摘要：本文将从水电厂机械制动的概述角度出发，对水电厂发电机组的机械制动加以阐述，并且分析水电厂机械制动产生粉尘的危害及其防治方法，进而对相关的除尘系统进行介绍，以期为有关工作人员提供参考。
关键词：水电厂；机械制动；除尘系统
伴随全球能源问题日益严重，我国水资源短缺的问题也凸显了出来。为了全面落实我国的可持续发展战略，水电厂必须致力于为社会提供更多的清洁型能源。在水电厂水轮机组机械制动过程中会产生许多粉尘，不仅影响水质和相关机械运行，还威胁工作人员身体健康，因此有关人员应进一步完善除尘系统。
1水电厂机械制动概述
在日常水电厂发电机组工作时能够产生大量动能，从而将能量向外传输。但是关闭发电机组时，为了安全停止发电机组的工作，如果仅凭摩擦力对动能进行消耗，耗时极长[1]。在水电厂发电机组以较低速度进行工作的过程中，极易导致推力轴承的润滑条件发生恶化，进而由于摩擦造成推力瓦被破坏。所以，水电厂都会为发电机组配备相应的机械以及电气制动设施。机械制动在发电机组的工作阶段能够对空气进行压缩，从而对制动阀进行强制性地推动，进而使发电机组安全制动，即使电气制动设施发生问题，机械制动设施也能正常运转。
然而，在实际的工作过程中，通常会出现控制或者操作失误，这极易导致发电机组在以较高速度进行工作时损坏转子，进而破坏整体发电机组。因此，水电厂值班人员必须致力于为机械制动提供安全保障。
2水电厂机械制动产生粉尘危害及防治
水电厂发电机组在进行机械制动的过程中极易产生粉尘，除了对周边环境会造成污染，还会对发电机组整体工作的安全性以及稳定性造成极大威胁，甚至会危害工作人员的身体健康。因此，水电厂必须全面提升对此问题的重视程度。
2.1产生粉尘的原因
水电厂的发电机组在进行停机制动时，会产生大量的粉尘。发电机组开机、停机越频繁，闸瓦受到摩擦会越激烈，进而使闸瓦由于摩擦而破损，最终使得发电机组内部、外部的风洞充斥大量粉尘。
2.2产生粉尘的危害
（1）碳化粉尘内存在大量金属粉屑，这种粉尘会快速使转子磁极线圈以及定子线棒绝缘发生老化现象，严重时会击穿定子线棒或者致使转子接地。
（2）黑色粉尘内存在大量石棉等有害物质，此类粉尘会导致人患癌症。这种粉尘会大量存在于发电机组外部以及内部的风洞中，进而持续恶化检修等工作人员的操作环境，最终严重危害水电厂内有关工作人员的生命安全。
（3）一旦发电机组通风沟中堆积大量的粉尘，会使其散热效率持续降低，进而使发电机组快速升温，最终影响其整体工作效率以及质量，严重时会使其被破坏。
2.3对粉尘的防治方法
对机械制动发电机组生成的粉尘而言，有关人员为了使粉尘量被有效控制在标准范围内，需要对制动加闸的整体转速进行控制，即使机械制动转动所需的动能被降低，进而使制动的整体时间被有效缩短。与此同时，水电厂在采购闸瓦时，必须选购粉尘产生量较少的材质。具体而言，主要体现在：
（1）闸瓦材质的选择：以往水电厂选购的闸瓦，其材质熔点较低，一旦处于高温状态便极易被碳化，进而在停机制动高速工作的发电机组时，使闸瓦被磨损、破坏，同时产生的粉尘量也极大。因此，为了进一步对粉尘量进行控制，水电厂应选购具备较高耐磨性、粉尘产生量较少的高性能材质闸瓦；
（2）对制动加闸转速的控制：
①选择的推力瓦轴应当具备低转速以及较高耐磨性，此类推力瓦轴材质性能以及强度都较高，可以有效降低发电机组的整体转速，进而降低粉尘产生量；
②对机械制动剩余的动能进行科学降低，从而使推力轴承润滑状态得以有效维持。在实际工作中，转速平方与动能一般呈正比例关系，因此为了使闸瓦的磨损被有效控制，就应当使转速被科学降低。
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3水电厂机械制动除尘系统
水电厂应当致力于为工作人员提供更加良好、安全的操作环境，因此需要规避环境受到严重污染[2]。在此过程中，重点是要对粉尘量加以控制，以便降低甚至消除其对发电机组以及工作人员的危害。因此，水电厂应当选用机械吸尘装置以及静电吸尘设施等：
①机械吸尘：此类吸尘主要是通过风闸周围的风力吸尘设施对粉尘进行处理；
②静电吸尘：此类吸尘主要是通过风闸周围的强静电吸尘设施对粉尘进行处理，以便使加闸过程中产生的粉尘量被有效控制。
3.1除尘系统整体架构
（1）除尘系统的备件：控制部分、收集粉尘源部分、空气动力部分、输送部分、卸料部分以及除尘器等。
（2）除尘系统架构：水泵房、电气控制与风机、本体以及余热回收系统等。
（3）控制部分：风车电控箱、压力监测以及温湿度监测等。
（4）收集粉尘源部分：调节风门、集尘罩以及软管等。
（5）空气动力部分：排气浓度监测仪、风车、入口风门、消音器以及空气压缩机等。
（6）输送部分：主风门、管路以及吊架等。
（7）卸料部分：螺旋输送器、收料袋以及下料阀门等。
（8）除尘器：骨架、滤筒、脉冲阀、调压阀以及振荡器等。
3.2选取除尘器的注意事项
在选取除尘器时，水电厂需要对投入资金、除尘效果以及损失压力等方面进行全面考虑：
（1）投入资金是水电厂选取除尘器重点考虑的目标，不应当将除尘器视成一次性消费用品，必须综合考虑除尘器的后期保养、前期安装等费用以及其所需环境以及空间条件。
（2）在实际除尘过程中，若空气中含有较多粉尘，有关人员需要借助袋式除尘器或者静电除尘器适当降低设施阻力，从而将大半径粉尘清除，以此提升除尘器的工作质量以及效率。其中，如果使除尘器的入口粉尘量降低，便能够使其过滤的整体速率有所上升，进而避免除尘器出现电晕闭塞等状况。
（3）粉尘物理性质会影响除尘器工作状态，因此工作人员必须重视此问题。其中最为突出的问题为：①电除尘方法不适用于粉尘电阻过小或者过大的状况；②干法除尘不适用于粉尘具有较大粘性的状况，这是因为此类粉尘会附着并粘结到除尘器表面。综上所述，水电厂在选购除尘器时，必须对全面掌握粉尘的物理特性，进而选购具有针对性的除尘器，以便使除尘系统工作的效率最大限度地进行提升。
（4）水电厂选购的除尘器必须符合相应的排放规定，一旦排放浓度与除尘系统不相符，有关人员应当在第一时间评估压力损失以及除尘效率受到排放浓度的具体影响。这是因为在通常情况下，大部分除尘器运作效率与排放粉尘的浓度量呈现反比例关系，即浓度越高，除尘器工作的整体效率会越低。
结论：总体而言，伴随我国整体社会经济的高速发展，以及科学技术水平的不断提升，在多年的发展过程中，我国水电厂水轮机组机械制动已经取得了长足的进步。当前机械机组故障发生几率持续走低，作业方式日益灵活；同时有关的除尘系统也有所完善，进一步确保水电厂可以向社会输送更清洁的能源。
参考文献：
[1]黄华. 某水电厂水轮发电机组停机过程中制动风闸投入失败情况分析[J]. 门窗, 2017(3):208-208.
[2]冯伟. 石泉水电厂机械制动系统应用[J]. 科技创新与应用, 2016(28):112-113.
作者简介：钱兵兵 1986/11/06 籍贯，甘肃。职称，助理工程师 本科专业电力系统自动化，研究方向水电厂发电机械部分，单位，新疆伊犁河流域开发建设管理局.
论文作者:钱兵兵
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/9/18
标签：水电厂论文; 粉尘论文; 机组论文; 除尘器论文; 机械论文; 闸瓦论文; 工作论文; 《电力设备》2019年第7期论文;