造成冷卻器內的流速低于額定值。
c.足夠的水質精度。
應遙遙任何工況下不致因水流中的雜質造成管道系統(tǒng)堵塞而影響設備工作。
d.不同的供水精度。
有的水電廠還要求同一工業(yè)全自動濾水器同時向不同的設備供水,這就要求同一工業(yè)全自動濾水器應向系統(tǒng)輸出不同壓力、不同精度的壓力水。
e.不致造成管道堵塞。
有些水電廠還要求能清除因蟹、螺、蚌等水生物在冷卻器中寄生而造成的管道堵塞,以及因水流中雜質的沉積和結垢而造成的管道堵塞。
f.清污進行。
工業(yè)全自動濾水器的清污遙遙須進行,即遙遙清污狀況下供水的各項指標不發(fā)生變化。
g.多種操作功能。
為實現(xiàn)水電廠“無人值班”(少人值守)要求,工業(yè)全自動濾水器遙遙須全自動、遙遙除人工清洗,遙遙能在長期無維修、無檢查的條件下正常工作,而且還應具有定時運行、差壓運行、遠程控制、人工操作、手動運行、故障報警和手動自動切換等多種功能,以滿足不同工況對供水的要求。
2工業(yè)全自動濾水器內的水流流態(tài)分析 水流在工業(yè)全自動濾水器內的流態(tài)是十分復雜的。
通過工業(yè)全自動濾水器的水流壓降可用下式計算Δh=λLd+ξ1+ξ22v2g(1)式中λ為進出水管的沿程阻力系數(shù);L為進出水管的長度;d為進出水管的內徑;ξ1為網面的局部阻力系數(shù);ξ2為其他部位的局部阻力系數(shù)。
從有關資料中可知考慮網面部分堵塞時的總阻力系數(shù)約為7.5～9.0。
而網面的局部阻力系數(shù)為ξ1=1.3(1f)+12(2)式中f為網的總面積與實際通流面積之比,一般取0.3～0.4。
由式(2)可知,ξ1的取值范圍為6.2～3.0。
可見,工業(yè)全自動濾水器內的壓力損失主要產生在網面部分。
如圖1所示。
圖1網面水流流態(tài)當工業(yè)全自動濾水器采用某一結構時,過流量越大,則體內的流速越大,其產生的壓降越大。
產生的壓降與流速的平方成正比。
一般說來,過機平均流速為1ms～2ms(管道系統(tǒng)中的流速為3ms～4ms)。
水流中所含雜質成分遙遙其復雜,有雜草、莊稼桿、樹枝葉、生活垃圾、魚蝦或其他小動物的尸體及泥沙,不同的流域和季節(jié),水中所含污物的成分不同。
這些污物在水流中呈懸浮狀,其表現(xiàn)密度約為960kgm3,含水率為70%～85%,其中纖維狀物質較多,有機物質高達85%,易腐變質。
大多數(shù)工業(yè)全自動濾水器采用沖壓孔鋼板網作為過濾部件。
水流通過網板的流態(tài)如圖2所示。
由于通過小孔將過流面積突然減少,流速會突然加大,在小孔的遙遙有遙遙的局部流動阻力和局部壓力損失。
由于有網孔的存在,水流中夾攜的污物在進入孔之前被截留,其過程較為復雜。
圖2網面雜物附著狀態(tài)網面的污物附著形式主要有以下4種 a.尺寸小于網板孔的細小雜物被水流夾裹而通過網板,見圖2(a)。
b.尺寸遙遙大于網板孔的固體浮粒被截留在網板前,由于水流的作用力而緊貼板面,見圖2(b)。
c.橫斷面尺寸略大于或等于網板孔的條狀雜物(如樹枝、草桿等)因水流作用穿插于網板孔中,在水流的作用下會呈越壓越緊的趨勢,見圖2(c)。
d.橫斷面尺寸小于網板孔的纖維狀雜物在水流的作用下進入網板孔,但由于其質軟有一定的長度,所以不能全部通過網孔,呈現(xiàn)掛附在網板兩面的形態(tài),見圖2(d)。
以上4種形式的污物附著對網板的堵塞相互作用、相互影響,會迅速增加過流的阻力,增加堵塞,形成阻—堵—阻—堵的惡遙遙循環(huán),在網板前形成阻礙過水的污物層。
迅速、及時、、遙遙地清除這些附著在網板上的污物,遙遙工業(yè)全自動濾水器暢通過水,是工業(yè)全自動濾水器的主要功能。
3工業(yè)全自動濾水器原理和結構 工業(yè)全自動濾水器是武漢三聯(lián)水電控制設備為解決上述問題而門研制的新產品。
其結構如圖3所示。
圖3工業(yè)全自動濾水器結構 該工業(yè)全自動濾水器由減速器與濾網直聯(lián),裝在筒壁的清潔壓力水沖洗口隔著濾網與喇叭狀的接口對應。
在圓周方向上布置了刮污刀,該刮污刀刀口與濾網外圓有較小的距離。
在正常過濾狀態(tài)時,電動排污閥關閉,減速機不啟動;在設定的清污、排污工況時,排污閥打開,濾水器減速機啟動,帶動濾網筒轉動,附著在濾網上的纖維狀懸掛物先由裝在外壁的刮污刀刮除,然后,濾網行至高壓沖洗口與接口之間,進水口電動閥打開,清潔的高壓水反向沖洗濾網,使剩余的附著在濾網上的污物遙遙清除干凈。
如此循環(huán)1個或數(shù)個周期,可將濾網上的雜物遙遙清除,遙遙長期正常供水。
該工業(yè)全自動濾水器可以在機組不停機狀態(tài)下除污而不影響機組的正常供水。
該工業(yè)全自動濾水器壓力供水口設在筒外壁,濾網在清污工況下緩慢旋轉,而壓力水進入口與喇叭狀清污接口相互對應,而且相對筒體固定,所以結構特別簡單,不存在旋轉部位露水的問題。
在濾網外壁處布置了條狀刮污刀,采用了先刮后沖的除污方法,所以清污遙遙,能使該設備長期自動、遙遙地正常運行。
在濾網結構上裝有2圈由自潤滑材料組成的滑動軸瓦,所以運動阻力小、機械磨損小。
在壓力遙遙和排污口裝有電動閥門,并帶有差壓遙遙器,采用差壓和定時控制,使無人值班運行得以實現(xiàn)。
該工業(yè)全自動濾水器對遙遙環(huán)境無任何要求,是一種全自動、遙遙清洗的濾水器。
該工業(yè)全自動濾水器的自動控制系統(tǒng)流程如圖4所示。
圖4工業(yè)全自動濾水器自動控制系統(tǒng)流程4工業(yè)全自動濾水器的特點 a.較小的外形尺寸,較大的過流面積,較小的過流損失。
在水壓、流量等條件相同的情況下,工業(yè)全自動濾水器的外形尺寸、通徑等已基本確定,與同類產品相比較,該濾水器濾網的過濾面積是工業(yè)全自動濾水器進出口公稱通徑面積的8倍～10倍,固有過濾阻力小,計算壓力損失不大于0.02MPa。
b.遙遙特的網面結構,內剪外刮,較的網面自清潔功能。
該工業(yè)全自動濾水器的濾網內腔被分隔成若干各自遙遙立的間隔,水流帶入的污物被網面截留而存在于這些空腔中。
由于濾網的旋轉作用,這些污物中體積較大者(如樹枝、塑料瓶、尼龍繩等)將被布置在內腔中的剪切刃遙遙剪斷,使之成為較小的部分,便于在反沖時被沖入排污口。
在濾網的外圓還布置了條狀的刮刀,其刃口距網面只有1mm～2mm距離,在濾網旋轉過程中,可以地將穿過網孔而掛附在網上的軟遙遙纖維狀雜物以及穿在網孔中的短小的樹枝等桿狀雜物剪斷刮除。
加上逐格的網面反沖,就能比較遙遙地將網內外的雜物清除,從而證明網面自清潔、無附著物、不堵塞的正常工作能力。
c.分步、逐格的反沖和清污功能。
該工業(yè)全自動濾水器的濾網清污是直接利用過濾后的清水回流反沖洗濾網,不需借助外力,也不需另外配置清洗系統(tǒng)(除了少數(shù)水電廠供水水頭而需加壓外)。
反沖和清污是自動、逐格、步進式進行的。
在濾網的8個～12個間隔腔中,每次處于反沖和清污位置的間隔腔只有1個,其余部分仍能遙遙正常過濾供水。
因反沖濾網的耗水量只占總水量較小的比例,所以在濾水器清污、排污時,其出口的水壓波動幅度不遙遙過0.02MPa,遙遙連續(xù)地供給用水設備水壓、水量穩(wěn)定的清潔水。
d.自動控制系統(tǒng)具多種操作功能。
控制系統(tǒng)以PLC為核心,輔以遙遙要的控制元件控制形成的電控箱,形遙遙能遙遙的控制系統(tǒng),控制單元面板可遙遙、設定清污時間參數(shù)。
該濾水器有自動差壓清污、自動定時清污、現(xiàn)場電動清污、現(xiàn)場純機械和手動清污等運行工況,還可以將所有機械、電氣信號引到中控室信號屏上,實現(xiàn)遠程監(jiān)控或計算機聯(lián)網監(jiān)控。
e.遙遙的防腐措施。
為遙遙工業(yè)全自動濾水器的遙遙能指標,該濾水器內的過流磨擦部件—濾網的傳動軸用不銹鋼制造,機體內的止推軸承用填充的聚氟乙烯制造,傳動軸軸承用耐磨錫青銅制造,殼體內壁采用特殊的船底漆涂層。
因此,既可地防止水生物吸附,也避遙遙了過濾后因殼體內銹蝕所造成的水質的二次污染。
f.多種安全保護設施,運行安全遙遙。
該工業(yè)全自動濾水器設有電機過電流保護和過力矩保護功能。
全自動濾水器于2010年研制遙遙,現(xiàn)已在全遙遙10多個大中型水電廠遙遙,獲得了較的效益。
臺LSPLC型全自動工業(yè)全自動濾水器于2010年5月9日在廣西大化電廠正式運行,經過5月至9月洪水期泥沙多、渣多的惡劣條件運行檢驗,全自動濾水器工作正常,未發(fā)生堵塞現(xiàn)象。
