凝汽式汽輪機二次濾網故障分析與改進措施
二次濾網是凝汽式汽輪機必不可少的一種輔機設備,用以過濾和去除凝汽
器循環(huán)水中的雜質,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
吳涇熱電廠11號、12號兩臺300MW機組經常發(fā)生二次濾網堵塞現(xiàn)象介紹了以
降低設備的故障次數(shù)、提高運行效率為目標,從故障發(fā)生的時間和原因入手,逐一尋
找解決問題的方法通過多次試驗和優(yōu)化，調整循泵及二次濾網的啟動方式，結合黃浦
江潮位判斷開啟循泵的時間，調節(jié)循環(huán)水出水門開度等相應的控制策略和技改措施,
提高了二次濾網的清洗效率,確保了機組安全、經濟和穩(wěn)定運行.
二次濾網的作用是攔住水中污物、保持凝汽器水室處于清潔狀態(tài)，是凝汽式汽輪機的清潔衛(wèi)士;二次濾網是輔助設備,如果濾網被堵被卡,會使凝汽器真空下降,嚴
重時還會影響發(fā)電機組的安全運行。目前,黃浦江水受污染比較嚴重,水面不時有
垃圾和水葫蘆漂浮,水質渾濁,加上小魚小蝦小蟹游竄,使得二次濾網頻繁啟動清
掃,引發(fā)清掃設備故障,成為影響發(fā)電機組安全經濟運行的設備之一。
1)濾網結構
凝汽器進水管裝有ZXL1800型錐形機械旋轉二次濾網(見圖1),
采用電動旋轉反沖式結構,由殼體、不銹鋼網芯、傳動機構、減速機、強排污裝置
等主要部件組成。濾網進口設計成線型錐頭,確保循環(huán)水能平滑流暢通過,并采用
PLC微機控制系統(tǒng)進行日常清洗。
圖1二次濾網
2)二次濾網工作原理
經過攔污柵和一次濾網過濾的循環(huán)水中仍含有不少懸浮物和泥沙等雜
質,經過循環(huán)水泵進入二次濾網再次過濾。當水中懸浮物、塑料薄膜等雜質,在濾
網表面附著一定數(shù)量,導致濾網的內外水壓差值超過正常值時,PLC微機控制系
統(tǒng)啟動排污設備投入工作,將附著物排出二次濾網;當濾網的內外水壓差值恢復到
正常值時,PLC微機控制系統(tǒng)關閉排污設備,停止清掃。如此循環(huán)清掃,直至完
成整個過濾排污工作。
2二次濾網故障分析
2.1、二次濾網故障原因
1)黃浦江潮位低追溯黃浦江多年的潮位、水溫、水質數(shù)據(jù)及查閱濾網清掃日志，
發(fā)現(xiàn)一天不同時段的二次濾網堵塞次數(shù)是不同的,但具有一定的規(guī)律。因此,可以
認為二次濾網發(fā)生故障與黃浦江的潮位高低有關。例如:2011年1月至3月期間,
二次濾網投自動運行時黃浦江潮位與垃圾阻塞次數(shù)統(tǒng)計,如表1所示。
表1潮位與垃圾阻塞統(tǒng)計項目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，當黃
浦江潮位較低時,由于江面接近攔污柵的底部,會在進水時將更多的漂浮物和水生
物帶入循環(huán)水母管,從而造成二次濾網來不及排污而被堵塞。
通過對旋轉濾網排污量的統(tǒng)計,得出一旦垃圾量較大造成循泵濾網阻塞超出1次
/h時,就容易發(fā)生二次濾網故障。
2)受循泵啟動影響依據(jù)二次濾網設計規(guī)范及技術規(guī)程要求,二次濾網的內外差壓
值不得超過18.0kPa。根據(jù)2011年2月份每周三啟動循泵數(shù)據(jù),并結合當月黃
浦江的潮位變換,整理出輪換啟動循泵的次數(shù)如表2所示。
從表2可看出,無論當時黃浦江潮位在何位置,只要啟動循泵,二次濾網均發(fā)出
報警信號,顯示二次濾網內外差壓很大,均超過18.0kPa。這是因為循泵啟動時
水流量突然增大,使水上垃圾迅速流向濾網,造成二次濾網內外差壓大現(xiàn)象。
從表2還可看出,旋轉濾網的網板碎片隨著循環(huán)水流入循環(huán)水管道,因網板碎片
體積較大,無法通過二次濾網網板孔眼,在經過二次濾網排污]時被卡在排污門處,
導致二次濾網內外差壓進一步增大。
表2輪換啟動循泵次數(shù)項目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啟動循泵機11循泵B機12循泵B機12循泵A機11循
泵A垃圾數(shù)量多多少多旋轉濾網網板破損破損完好破損運行狀況報警報警
報警報警A差壓/機11二次kPa47.332.624.645.8B差壓/濾網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12二次運行狀況未報警報警未報警報警A差壓/kPa17.248.317.734.2
B差壓/濾網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,要多加注意循泵的啟動策略。
3)二次濾網清洗能力差依據(jù)二次濾網設計規(guī)范及技術規(guī)程要求,正常運行時二次
濾網的內外差壓約為8.0kPa。2012年2月份,對二次濾網清洗后的內外差壓值
匯總，如表3所示。
表3二次濾網清洗后內外差壓項目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11二次濾網/A
9.69.812.010.39.913.0kPa機12二次濾網/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的狀況下,機11的2臺二次濾網清洗后
的壓差值要比機12大,大多超過了8.0kPa標準值。機12的2臺二次濾網清洗
后的內外差壓值的范圍為6.6~8.6kPa,處在8.0kPa標準值附近。由此得出,
機11二次濾網的清洗能力較差。
4)二次濾網控制方式對濾網壓差進行連續(xù)監(jiān)控,正常運行時的壓差為5.0~7.0k
Pa。當壓差達到16.0kPa動作值時,PLC微機控制系統(tǒng)啟動二次濾網旋轉,進行
反洗并打開排污門,開啟時間約為20S。
在實際運行過程中，當循泵開啟后,瞬時水流造成大量垃圾沖向二次濾網并吸附在
上面。由于濾網自動控制時只有當壓差為16.0kPa時才會自動開啟,這就導致啟
動濾網時,濾網已被較多垃圾吸附,無法及時排出,造成垃圾越積越多,差越來
越大,終堵塞濾網甚至跳閘。對濾網自動控制時的壓差進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計,得出時間
與壓差的關系成正相關。
這就說明,在自動控制方式時,當壓差超過16.0kPa時雖然啟動二次濾網的旋
轉濾網并打開排污門,但是二次濾網的壓差并沒有隨著時間的推移而下降,反而逐
漸上升,終導致二次濾網堵塞。
5)二次濾網排污管排污能力差二次濾網排污管接在循環(huán)水出水門前,正常運行時
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
次濾網的排污能力。
3、二次濾網技改措施
3.1二次濾網開啟循泵策略
1)提早10~15mn啟動旋轉濾網這是因為旋轉濾網清洗時間短,還未清洗干凈
循泵就啟動,容易造成大量垃圾沖擊旋轉濾網。輕則會使垃圾漏入循環(huán)水母管,影
響二次濾網差壓;重則造成旋轉濾網網板破碎,大量垃圾從網板破碎處流入循環(huán)水
系統(tǒng)，造成二次濾網內外差壓增大。尤其是旋轉濾網的碎片容易使二二次濾網的排污
門卡住,引發(fā)二次濾網故障�？傊�,在啟動循泵前要有足夠的時間清洗二次濾網。
不同時間清洗旋轉濾網的數(shù)據(jù)統(tǒng)計,如表4所示。
表4不同時間清洗旋轉濾網的統(tǒng)計提早時間循泵啟動前循泵啟動后網板狀況5
mn少量垃圾大量垃圾有破損10mn大量垃圾中等垃圾無破損15mn大量垃
圾少量垃圾無破損
從表4可看出,啟動循泵前提早10~15mn啟動旋轉濾網的清洗效果比較好。
問題是提早時間越長,輔機消耗的電量也越多。因此,綜合考慮各種方案,確定提
早10mn為佳控制策略。實施這種控制策略后,旋轉濾網的網板無破損,不會
有大量垃圾漏入循環(huán)水母管,從而保證了二次濾網的內外差壓及排污[]的正常工作，
同時也減少了二次濾網的清洗次數(shù)。
2)潮位高時開啟循泵試驗數(shù)據(jù)表明,要在黃浦江潮位高時開啟循泵,可以減少垃
圾量。
3.2二次濾網調整清洗方式
在循泵切換前調整
二次濾網由自動清洗控制方式切換至手動清洗控制方式。這是
因為二次濾網在自動清洗時,只有當差壓大于16.0kPa才會清洗。啟動循泵后,
由于垃圾突然增多,自動清洗方式失效,等二次濾網開始清洗時差壓已經很高了。
為此,啟動循泵前要將二次濾網由自動清洗方式切至手動清洗方式,同時開足排污
閥,用以保證濾網轉動和排污暢通。
調整清洗方式后,在啟動循泵時對二次濾網差壓進行比較,結果2臺300MW機
組的二次濾網差壓都有所下降,低于18.0kPa報警值。多次啟動循泵,二次濾網
再無報警現(xiàn)象。
3.3調整出水門開度
二次濾網的工作原理
是利用排污閥后管道內與二次濾網前壓力差將二次濾網上的垃
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
度有著直接關系,即循環(huán)水出水門開度越小，出水后與二次濾網前壓差越大,二
次濾網的清洗能力就越好。
針對機11二次濾網清洗能力差的問題,決定在確保設
備穩(wěn)定運行與經濟性的前提下,關小機11循環(huán)水出水門。調整循環(huán)水出水門]開度
數(shù)據(jù)，如表5所示。
表5調整循環(huán)水出水門開度機11凝汽器A組機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無影響609.2608.9無影響558.3557.9無影響507.6507.0無影響
利弊權衡后,將機11循環(huán)水出水門的開度設為50℃。通過這個措施,既提高了機
11二次濾網的清洗能力,使得清洗后的濾網內外差壓值小于8.0kPa標準值,同
時也不影響清洗設備的正常運行。
3.4二次濾網改進后效果
實施
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300
MW機組二次濾網故障次數(shù)統(tǒng)計,如表6所示。
表6二次濾網故障次數(shù)2011年機11機12A組B組A組B組7月1次0008.
月00009月001次0累計1次01次0
由表6可看出,實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。通過解決二次濾網故障次數(shù)多的問題,在減小二次濾網差壓的同
時略微提高了凝汽器真空,從而提升了300MW機組的經濟性。
以降低設備的故障次數(shù)、提高運行效率為目標,從故障發(fā)生時間和原因入手,逐
找出解決問題的方法,尤其是對啟動方式的調整、潮位的選擇,通過多次試驗和優(yōu)
化,終確定改進后的控制策略。通過對二次濾網故障的消缺,體會到在日常運行
維護中,千萬不要把二次濾網的堵塞事件看成是個小問題。倘若不及時解決問題,
它將嚴重影響燃煤供熱機組的經濟、安全和穩(wěn)定運行。
