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循环水系统故障的原因分析及其解决措施
 
慧聪网   2005年11月30日11时12分      

    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。

循环水系统故障的原因分析及解决措施

    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。

循环水系统故障的原因分析及解决措施

    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。

循环水系统故障的原因分析及解决措施

    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行更换。对二次滤网改造土建工程在大修前实施并大部份完工,在大修期间对管道、滤网进行改造,加装3台二次滤网。

    对循环水进水口改造效果进行验证,在最低潮位时,同时开启1、2、9号相邻循泵运行,循泵振动正常压力达0.08 MPa,但一期循泵有空气声,母管振动偏大,说明进水口总的水量不足,但比改造前状况有明显好转,正常运行母管压力 在0.08~0.12 MPa,在各种潮位下可灵活安排各台循泵的运行方式。同时凝汽器进水压力提高到0.06~0.09 MPa,达到了改造的预期目的。

    5 进一步改进的建议

    由于椒江上游水流的部分改向,影响到电厂循泵进水口前沿水的流向变化,使进水口淤积日趋严重。尤其是三期进水口情况最严重。在最低潮位时,三期进水口的淤积严重影响三期循泵进水量。另外由于一、二期循泵是轴流泵(型号50ZLQ-50),三期是混流泵(型号1400HLQ-16),混流泵扬程高,流量大,存在着抢水现象,造成1号循泵运行时由于进口水位低引起的循环水夹带 空气、进出口管道振动等问题。

    本厂已准备对进水口进行彻底清泥,解决进水量不足的问题。建议今后要加强对进水口及前池的定期清淤工作,同时对进水口前沿水流流态及淤积情况要定期测量,为今后更好地解决淤积问题提供科学依据。在循泵运行方式上,应定期更换循泵的运行组合,避免使备泵处于长期备用状态而引起该泵进水口淤积。

    一、二期循泵从总体情况来看,循泵出力偏低,运行可靠性较差,循环泵循环水流量普遍不能达到额定值,凝汽器端差偏大,在夏季影响最大。建议将轴流泵改成双速混流泵,在夏季采用高出力运行,以保障循环水系统安全运行,在秋冬季节可降低出力,以节约厂用电

    另外,二、三期一次滤网未曾改造,存在同样问题,3、6号机原老式二次滤网也存在问题,有的已不能运转或已取消。夏季凝汽器清扫频繁,影响机组正常运行 。建议对老式的一、二次滤网进行改造,提高设备可靠性。只有这样,全厂循环水系统运行状况才能得到彻底的改善。 

 
作者:章良利 
 
 
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