凝汽式汽輪機(jī)二次濾網(wǎng)故障分析與改進(jìn)措施

      二次濾網(wǎng)是凝汽式汽輪機(jī)必不可少的一種輔機(jī)設(shè)備,用以過(guò)濾和去除凝汽

器循環(huán)水中的雜質(zhì),減少凝汽器的銅管受污染,盡可能地保障凝汽器的冷凝效率針對(duì)

吳涇熱電廠11號(hào)、12號(hào)兩臺(tái)300MW機(jī)組經(jīng)常發(fā)生二次濾網(wǎng)堵塞現(xiàn)象介紹了以

降低設(shè)備的故障次數(shù)、提高運(yùn)行效率為目標(biāo),從故障發(fā)生的時(shí)間和原因入手,逐一尋

找解決問(wèn)題的方法通過(guò)多次試驗(yàn)和優(yōu)化，調(diào)整循泵及二次濾網(wǎng)的啟動(dòng)方式，結(jié)合黃浦

江潮位判斷開啟循泵的時(shí)間，調(diào)節(jié)循環(huán)水出水門開度等相應(yīng)的控制策略和技改措施,

提高了二次濾網(wǎng)的清洗效率,確保了機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)和穩(wěn)定運(yùn)行.

      二次濾網(wǎng)的作用是攔住水中污物、保持凝汽器水室處于清潔狀態(tài)，是凝汽式汽輪機(jī)的清潔衛(wèi)士;二次濾網(wǎng)是輔助設(shè)備,如果濾網(wǎng)被堵被卡,會(huì)使凝汽器真空下降,嚴(yán)

重時(shí)還會(huì)影響發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行。目前,黃浦江水受污染比較嚴(yán)重,水面不時(shí)有

垃圾和水葫蘆漂浮,水質(zhì)渾濁,加上小魚小蝦小蟹游竄,使得二次濾網(wǎng)頻繁啟動(dòng)清

掃,引發(fā)清掃設(shè)備故障,成為影響發(fā)電機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的設(shè)備之一。

二次濾網(wǎng)

1)濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)

      凝汽器進(jìn)水管裝有ZXL1800型錐形機(jī)械旋轉(zhuǎn)二次濾網(wǎng)(見圖1),

采用電動(dòng)旋轉(zhuǎn)反沖式結(jié)構(gòu),由殼體、不銹鋼網(wǎng)芯、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、減速機(jī)、強(qiáng)排污裝置

等主要部件組成。濾網(wǎng)進(jìn)口設(shè)計(jì)成線型錐頭,確保循環(huán)水能平滑流暢通過(guò),并采用

PLC微機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行日常清洗。

圖1二次濾網(wǎng)

2)二次濾網(wǎng)工作原理

      經(jīng)過(guò)攔污柵和一次濾網(wǎng)過(guò)濾的循環(huán)水中仍含有不少懸浮物和泥沙等雜

質(zhì),經(jīng)過(guò)循環(huán)水泵進(jìn)入二次濾網(wǎng)再次過(guò)濾。當(dāng)水中懸浮物、塑料薄膜等雜質(zhì),在濾

網(wǎng)表面附著一定數(shù)量,導(dǎo)致濾網(wǎng)的內(nèi)外水壓差值超過(guò)正常值時(shí),PLC微機(jī)控制系

統(tǒng)啟動(dòng)排污設(shè)備投入工作,將附著物排出二次濾網(wǎng);當(dāng)濾網(wǎng)的內(nèi)外水壓差值恢復(fù)到

正常值時(shí),PLC微機(jī)控制系統(tǒng)關(guān)閉排污設(shè)備,停止清掃。如此循環(huán)清掃,直至完

成整個(gè)過(guò)濾排污工作。

2二次濾網(wǎng)故障分析

2.1、二次濾網(wǎng)故障原因

      1)黃浦江潮位低追溯黃浦江多年的潮位、水溫、水質(zhì)數(shù)據(jù)及查閱濾網(wǎng)清掃日志，

發(fā)現(xiàn)一天不同時(shí)段的二次濾網(wǎng)堵塞次數(shù)是不同的,但具有一定的規(guī)律。因此,可以

認(rèn)為二次濾網(wǎng)發(fā)生故障與黃浦江的潮位高低有關(guān)。例如:2011年1月至3月期間,

二次濾網(wǎng)投自動(dòng)運(yùn)行時(shí)黃浦江潮位與垃圾阻塞次數(shù)統(tǒng)計(jì),如表1所示。

表1潮位與垃圾阻塞統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目1月27日2月8日2月18日2月25日3月6

日3月12日潮位高度/m0.861.781.710.741.020.76垃圾數(shù)量較多略少略

少較多多較多阻塞次數(shù)/次300434

對(duì)比表1中數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)2月份黃浦江潮位落差大值為1.04m。也就是說(shuō)，當(dāng)黃

浦江潮位較低時(shí),由于江面接近攔污柵的底部,會(huì)在進(jìn)水時(shí)將更多的漂浮物和水生

物帶入循環(huán)水母管,從而造成二次濾網(wǎng)來(lái)不及排污而被堵塞。

通過(guò)對(duì)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)排污量的統(tǒng)計(jì),得出一旦垃圾量較大造成循泵濾網(wǎng)阻塞超出1次

/h時(shí),就容易發(fā)生二次濾網(wǎng)故障。

      2)受循泵啟動(dòng)影響依據(jù)二次濾網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范及技術(shù)規(guī)程要求,二次濾網(wǎng)的內(nèi)外差壓

值不得超過(guò)18.0kPa。根據(jù)2011年2月份每周三啟動(dòng)循泵數(shù)據(jù),并結(jié)合當(dāng)月黃

浦江的潮位變換,整理出輪換啟動(dòng)循泵的次數(shù)如表2所示。

從表2可看出,無(wú)論當(dāng)時(shí)黃浦江潮位在何位置,只要啟動(dòng)循泵,二次濾網(wǎng)均發(fā)出

報(bào)警信號(hào),顯示二次濾網(wǎng)內(nèi)外差壓很大,均超過(guò)18.0kPa。這是因?yàn)檠�泵啟�?dòng)時(shí)

水流量突然增大,使水上垃圾迅速流向?yàn)V網(wǎng),造成二次濾網(wǎng)內(nèi)外差壓大現(xiàn)象。

      從表2還可看出,旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)的網(wǎng)板碎片隨著循環(huán)水流入循環(huán)水管道,因網(wǎng)板碎片

體積較大,無(wú)法通過(guò)二次濾網(wǎng)網(wǎng)板孔眼,在經(jīng)過(guò)二次濾網(wǎng)排污]時(shí)被卡在排污門處,

導(dǎo)致二次濾網(wǎng)內(nèi)外差壓進(jìn)一步增大。

表2輪換啟動(dòng)循泵次數(shù)項(xiàng)目2月2日2月9日2月16日2月23日江水潮位/

m1.141.532.080.83啟動(dòng)循泵機(jī)11循泵B機(jī)12循泵B機(jī)12循泵A機(jī)11循

泵A垃圾數(shù)量多多少多旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)網(wǎng)板破損破損完好破損運(yùn)行狀況報(bào)警報(bào)警

報(bào)警報(bào)警A差壓/機(jī)11二次kPa47.332.624.645.8B差壓/濾網(wǎng)kPa45.3

30.821.758.8A排污門正常正常正常碎片卡住排污門正常正常正常正常B

機(jī)12二次運(yùn)行狀況未報(bào)警報(bào)警未報(bào)警報(bào)警A差壓/kPa17.248.317.734.2

B差壓/濾網(wǎng)kPa16.530.217.533.6A排污正常碎片卡住正常正常B排污門

正常正常正常正常

總之,在考慮潮位因素的同時(shí),要多加注意循泵的啟動(dòng)策略。

      3)二次濾網(wǎng)清洗能力差依據(jù)二次濾網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范及技術(shù)規(guī)程要求,正常運(yùn)行時(shí)二次

濾網(wǎng)的內(nèi)外差壓約為8.0kPa。2012年2月份,對(duì)二次濾網(wǎng)清洗后的內(nèi)外差壓值

匯總，如表3所示。

表3二次濾網(wǎng)清洗后內(nèi)外差壓項(xiàng)目2月2日2月9日2月10日2月15日2月

17日2月22日江水潮位/m1.141.530.781.431.981.26機(jī)11二次濾網(wǎng)/A

9.69.812.010.39.913.0kPa機(jī)12二次濾網(wǎng)/kPaB10.89.511.89.99.2

12.3A7.47.68.27.88.67.3B6.86.98.08.17.56.6

從表3可看出,在黃浦江潮位和循泵啟動(dòng)的狀況下,機(jī)11的2臺(tái)二次濾網(wǎng)清洗后

的壓差值要比機(jī)12大,大多超過(guò)了8.0kPa標(biāo)準(zhǔn)值。機(jī)12的2臺(tái)二次濾網(wǎng)清洗

后的內(nèi)外差壓值的范圍為6.6~8.6kPa,處在8.0kPa標(biāo)準(zhǔn)值附近。由此得出,

機(jī)11二次濾網(wǎng)的清洗能力較差。

      4)二次濾網(wǎng)控制方式對(duì)濾網(wǎng)壓差進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控,正常運(yùn)行時(shí)的壓差為5.0~7.0k

Pa。當(dāng)壓差達(dá)到16.0kPa動(dòng)作值時(shí),PLC微機(jī)控制系統(tǒng)啟動(dòng)二次濾網(wǎng)旋轉(zhuǎn),進(jìn)行

反洗并打開排污門,開啟時(shí)間約為20S。

在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)循泵開啟后,瞬時(shí)水流造成大量垃圾沖向二次濾網(wǎng)并吸附在

上面。由于濾網(wǎng)自動(dòng)控制時(shí)只有當(dāng)壓差為16.0kPa時(shí)才會(huì)自動(dòng)開啟,這就導(dǎo)致啟

動(dòng)濾網(wǎng)時(shí),濾網(wǎng)已被較多垃圾吸附,無(wú)法及時(shí)排出,造成垃圾越積越多,差越來(lái)

越大,終堵塞濾網(wǎng)甚至跳閘。對(duì)濾網(wǎng)自動(dòng)控制時(shí)的壓差進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),得出時(shí)間

與壓差的關(guān)系成正相關(guān)。

這就說(shuō)明,在自動(dòng)控制方式時(shí),當(dāng)壓差超過(guò)16.0kPa時(shí)雖然啟動(dòng)二次濾網(wǎng)的旋

轉(zhuǎn)濾網(wǎng)并打開排污門,但是二次濾網(wǎng)的壓差并沒有隨著時(shí)間的推移而下降,反而逐

漸上升,終導(dǎo)致二次濾網(wǎng)堵塞。

      5)二次濾網(wǎng)排污管排污能力差二次濾網(wǎng)排污管接在循環(huán)水出水門前,正常運(yùn)行時(shí)

出水門]并不全開,一般開度為35℃~50℃,冬天約為30℃或者更小,這就影響到二

次濾網(wǎng)的排污能力。

3、二次濾網(wǎng)技改措施

3.1二次濾網(wǎng)開啟循泵策略

      1)提早10~15mn啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)這是因?yàn)樾�轉(zhuǎn)濾網(wǎng)清洗時(shí)間短,還未清洗干凈

循泵就啟動(dòng),容易造成大量垃圾沖擊旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)。輕則會(huì)使垃圾漏入循環(huán)水母管,影

響二次濾網(wǎng)差壓;重則造成旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)網(wǎng)板破碎,大量垃圾從網(wǎng)板破碎處流入循環(huán)水

系統(tǒng)，造成二次濾網(wǎng)內(nèi)外差壓增大。尤其是旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)的碎片容易使二二次濾網(wǎng)的排污

門卡住,引發(fā)二次濾網(wǎng)故障。總之,在啟動(dòng)循泵前要有足夠的時(shí)間清洗二次濾網(wǎng)。

不同時(shí)間清洗旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),如表4所示。

表4不同時(shí)間清洗旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)的統(tǒng)計(jì)提早時(shí)間循泵啟動(dòng)前循泵啟動(dòng)后網(wǎng)板狀況5

mn少量垃圾大量垃圾有破損10mn大量垃圾中等垃圾無(wú)破損15mn大量垃

圾少量垃圾無(wú)破損

從表4可看出,啟動(dòng)循泵前提早10~15mn啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)的清洗效果比較好。

問(wèn)題是提早時(shí)間越長(zhǎng),輔機(jī)消耗的電量也越多。因此,綜合考慮各種方案,確定提

早10mn為佳控制策略。實(shí)施這種控制策略后,旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)的網(wǎng)板無(wú)破損,不會(huì)

有大量垃圾漏入循環(huán)水母管,從而保證了二次濾網(wǎng)的內(nèi)外差壓及排污[]的正常工作，

同時(shí)也減少了二次濾網(wǎng)的清洗次數(shù)。

      2)潮位高時(shí)開啟循泵試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,要在黃浦江潮位高時(shí)開啟循泵,可以減少垃

圾量。

3.2二次濾網(wǎng)調(diào)整清洗方式

在循泵切換前調(diào)整

      二次濾網(wǎng)由自動(dòng)清洗控制方式切換至手動(dòng)清洗控制方式。這是

因?yàn)槎�次濾網(wǎng)在自動(dòng)清洗時(shí),只有當(dāng)差壓大于16.0kPa才會(huì)清洗。啟動(dòng)循泵后,

由于垃圾突然增多,自動(dòng)清洗方式失效,等二次濾網(wǎng)開始清洗時(shí)差壓已經(jīng)很高了。

為此,啟動(dòng)循泵前要將二次濾網(wǎng)由自動(dòng)清洗方式切至手動(dòng)清洗方式,同時(shí)開足排污

閥,用以保證濾網(wǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)和排污暢通。

調(diào)整清洗方式后,在啟動(dòng)循泵時(shí)對(duì)二次濾網(wǎng)差壓進(jìn)行比較,結(jié)果2臺(tái)300MW機(jī)

組的二次濾網(wǎng)差壓都有所下降,低于18.0kPa報(bào)警值。多次啟動(dòng)循泵,二次濾網(wǎng)

再無(wú)報(bào)警現(xiàn)象。

3.3調(diào)整出水門開度

二次濾網(wǎng)的工作原理

      是利用排污閥后管道內(nèi)與二次濾網(wǎng)前壓力差將二次濾網(wǎng)上的垃

圾吸走排出。排污管接在凝汽器循環(huán)水出水后,其清洗能力與循環(huán)水出水的開

度有著直接關(guān)系,即循環(huán)水出水門開度越小，出水后與二次濾網(wǎng)前壓差越大,二

次濾網(wǎng)的清洗能力就越好。

      針對(duì)機(jī)11二次濾網(wǎng)清洗能力差的問(wèn)題,決定在確保設(shè)

備穩(wěn)定運(yùn)行與經(jīng)濟(jì)性的前提下,關(guān)小機(jī)11循環(huán)水出水門。調(diào)整循環(huán)水出水門]開度

數(shù)據(jù)，如表5所示。

表5調(diào)整循環(huán)水出水門開度機(jī)11凝汽器A組機(jī)11凝汽器B組出水門開度/℃清洗后差壓/kPa出水門開度/℃清洗后差壓/安全狀況kPa9012.590

11.9無(wú)影響609.2608.9無(wú)影響558.3557.9無(wú)影響507.6507.0無(wú)影響

利弊權(quán)衡后,將機(jī)11循環(huán)水出水門的開度設(shè)為50℃。通過(guò)這個(gè)措施,既提高了機(jī)

11二次濾網(wǎng)的清洗能力,使得清洗后的濾網(wǎng)內(nèi)外差壓值小于8.0kPa標(biāo)準(zhǔn)值,同

時(shí)也不影響清洗設(shè)備的正常運(yùn)行。

3.4二次濾網(wǎng)改進(jìn)后效果

實(shí)施

      新的控制策略和優(yōu)化措施后,取得了較好的效果。2011三季度,4臺(tái)300

MW機(jī)組二次濾網(wǎng)故障次數(shù)統(tǒng)計(jì),如表6所示。

表6二次濾網(wǎng)故障次數(shù)2011年機(jī)11機(jī)12A組B組A組B組7月1次0008.

月00009月001次0累計(jì)1次01次0

由表6可看出,實(shí)施新的控制策略和優(yōu)化措施后,明顯減少了故障次數(shù),節(jié)約了

大量的人力物力。通過(guò)解決二次濾網(wǎng)故障次數(shù)多的問(wèn)題,在減小二次濾網(wǎng)差壓的同

時(shí)略微提高了凝汽器真空,從而提升了300MW機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。

      以降低設(shè)備的故障次數(shù)、提高運(yùn)行效率為目標(biāo),從故障發(fā)生時(shí)間和原因入手,逐

找出解決問(wèn)題的方法,尤其是對(duì)啟動(dòng)方式的調(diào)整、潮位的選擇,通過(guò)多次試驗(yàn)和優(yōu)

化,終確定改進(jìn)后的控制策略。通過(guò)對(duì)二次濾網(wǎng)故障的消缺,體會(huì)到在日常運(yùn)行

維護(hù)中,千萬(wàn)不要把二次濾網(wǎng)的堵塞事件看成是個(gè)小問(wèn)題。倘若不及時(shí)解決問(wèn)題,

它將嚴(yán)重影響燃煤供熱機(jī)組的經(jīng)濟(jì)、安全和穩(wěn)定運(yùn)行。