循环水系统故障的原因分析及其解决措施

循环水系统故障的原因分析及其解决措施

本文分析台州发电厂循环水系统故障的原因，介绍循泵进水口前池和一、二次滤网的改造方案及实施后的效果，并对循环水系统改造后尚存在的问题提出了进一步的建议。

概述

台州发电厂南临椒江，凝汽器冷却水从椒江江边取水，为开式循环，循环水取水受自然条件限制采用明渠引水。电厂自1980年筹建以来，已分别建成一、二、三、四期工程a6号机运行，系统布置如图1所示。

1 存在的问题

近年来由于进水口及前池出现泥沙淤积，在低潮位时一期循泵进水不足，造成循泵夹带空气严重，振动大，出水压力偏低（母管压力只有0．05MPa）。尤其是1、2号循泵并列运行时水量明显不足，泵的振动加大，出水压力最低为0．04 MPa。虽然每年对进水口及前池进行挖泥，但不能解决这一问题。为了保证循泵的安全运行，不得不调整循泵运行方式，即避开1、2号泵同时运行，使两台泵常年有1台处于备用状态，造成循环水系统安全运行方面存在薄弱环节。

2 原因分析

循环水系统影响机组安全经济运行主要表现在凝汽器真空的下降，循环水虹吸的破坏，影响机组的出力。尤其在夏天，由于1、2号机凝汽器真空低，出水虹吸破坏次数较多，机组不得不经常降出力运行。其原因一方面是循环水压力偏低（0．04～0．05 MPa）。另一个方面是一、二次滤网效果差。一～三期的一次滤网型号为ZH－3000，按66典水标准设计，为无框架正面进水结构，1982年开始投入运行。由于设计标准低，设备老化，存在以下问题：(1)旋转滤网网板与网板之间间隙太大，约15 mm。(2)滤网两侧无侧封板。(3)滤网底部间隙太大。

(4)网板骨架刚性偏低。造成拦截污物效果差，特别是夏天或汛期，悬浮垃圾及杂物从滤网大量进入，使凝汽器换热效果明显下降，严重影响凝汽器真空。

1、2机凝汽器原设计在厂房内凝汽器入口处装有2台Φ1400固定式二次滤网，需冲洗时，开启蝶阀导流冲洗。二次滤网经过十几年运行已全部损坏，在大修时已拆除，改成直通管通水。在夏季和汛期，大量的悬浮垃圾及杂物进入凝汽器，影响凝汽器真空，有时甚至影响到循环水出水虹吸，严重影响机组的安全运行。

为了保证机组安全经济运行，不得不在每天3个低谷时段为凝汽器清扫及运行反冲洗，缓解汽轮机因真空低带不上负荷的矛盾，减少循环水虹吸破坏现象。

3 改进措施

为了增加机组安全性与经济性，提高设备运行可靠性及减少设备维护的劳动强度，必须尽快解决循环水系统存在的问题，经过详细的分析与论证，提出了循泵前池及一、二次滤网的改造方案。

3.1 对循泵前池的改造

确定了4种改造方案：(1)一、二期与三期前池间隔墙部分拆除。(2)一、二期与三期前池间隔墙全部拆除。(3)在一、二期工程前池增开新的进水口。(4)既拆

除一、二期与三期前池的隔墙，同时又在一、二期前池增开进水口。为了寻求改造的最佳效果，使泥沙量淤积最少，同时尽可能减少改造工程量，对4种改造方案和原设计方案进行水工模型试验。先进行清水试验，观察各种方案在不同运行工况下，即泵的不同运行方式和不同潮位下进水口前池的水流流场，测量前池内各主要部位的流速分布，定性分析进水流道及前池中泥沙可能的淤积情况，以选择较为合理的改造方案。

通过清水试验得出以下结论：各种改造方案完全避免淤积是不可能的，但这些改造对改善淤积都能起到一定作用。第4种方案效果最佳，但工程量最大，施工期间影响机组运行，不可取。第1种方案对改善现有问题有明显效果，该区域原流速较低，淤积严重，即部分隔墙拆除后，该区域流速明显增大，由原来0.076 m/s提高到0.29m/s，前池流速在低潮位时分布矢量图如图2所示。这对改善前池在1、2号泵前的淤积以及1、2号泵在低潮位时的抢水现象有明显的作用，并且工程量最小。对此方案进行混水试验，可确定进水口流道及前池中各部分淤积情况。从试验结果来看，前池中的主要淤积区域在一、二期与三期的隔墙附近，在拆除后的隔墙附近可减少淤积厚度0．7 m左右。通过上述试验与分析，决定采用方案1(局部连通法)，解决前池进水口存在的问题。

3.2 一次滤网改造

对国内最新旋转滤网进行了较全面的调研，通过仔细的分析比较后决定采用“圆弧啮合式”旋转滤网，整台更换。“圆弧啮合式”旋转滤网优点是：

(1) “圆弧啮合式”网板结构，可使网板增加强度。网板与网板之间利用圆弧啮合式机械自密封原理，间隙始终保持在5 mm以下，使水中悬浮物及污物难以通过滤网，提高滤网清污能力。

(2) 网板水阻小，过水量大。

(3) 采用悬挂式传动方式，将传统的保险销过负荷保护改为利用压缩弹簧受压后变形，使行程开关断电，起到超负荷保护作用，当排除超负荷因素后，弹簧自动复位，即可接通电源使滤网正常运行，维修方便。

(4) 制造精度提高，运转平稳、灵活、噪声小、无卡涩现象。

3.3 二次滤网改造

我厂曾使用过的二次滤网型式较多，有固定式、网芯旋转式、排污斗旋转式等。根据实际使用情况以及对同类型机组使用情况的调研结果，认为网芯旋转式二次滤网较适合我厂。但网芯旋转式二次滤网原设计为齿轮传动，小齿轮容易损坏，垃圾容易进入齿轮室造成传动卡涩，故选用涡轮涡杆传动网芯旋转式二次滤网。由于网芯旋转式二次滤网较原固定式二次滤网外形大得多，只能把二次滤网移位安装在循泵出口。在循泵出口阀门井内，1、2、3号循环水母管上并列布置3台Φ1800二次滤网，此方案投资较省、施工工期短。对原阀门井内1、2、3号循环水母管部分管道、阀门进行更换，保留原有膨节及逆止门，将二次滤网布置在循泵出口逆止门及电动门之间，二次滤网前及电动蝶阀前各增设一伸缩接头，将循泵出口母管及阀门布置在新设切换阀门井内，如图3所示。

4 改造后的效果

在2001年上半年1号机大修过程中，实施了上述改造方案。前池连通工程水下施工难度较大，采用水下爆破，但不影响附近循泵的安全运行。工程历时90多天，使一、二期前池与三期前池相通。另外对1、2、3号循泵一次滤网逐台进