酷尔森：自清洗过滤器在抽水蓄能行业的应用

一、自清洗过滤器概述

1、定义

自清洗过滤器是一种基于滤网拦截原理，通过内置清洗机构（如吸污刷头、刮刀、反洗喷嘴等）实现自动识别杂质堆积、自动清洗滤网、自动排出污染物的智能化过滤设备。它无需人工拆洗滤网，可在不中断供水 / 供液的前提下完成自清洁，广泛应用于水系统、工业流体系统的杂质过滤，主要作用是去除介质中的固体颗粒、悬浮物等污染物，保护下游设备安全运行。

2、工作原理

自清洗过滤器的工作流程可分为 4 个关键阶段，形成闭环运行：

1、过滤阶段：原水 / 流体通过进水口进入过滤器，流经滤网时，固体杂质被滤网拦截在滤网上表面（或内部），过滤后的洁净介质通过滤网缝隙从出水口流出，供给下游系统；

2、清洗触发：当滤网表面杂质堆积到一定程度，会导致滤网前后压差升高（通过压差变送器检测），或达到预设清洗时间（时间继电器控制），控制系统自动触发清洗程序；

3、自清洗阶段：清洗机构启动（如吸污泵带动刷头旋转刮扫滤网、反洗阀切换流向形成反向冲洗、刮刀沿滤网表面滑动），将滤网表面的污染物剥离；同时排污阀打开，形成局部高速排污流；

4、排污与恢复：剥离的污染物随排污流从排污口排出，清洗过程持续几秒至几十秒后，滤网前后压差恢复正常，清洗机构停止工作，排污阀关闭，过滤器回到正常过滤状态。

注：部分机型支持 “压差 + 时间” 双触发模式，且清洗时通过旁通设计或分区清洗技术，确保下游供水 / 供液不中断。

二、自清洗过滤器主要特点

1、自动化程度高，无需人工干预

• 全程由控制系统（PLC + 传感器）自动完成 “杂质检测 - 清洗启动 - 排污 - 复位”，无需人工拆洗滤网，降低运维人员劳动强度；
• 可根据实际水质情况调整压差阈值（如 0.05-0.1MPa）和清洗周期，适配不同工况需求。

2、连续运行，无停机风险

采用 “在线清洗” 设计，清洗过程中无需关闭过滤器或切断流体供应（部分机型通过旁通管路、分区滤网设计实现），避免传统手动过滤器 “停机拆洗” 导致的系统中断，尤其适用于不可中断的流体系统。

3、过滤精度可调，适配场景广

• 滤网精度范围覆盖5-3000μm，可根据下游设备需求选择（如精密机组选 5-50μm，管道保护选 100-500μm）；
• 滤网材质可选不锈钢（304、316L）、楔形网、烧结网等，耐腐蚀性、耐磨性强，适配不同介质（清水、含少量油污的水、弱酸碱流体等）。

4、维护成本低，使用寿命长

• 无耗材更换需求（滤网可反复清洗使用），只需定期检查清洗机构和密封件，运维成本远低于一次性过滤器或手动清洗过滤器；
• 滤网采用强度比较高的材质，抗堵塞、抗冲击能力强，正常工况下使用寿命可达 5-8 年。

5、节能环保，耗水量/能耗低

• 反洗 / 清洗过程耗水量极少，只为总流量的 0.5%-1%（部分机型可低至 0.1%），远低于传统过滤器 “拆洗冲网” 的耗水量；
• 清洗机构功率小（通常为几十瓦至几百瓦），能耗低，且避免了人工清洗的额外能耗（如拆洗设备、运输废水等）。

6、耐污能力强，适应复杂水质

• 滤网结构设计合理（如楔形网的 “外松内紧” 结构），不易堵塞，可处理悬浮物浓度较高的流体（如含沙水、工业循环水）；
• 部分机型支持高温（≤120℃）、高压（≤4.0MPa）工况，适配抽水蓄能、火电等行业的严苛运行环境。

7、结构紧凑，安装便捷

• 一体化设计，体积小、重量轻，占地面积只为传统过滤器的 1/3-1/2；
• 支持立式、卧式安装，可直接接入现有管路，无需复杂改造，适配机房空间有限的场景。

三、自清洗过滤在抽水蓄能行业应用

1、抽水蓄能行业的水质需求和痛点

抽水蓄能电站是 “电网充电宝”，主要原理是：用电低谷时，通过水泵将下水库的水抽到上水库储存；用电高峰时，上水库的水通过水轮机发电，水流循环使用。

其运行过程对水质有严格要求，同时面临明显痛点：

• 水质要求：循环水、冷却水、润滑油等系统中若存在泥沙、金属氧化物、有机物颗粒等杂质（粒径≥50μm 即可造成危害），会磨损水轮机叶轮、导叶、轴承等关键部件，堵塞阀门、管道，导致机组效率下降、检修周期缩短、运行风险升高；
• 主要痛点：传统手动过滤器需定期停机拆洗，影响电站连续调度；人工清洗劳动强度大、效率低，且无法及时响应杂质突发增多的情况（如暴雨后水库泥沙含量骤升）。

自清洗过滤器的 “自动化、连续运行、耐污强” 特性，恰好匹配抽水蓄能行业的需求，成为关键的水质保障设备。

2、具体应用场景

（1）上库 / 下库取水过滤（主要场景）

• 作用：过滤水库原水中的泥沙、石屑、水生生物残骸、悬浮物等杂质，避免进入水泵水轮机系统；
• 适配需求：水库水质波动大（暴雨后泥沙含量可达 100-500mg/L），需过滤器具备强耐污性和快速清洗能力；
• 技术参数：滤网精度通常选 80-200μm，材质选 316L 不锈钢（抗腐蚀），流量需匹配水泵额定流量（单台可达数千 m³/h，支持多台并联）。

（2）机组冷却水系统过滤

• 作用：抽水蓄能机组（水泵水轮机、发电机）的冷却系统（如定子冷却、轴承冷却）对水质要求极高，需去除水中的金属颗粒、水垢沉积物等，防止冷却管路堵塞、换热效率下降；
• 适配需求：冷却水流速高、压力稳定，过滤器需低阻力、无泄漏，且清洗时不影响冷却效果；
• 技术参数：滤网精度选 20-50μm，采用低流阻滤网设计，压差控制在 0.03-0.05MPa 以内。

（3）机组润滑油系统过滤

• 作用：润滑油中若混入金属磨屑、杂质颗粒，会加剧轴承、齿轮等运动部件的磨损，甚至导致油路堵塞；
• 适配需求：过滤器需适应油介质的粘度（通常为 32-150 号润滑油），清洗时不影响油路压力和流量；
• 技术参数：滤网精度选 5-20μm，采用耐油材质滤网，清洗机构需避免油污残留。

（4）消防水系统过滤

• 作用：电站消防水系统长期静置，易滋生微生物、沉积杂质，需定期过滤净化，确保火灾时消防泵、喷头正常工作；
• 适配需求：支持长期待机，定时自动清洗（如每周 1 次），防止滤网堵塞；
• 技术参数：滤网精度选 100-300μm，支持低压启动清洗。

（5）辅助系统过滤

• 包括：闸门液压控制系统、压缩空气冷却系统、生活用水系统等；
• 作用：去除各辅助系统中的杂质，保护液压阀、气缸、换热器等设备；
• 技术参数：根据系统需求，滤网精度选 50-500μm，可选用小型化自清洗过滤器。

3、应用价值（主要优势）

（1）保护关键设备，延长使用寿命

水轮机叶轮、导叶、轴承等部件造价高昂（单台叶轮价值数百万元），自清洗过滤器可拦截 95% 以上的有害杂质，避免部件磨损、气蚀、堵塞，将机组检修周期从 1-2 年延长至 3-5 年，大幅降低设备更换和维修成本。

（2）保障电站连续运行，提升调度可靠性

无需停机清洗，即使水质突发恶化（如暴雨、水库清淤），过滤器也能快速响应、自动排污，确保水泵水轮机、冷却系统等主要设备不中断运行，适配抽水蓄能电站 “频繁启停、灵活调度” 的运行特性。

（3）降低运维成本，减少人工投入

替代传统手动过滤器（需 2-3 人 / 次拆洗，耗时 4-6 小时），实现无人值守运维，每年可减少运维工时数百小时，同时避免人工清洗导致的废水排放和环保风险。

（4）提高发电效率，降低能耗

滤网长期保持清洁，流体阻力稳定（≤0.05MPa），可减少水泵抽水能耗（阻力每增加 0.1MPa，能耗上升约 5%）；同时避免冷却系统换热效率下降，确保机组在合适温度工况下运行，发电效率提升 1%-3%。

（5）适配严苛工况，抗冲击能力强

可耐受水库水质的大幅波动（悬浮物含量 0-500mg/L）、高温（≤80℃）、高压（≤2.5MPa）等工况，且清洗过程快速（5-30 秒 / 次），排污彻底，不易出现滤网堵塞失效的情况。

4、行业应用技术特点

过滤精度选择：

主要系统（冷却水、润滑油）选 20-50μm，取水系统选 80-200μm，辅助系统选 100-500μm，需结合下游设备的 “允许杂质粒径” 确定；

材质适配：

接触海水或碱性水质的场景，滤网和壳体选用 316L 不锈钢；接触润滑油的场景，选用耐油氟橡胶密封件；

清洗方式选型：

取水系统（杂质颗粒大、含量高）选 “吸污 + 反洗” 组合式清洗；冷却水系统（杂质细小）选反洗式清洗；润滑油系统选刮刀式清洗；

控制方式：

优先选用 “压差 + 时间” 双触发模式，同时支持远程监控（接入电站 SCADA 系统），可实时查看过滤器运行状态、压差数据、清洗次数，便于集中调度管理。

四、总结

自清洗过滤器凭借 “自动化、连续运行、低维护、耐严苛工况” 的主要优势，已成为抽水蓄能电站水质保障的关键设备。其应用覆盖从取水到机组运行、辅助系统的全流程，不仅能保护昂贵的主要设备、延长检修周期，更能提升电站运行可靠性和发电效率，降低运维成本，完美适配抽水蓄能行业 “安全、高效、灵活” 的运行需求，是未来电站智能化、绿色化升级的重要配套设备。