摘要：本文介绍了一种适用于轴流转桨式水轮机组集水槽内浮油自动收集装置，针对轴流转桨式水轮机特点，该装置可全自动吸收水轮发电机组支持盖以上各部件产生的渗油，在不影响机组安全运行的前提下，达到妥善解决机组集水槽表面浮油的目标，减少人工投入。
关键字：轴流转桨；集水槽；浮油收集
1主要工作内容
通过对比国内现有的浮油收集方式，研究一套适用于轴流转桨式水轮机组集水槽浮油收集的方案，实现以下功能：
（1）浮油收集装备可根据监测到的浮油及时进行收集，也可根据设定的时间定期进行收集；
（2）从每台机组集水槽收集到的浮油定期输送至厂房废油池中进行回收。
（3）设备应具备自动收集功能，高可靠、免维护，能将运行各项参数及统计数据实时传送至中控室。
2研究方法及过程
2.1 现场查看与面临的难题
2.1.1 集水槽空间狭小
轴流转桨式水轮机组集水槽空间狭小，传统浮油收集设备体积过大，而且浮油收集水下装置配备有潜污泵，管线复杂、维修困难。
2.1.2集水槽液面上下波动
由于主轴密封用水和顶盖泵自动排水的原因，集水槽里的水位在机组运行过程中在不断变化波动，给水面浮油的收集增加了很多困难。
2.1.3集水槽结构复杂
集水槽内直立多道隔板将水槽分隔成多个腔体，如果整个集水槽只设置单个浮油收集头，则很可能只能收集到收集头所在腔体的浮油，其他腔体浮油很难收集完全。
2.2 解决办法
2.2.1由于集水槽空间狭小，因此浮油收集水下装置采用浮筒与水泵电机分离方式，水泵电机设置在集水槽外，运用真空泵用软管连接收集头，将油水混合物抽到油水分离装置后再进行油水分离。
2.2.2 浮油收集头通过不锈钢软管联接，并根据液面的波动高度预留足够的长度余量，因此可以随液面波动而波动，只抽取表面油水混合物。
2.2.3 在集水槽内增设多点浮油收集头，每个隔腔或者相临两个隔腔，设置一个浮油收集头，多个收集头出口汇集到母管后排出。
2.3 电气自动化设计
电气自动化设计部分采用PLC+触摸屏方式，管道安装压力传感器和流量传感器。压力传感器安装于进水管道中，显示进水液体压力。流量传感器分别安装于进水管道和储油箱进油管道，用来监测处理量和浮油收集量。在真空罐上安装真空压力传感器，当某一传感器超出设定范围时设备会发出报警并提示报警原因，当超过警戒值时设备会自动停机，待解决故障原因后恢复自动。
鉴于以上分析，浮油收集装置采用膜式油水分离装置，该装置采用了高分子无纺布亲水疏油材料的油水分离膜，如下图所示，油水混合物通过真空泵抽进真空罐后，经喷淋头进入油水分离箱，油水分离箱中间由亲水疏油的油水分离膜隔开，水可自由通过隔膜，油无法通过隔膜，当油层积累到一定程度，抽油泵启动将油抽进储油罐。此方案使用油水分离膜，过滤效果好，过滤精度高，过滤后精度能达到5ppm以下。特别是真空抽水系统，能很好地满足集水槽空间狭小的现状，采用真空气罐来抽油水混合物，避免了油的乳化。
图 膜式油水分离装置流程图
由于集水槽内的浮油量微乎其微，因此浮油收集装置处理量控制在每小时处理油水混合物在≤2m³，可以把收集装置控制在2m×1m×1m以内，避免了空间的大量占用。浮油收集装置可以实现时间控制和油膜控制两种启动方式。当集水井内浮油较多时，由油膜探测传感器控制浮油泵的启停；当集水井内浮油较少时，由时间继电器控制浮油泵的启停，调整合适的运行时间与停机时间，保证集水槽内浮油始终可控。浮油收集装置的流量、压力、启停、报警等信号传输至水电站公用LCU，接入电厂中央控制室。中央控制室工作人员可以随时监控浮油收集装置的状态，保证设备的安全稳定运行。
2.4 本浮油收集装置与人工收集的差别
在此应特别提出一种工业吸油棉。吸油棉是采用亲油性超细纤维不织布制作，不含化学药剂，不会造成二次公害，能迅速吸收本身重量数十倍的油污、碳氢化合物、有机溶剂等液体，其主要材质为聚丙烯（PP）。利用油的分子结构和工业用吸油棉的分子结构可以互相结合的特点，电厂工作人员可以在发现浮油时将吸油棉放在集水槽油水混合物表面，来迅速吸收表面浮油。
工业吸油棉虽然操作简单，但不符合水电站自动化操控的要求。目前国内各水电站都在提倡无人值班、少人值守，为保证定员及效益，人才培养向专业融合、一专多能方向发展，况且集水槽内的浮油量极少，因此没有必要安排专人守在集水槽旁边。本文中提到的集水槽浮油自动收集装置，正好适用于高自动化、集成化特点的水电站，自动检测、收集信号，智能上传、分析数据，也符合智能电站的要求。
3结论
膜式油水分离装置，具有结构简单、受压力影响小、分油效果好、避免油的乳化，适合处理水多油少的混合物，能够过滤水中的颗粒物及有机物等优点。该装置通过自动化元件控制，具备自动收集功能，高可靠、免维护，并且能将运行各项参数及统计数据实时传送至水电站中控室，值得在轴流转桨式水电站推广。
论文作者:周飞虎
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/14
标签：浮油论文; 油水论文; 集水论文; 装置论文; 轴流论文; 混合物论文; 机组论文; 《电力设备》2018年第19期论文;