朱 曜，楊 君

（上海電力股份有限公司吳涇熱電廠，上海 200241）

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(zhì)渾濁，加上小魚小蝦小蟹游竄，使得二次濾網(wǎng)頻繁啟動清掃，引發(fā)清掃設(shè)備故障，成為影響發(fā)電機組安全經(jīng)濟運行的設(shè)備之一。

1 二次濾網(wǎng)

1）濾網(wǎng)結(jié)構(gòu) 凝汽器進水管裝有ZXL-1800-Ⅱ型錐形機械旋轉(zhuǎn)二次濾網(wǎng)（見圖1），采用電動旋轉(zhuǎn)反沖式結(jié)構(gòu)，由殼體、不銹鋼網(wǎng)芯、傳動機構(gòu)、減速機、強排污裝置等主要部件組成。濾網(wǎng)進口設(shè)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(wǎng)

2）工作原理 經(jīng)過攔污柵和一次濾網(wǎng)過濾的循環(huán)水中仍含有不少懸浮物和泥沙等雜質(zhì)，經(jīng)過循環(huán)水泵進入二次濾網(wǎng)再次過濾。當水中懸浮物、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)外水壓差值超過正常值時，PLC微機控制系統(tǒng)啟動排污設(shè)備投入工作，將附著物排出二次濾網(wǎng)；當濾網(wǎng)的內(nèi)外水壓差值恢復(fù)到正常值時，PLC微機控制系統(tǒng)關(guān)閉排污設(shè)備，停止清掃。如此循環(huán)清掃，直至完成整個過濾排污工作。

2 二次濾網(wǎng)故障分析

2.1 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

對比表1中數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)2月份黃浦江潮位落差最大值為1.04 m。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(wǎng)來不及排污而被堵塞。

通過對旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)排污量的統(tǒng)計，得出一旦垃圾量較大造成循泵濾網(wǎng)阻塞超出1次／h時，就容易發(fā)生二次濾網(wǎng)故障。

2）受循泵啟動影響 依據(jù)二次濾網(wǎng)設(shè)計規(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18.0 kPa。根據(jù)2011年2月份每周三啟動循泵數(shù)據(jù)，并結(jié)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(wǎng)均發(fā)出報警信號，顯示二次濾網(wǎng)內(nèi)外差壓很大，均超過18.0 kPa。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(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，無法通過二次濾網(wǎng)網(wǎng)板孔眼，在經(jīng)過二次濾網(wǎng)排污門時被卡在排污門處，導(dǎo)致二次濾網(wǎng)內(nèi)外差壓進一步增大。

表2 輪換啟動循泵次數(shù)

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(wǎng)清洗能力差 依據(jù)二次濾網(wǎng)設(shè)計規(guī)范及技術(shù)規(guī)程要求，正常運行時二次濾網(wǎng)的內(nèi)外差壓約為8.0 kPa。2012年2月份，對二次濾網(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

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(wǎng)清洗后的壓差值要比機12大，大多超過了8.0 k Pa標準值。機12的2臺二次濾網(wǎng)清洗后的內(nèi)外差壓值的范圍為6.6～8.6 k Pa，處在8.0 k Pa標準值附近。由此得出，機11二次濾網(wǎng)的清洗能力較差。

4）二次濾網(wǎng)控制方式 對濾網(wǎng)壓差進行連續(xù)監(jiān)控，正常運行時的壓差為5.0～7.0 k Pa。當壓差達到16.0 kPa動作值時，PLC微機控制系統(tǒng)啟動二次濾網(wǎng)旋轉(zhuǎn)，進行反洗并打開排污門，開啟時間約為20 s。

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(wǎng)并吸附在上面。由于濾網(wǎng)自動控制時只有當壓差為16.0 kPa時才會自動開啟，這就導(dǎo)致啟動濾網(wǎng)時，濾網(wǎng)已被較多垃圾吸附，無法及時排出，造成垃圾越積越多，壓差越來越大，最終堵塞濾網(wǎng)甚至跳閘。對濾網(wǎng)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(guān)系成正相關(guān)。

這就說明，在自動控制方式時，當壓差超過16.0 kPa時，雖然啟動二次濾網(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間的推移而下降，反而逐漸上升，最終導(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(wǎng)的排污能力。

3 技改措施

3.1 開啟循泵策略

1）提早10～15 min啟動旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng) 這是因為旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)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(zhuǎn)濾網(wǎng)。輕則會使垃圾漏入循環(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，在啟動循泵前要有足夠的時間清洗二次濾網(wǎng)。不同時間清洗旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，如表4所示。

表4 不同時間清洗旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)的統(tǒng)計

從表4可看出，啟動循泵前提早10～15 min啟動旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)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10 min為最佳控制策略。實施這種控制策略后，旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)的網(wǎng)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(wǎng)的內(nèi)外差壓及排污門的正常工作，同時也減少了二次濾網(wǎng)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 調(diào)整清洗方式

在循泵切換前，調(diào)整二次濾網(wǎng)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(wǎng)在自動清洗時，只有當差壓大于16.0 kPa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(wǎng)開始清洗時差壓已經(jīng)很高了。為此，啟動循泵前要將二次濾網(wǎng)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(wǎng)轉(zhuǎn)動和排污暢通。

調(diào)整清洗方式后，在啟動循泵時對二次濾網(wǎng)差壓進行比較，結(jié)果2臺300 MW機組的二次濾網(wǎng)差壓都有所下降，低于18.0 k Pa報警值。多次啟動循泵，二次濾網(wǎng)再無報警現(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)水出水門后，其清洗能力與循環(huán)水出水門的開度有著直接關(guān)系，即循環(huán)水出水門開度越小，出水門后與二次濾網(wǎng)前壓差越大，二次濾網(wǎng)的清洗能力就越好。針對機11二次濾網(wǎng)清洗能力差的問題，決定在確保設(shè)備穩(wěn)定運行與經(jīng)濟性的前提下，關(guān)小機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

利弊權(quán)衡后，將機11循環(huán)水出水門的開度設(shè)為50°。通過這個措施，既提高了機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8.0 k Pa標準值，同時也不影響清洗設(shè)備的正常運行。

3.4 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第三季度，4臺300 MW機組二次濾網(wǎng)故障次數(shù)統(tǒng)計，如表6所示。

表6 二次濾網(wǎng)故障次數(shù)

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(wǎng)故障次數(shù)多的問題，在減小二次濾網(wǎng)差壓的同時略微提高了凝汽器真空，從而提升了300 MW機組的經(jīng)濟性。

4 結(jié)語

以降低設(shè)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，逐一找出解決問題的方法，尤其是對啟動方式的調(diào)整、潮位的選擇，通過多次試驗和優(yōu)化，最終確定改進后的控制策略。通過對二次濾網(wǎng)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(wǎng)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(jīng)濟、安全和穩(wěn)定運行。