摘 要：就低水头水电厂技术供水经常出现的技术供水系统水源的问题、技术供水系统的排污问题、技术供水系统的多精度供水问题和技术供水系统的运行故障诊断问题进行一些初步探讨，提出了十分有效的处理方法。
关键词：技术供水；自动清污；亚运行故障
中图分类号：TV74 文献标识码：B 文章编号：1008-701X(2004)05-0039-02
低水头水电站多为低水头大流量径流式电站。由于其流量大，使得机组尺寸大，技术供水的用量也很大，本文就一些电厂技术供水出现的问题及解决的办法进行一些初步探讨。
一、 技术供水系统水源的问题
水电厂技术供水一般与发电用水同源。取水方式有蜗壳取水、压力钢管取水、和水库直接取水几种方式。大多数电站采取蜗壳取水的方式，一般不设加压泵，水流通过滤水器以后直接供应冷却系统。
当技术供水系统水源的水头较低时，靠自流供水不能满足供水的水压要求，通常在供水系统中加装水泵，以保证技术供水系统的正常供水水量。由于水泵对于水源中的杂质有一定的要求，当水源中的杂质较多或较大时，一般采取的办法是减小技术供水取水口栏污栅栅格的间隔距离。当技术供水水源中的杂质较多、较大时，一般滤水器也不能将滤水器内部的杂质完全清除，一般采取的办法也是减小技术供水取水口栏污栅栅格的间隔距离。由此引起的问题是：技术供水取水口栏污栅易发生堵塞，特别是在汛期，更易发生堵塞。当发生堵塞后，只好停机，用高压水或者高压空气冲洗栏污栅。这样一则在汛期是发电高峰期，停机造成经济上的损失、二则在当今少人值班或无人值班的运行条件下，出现还要靠人工来维护辅机的正常运行的情况，可以说是完全不合适。广西大化电厂就是一个明显的例子。大化电厂共装有4台114MW轴流转桨式机组，它建于广西红水河中游。红水河是一条泥沙含量较高的河流，多年平均输沙量为4740万吨，最大年输沙量为9650万吨，大化多年平均含沙量为0.756kg/m3，沙量的年分配主要集中在汛期5-10月，占年悬移质输沙量的97%，特别集中在6、7、8三个月，约占全年输沙量的75%。随着近年来大化上游的天生桥一、二级电站以及岩滩电站的投产发电，其水库蓄水所形成的沉淀作用，使得大化库区间的河流泥沙含量有所下降，但生活垃圾却在上升。就滤水器而言，泥沙已不是造成滤水器堵塞的主要问题，而是杂草、木棍、塑料、泡沫、薄膜等其它悬浮物，后者才是造成滤水器堵塞的根源。广西的西津水电站、浙江的富春江水电站、湖北的葛洲坝水电站等的情况也都是如此。当在技术供水系统中加装水泵后，一般的滤水器只能安装在水泵的后面，即技术供水的水源由取水口栏污栅引入、经过水泵后才到达滤水器，滤水器没有起到完全过滤的目的。一般的滤水器一是反冲水不能由外部引入，二是不能将进入滤水器的杂质如树枝、棍、木板等清除。
对于滤水器过滤网面的清洗，是先将网面上的杂质剪切断，再用反冲水进行反冲，由此可以完全、干净地清除网面上的杂质；而对于滤水器网内的较大的杂质，如树枝、棍、木板等，则采取用网内的剪刀先将大的物体剪切成小的物体陈放在反冲腔内，再用反冲水反冲，送入排污管道排出，大的物体一步一步逐步剪切成小的物体，最终出。凡是能放入反冲腔内的杂质都能由排污管道顺利排出。
由于我公司的滤水器具有上述超强的清污能力，使得在技术供水系统的设计中可以将滤水器安装在水泵的前面，即技术供水的水源由取水口引入后直接进入滤水器，经滤水器过滤后再送入水泵。如此布置时，滤水器就要加装反冲阀。滤水器的反冲水由水泵加压后经过反冲阀送至滤水器反冲口，在滤水器清洗过程中用此水进行反冲洗。如此布置就可以加大技术供水取水口栏污栅栅格的间距，防止栏污栅栅格的堵塞，完全避免人工清扫栏污栅栅格。
二、 技术供水系统的排污问题
大化电厂原滤水器的安装高程为Ñ 122，排污预埋管的出口高程为Ñ 121.5,上游控制水位为Ñ 155，原枯水期下游水位一般为Ñ 118左右。距大化下游26km的百龙滩电站投产后，下游的枯水期水位顶托上到Ñ 128左右。在枯水期水清渣少，原设计滤水器采用上、下游水位的压差水流进行人工操作反冲清渣，排污问题并不突出。问题在于每年的5-9月份洪水期，下游尾水位变幅较大，曾出现上、下游水位差只有1.23m的情况（1988年8月30日上游水位为Ñ 159.91，下游水位为Ñ 158.68），这时滤水器光靠自身压差排污是不可能的了，而滤水器真正要起作用也就是要在这水浊，渣多的供水季节。这是因为：洪水期时正是夏季天气较热的时候，冷却水的温度也相应变高。同时，冷却环境受季节影响，被冷却的环境温度也较之于其他时间高。尾水位的提高，上、下游水位形成的压差小，冷却水流在冷却器中的流速变慢，使得热交换速度慢。冷却水的泥沙含量高，较之于清水的热吸收能力低，冷却效果差；加之原滤水器无自动化能力，抗堵塞能力低引起水量的减少，这些问题都会引起机组运行温度变高。要解决滤过器堵塞的问题，保证水流的畅通，并有足够的水量和流速就必须要有一较高压力的水源将蓄集在滤水器中的渣质从排污管中压出。从厂外接引高压水源因现场的具体情况和工程量大而难以实现。为此，从滤水器后的原增压泵出口接引一条Dg150水管至滤水器作为排污反冲洗的压力水源。见图1所示。增压泵在水头小于13m时投入使用。滤水器选用由武汉三鑫自控设备有限公司生产的LS-PLC型全自动反冲洗滤水器。
从蜗壳内引入的水流经进水管从滤水器下部进入滤网，经过过滤后由出水管排出供机组技术用水。滤芯分为若干个小格，水流带入的杂物被滤网阻挡在每个小格内。自动清污过程中，在PLC的控制下打开反冲洗电动阀，而后打开排污阀，启动电机，经减速后带动滤芯旋转，滤芯按整定的时间进行依次切换滤网小格，在反冲洗的压力水的作用下，依格对滤网杂物冲洗，并通过排污管将杂物排至下游。在水头大于13m时，机组原增压泵不投入运行，反冲洗的水压即为上、下游水位差。当水头小于13m时，为保证机组用水的流量和压力，增压泵投入运行，此时，反冲洗的水压即为增压泵出口的水压。
插在滤网孔上的杂质和小格内的长条型杂物，通过布置在滤水器内部的切刀将其破碎后，再由反冲洗水排出。而在滤水器本体的流道内，设计有人工排渣孔，当出现排渣异常时，关闭滤水器的进、出口阀门，改用备用水供机组技术供水。打开排渣孔后排渣，而无须分解滤水器吊芯清渣。
三、 技术供水系统的故障诊断问题
滤水器的自动排污有两种方式，即定时排污和差压排污。其控制流程见图3。定时排污是根据所设定的排污周期时间进行定时排污。差压排污是根据滤水器进口与出口的压差大于规定值时的排污。即在一般情况下，按定时排污进行，而当水中杂物较多时，若在定时清污的时间间隔内发生滤过器前后压差大于整定值，程序上差压排污优于定时排污，由差压清污控制方式清污，之后自动转回定时排污。
时间控制分为滤水器完成一次排污时间的控制和滤水器自动排污周期的时间控制。滤水器完成一次排污时间是根据实际运行中渣量的多少来确定，它可通过PLC进行调定。而自动排污周期的时间由控制箱上的旋钮控制。它是根据季节、水质以及库区渣质的多少来决定的。大化电厂的自动排污周期时间分为3档即12、24、48小时，当头场洪水杂质较多时用12小时档，在洪水期中渣质量一般时用24小时档，进入清水期杂质量较少时用48小时档。
滤水器的操作控制有自动、电手动和机械手动三种方式。正常情况下采用自动方式，其包括定时排污和差压排污。为便于现场安装调试和检修维护以及现场检查，采用电手动方式。当电气设备或电气控制方面出现故障时，采用机械手动。操作方式的改变可通过改变控制箱上的控制旋钮即可实现。
收稿日期：2004-03-19 修定日期：2009-08-03
作者简介：林昌杰（1950-），男，教授，大学本科，主要从事机电技术研究工作。 |
