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機組經常發生二次濾網堵塞現象介紹了以

降低設備的故障次數、提高運行效率為目標,從故障發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，調節循環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，是凝汽式汽輪機的清潔衛士;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,引發清掃設備故障,成為影響發電機組安全經濟運行的設備之一。

二次濾網

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,確保循環水能平滑流暢通過,并采用

PLC微機控制系統進行日常清洗。

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水中仍含有不少懸浮物和泥沙等雜

質,經過循環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微機控制系統關閉排污設備,停止清掃。如此循環清掃,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、水質數據及查閱濾網清掃日志，

發現一天不同時段的二次濾網堵塞次數是不同的,但具有一定的規律。因此,可以

認為二次濾網發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統計,如表1所示。

表1潮位與垃圾阻塞統計項目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垃圾數量較多略少略

少較多多較多阻塞次數/次300434

對比表1中數據,發現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,就容易發生二次濾網故障。

      2)受循泵啟動影響依據二次濾網設計規范及技術規程要求,二次濾網的內外差壓

值不得超過18.0kPa。根據2011年2月份每周三啟動循泵數據,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象。

      從表2還可看出,旋轉濾網的網板碎片隨著循環水流入循環水管道,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二次濾網設計規范及技術規程要求,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監控,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據統計,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水

系統，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,引發二次濾網故障。總之,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據統計,如表4所示。

表4不同時間清洗旋轉濾網的統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。

      2)潮位高時開啟循泵試驗數據表明,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水出水后,其清洗能力與循環水出水的開

度有著直接關系,即循環水出水門開度越小，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

備穩定運行與經濟性的前提下,關小機11循環水出水門。調整循環水出水門]開度

數據，如表5所示。

表5調整循環水出水門開度機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統計,如表6所示。

表6二次濾網故障次數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化措施后,明顯減少了故障次數,節約了

大量的人力物力。通過解決二次濾網故障次數多的問題,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、提高運行效率為目標,從故障發生時間和原因入手,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

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、安全和穩定運行。