二次濾網(wǎng)的故障類(lèi)型及改善措施

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（1.成都海光核電技術(shù)服務(wù)有限公司，四川成都 610041；2.福建福清核電有限公司，福建福州 350300）

0 引言

凝氣系統(tǒng)二次濾網(wǎng)是電廠汽輪機(jī)組重要的輔機(jī)設(shè)備，其功能是過(guò)濾及清除汽輪機(jī)凝氣系統(tǒng)開(kāi)式循環(huán)冷卻水中的雜質(zhì)，盡可能避免凝汽器內(nèi)部冷卻水管受到污染。隨著江河湖海污染程度的不斷加劇，二次濾網(wǎng)已經(jīng)成為影響電廠運(yùn)行安全的一個(gè)核心因素。

二次濾網(wǎng)不僅要將冷卻水中存在的雜物，如固態(tài)顆粒等進(jìn)行過(guò)濾，避免其進(jìn)入凝汽器冷卻管內(nèi)，而且可以清除濾網(wǎng)上的污染物，這就要求其具備高效的清洗濾網(wǎng)及排除污染物的能力。但截至目前，不管是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的、還是國(guó)外引入的二次濾網(wǎng)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)都很難達(dá)到較好的清洗排污效果，在實(shí)際運(yùn)行中常出現(xiàn)各種問(wèn)題，對(duì)機(jī)組的安全及運(yùn)行造成影響，使得大部分電廠在實(shí)際運(yùn)行中都必須對(duì)其進(jìn)行改善。因此，總結(jié)歸納二次濾網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題，并改善其結(jié)構(gòu)方式，有助于問(wèn)題的解決。

1 二次濾網(wǎng)運(yùn)行原理

二次濾網(wǎng)所具有的特殊性能源自于降壓反洗，其運(yùn)行流程如下：

在反洗過(guò)程中，反洗轉(zhuǎn)子將會(huì)在濾網(wǎng)上持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，濾網(wǎng)上被轉(zhuǎn)子所覆蓋的區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)雜質(zhì)將會(huì)導(dǎo)致其所承受的前后壓差持續(xù)降低，在前后壓差持續(xù)降低的同時(shí)，這一區(qū)域的水流變?yōu)榉聪颍^(guò)濾水所形成的反洗水流可以將雜質(zhì)從網(wǎng)板上沖離。

圖1 為二次濾網(wǎng)的核心結(jié)構(gòu)。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，未過(guò)濾的冷卻水首先進(jìn)入到濾器A 側(cè)，經(jīng)過(guò)相應(yīng)的濾過(guò)后從B 側(cè)流出，而雜質(zhì)則殘留在濾網(wǎng)上面，此時(shí)濾網(wǎng)兩側(cè)的壓力差增加。

圖1 二次濾網(wǎng)主要結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)可以對(duì)濾網(wǎng)壓力差進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控，在壓力差達(dá)到某個(gè)設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)將會(huì)開(kāi)啟濾網(wǎng)反洗。排污管的兩端分別連接著排污閥、低壓管段，管內(nèi)也因此形成了一股較強(qiáng)的反向水流，帶動(dòng)反洗轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，整個(gè)濾網(wǎng)可以得到徹底的清洗，而雜質(zhì)則進(jìn)入退水渠中。

濾網(wǎng)反洗所需要的水流量?jī)H為未過(guò)濾冷卻水流量的3%～8%。濾網(wǎng)反洗階段所需要的水流量較小，因此濾網(wǎng)反洗不會(huì)對(duì)冷凝器的冷卻水供給造成影響。

2 二次濾網(wǎng)類(lèi)型與故障模式分析

目前，國(guó)內(nèi)外電廠運(yùn)行中所運(yùn)用的二次濾網(wǎng)主要有兩種類(lèi)型：固定式濾網(wǎng)和旋轉(zhuǎn)式濾網(wǎng)。

2.1 固定式濾網(wǎng)

固定式濾網(wǎng)是保持濾網(wǎng)與網(wǎng)芯固定不動(dòng)，在對(duì)濾網(wǎng)進(jìn)行清洗時(shí)，運(yùn)用濾網(wǎng)之前的蝶閥向左或向右轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，使水力形成一個(gè)渦流，將粘附在網(wǎng)面上的雜物進(jìn)行剝離，以實(shí)現(xiàn)清洗濾網(wǎng)的目的。但這種依靠渦流清洗的能力較為有限，網(wǎng)眼極易被堵塞，且堵塞后很難清除。固定式濾網(wǎng)的應(yīng)用效果較差，運(yùn)行時(shí)需要頻繁清理，工作量極大。

2.2 旋轉(zhuǎn)式濾網(wǎng)

旋轉(zhuǎn)式濾網(wǎng)是在對(duì)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)進(jìn)行清洗時(shí)，讓濾網(wǎng)帶動(dòng)軸芯共同旋轉(zhuǎn)，借助濾網(wǎng)內(nèi)外側(cè)的水壓差，使網(wǎng)內(nèi)側(cè)壓力較高的水流向網(wǎng)外側(cè)進(jìn)行反向沖洗，沖洗掉網(wǎng)面上的雜質(zhì)，再利用外殼上安裝的負(fù)壓排污管進(jìn)行抽吸。該類(lèi)型濾網(wǎng)旋轉(zhuǎn)式的清洗方法更具優(yōu)勢(shì)，且排污效率得到極大提升。在開(kāi)始應(yīng)用時(shí)有著較好的效果，但效果會(huì)逐漸變差。究其原因，是近年來(lái)水質(zhì)污染嚴(yán)重，尤其是工業(yè)垃圾不斷增多，導(dǎo)致一些極具吸附性的塑料袋、布片等引發(fā)堵塞，僅依靠濾網(wǎng)內(nèi)外側(cè)的水壓差來(lái)實(shí)施沖洗，不能達(dá)到較好的清洗效果。當(dāng)排污室安裝的刮板出現(xiàn)磨損或脫落后，其抽吸作用將會(huì)隨之減弱，清洗效果也顯著降低，而網(wǎng)面或網(wǎng)眼存在的雜物也會(huì)難以清除。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外提出的一種利用壓力進(jìn)行沖洗的內(nèi)旋式二次濾網(wǎng)。所謂內(nèi)旋式，指的是在對(duì)濾網(wǎng)進(jìn)行清洗時(shí)，濾網(wǎng)不轉(zhuǎn)動(dòng)，軸芯轉(zhuǎn)動(dòng)。軸芯為中空鋼管結(jié)構(gòu)，在空心軸上又在縱向安裝了一排噴水管，且噴水管帶有噴水嘴，另外需要一臺(tái)壓力水泵將壓力水排入排水管中，促使軸芯邊慢速旋轉(zhuǎn)，邊集中進(jìn)行反方向沖洗。

但是如果對(duì)二次濾網(wǎng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)分析，依舊可以看出其存在的一些不足。由于在軸芯旋轉(zhuǎn)沖洗濾網(wǎng)的時(shí)候，盡管可以將濾網(wǎng)內(nèi)側(cè)的圓周面進(jìn)行充分沖洗，但是利用負(fù)壓來(lái)抽吸污染物的排污管位是固定不動(dòng)的。換言之，只有軸芯部位的噴水管與排污管的位置精確對(duì)準(zhǔn)時(shí)，排污管才可以較好地抽吸雜物，而一旦噴管脫離了排污管，則抽吸能力將持續(xù)降低。當(dāng)軸芯旋轉(zhuǎn)倒置時(shí)，則抽吸能力降低到最弱，這樣一來(lái)就會(huì)對(duì)濾網(wǎng)的清洗效果造成影響。因此，這種濾網(wǎng)的結(jié)構(gòu)模式是不完善的。

3 二次濾網(wǎng)故障分析

3.1 濾網(wǎng)損壞（濾網(wǎng)中間出現(xiàn)裂紋）

（1）原因分析：一組過(guò)濾器的有效流通面積大于排污管的流通能力，導(dǎo)致設(shè)備反沖洗時(shí)濾網(wǎng)截留大量雜質(zhì)，雜質(zhì)不能被完全消除，使濾網(wǎng)的有效流量變小，原水側(cè)和純水側(cè)的壓差增大，最終損壞濾網(wǎng)。

（2）臨時(shí)處理及預(yù)防措施：更換新濾網(wǎng)，每年關(guān)閉機(jī)器進(jìn)行年度保養(yǎng)時(shí)，檢查濾網(wǎng)是否變形或損壞。

3.2 排污斗卡澀不轉(zhuǎn)

排污斗外護(hù)角鋼變形或排污斗外側(cè)耐磨靴磨損嚴(yán)重，排污斗頂部與濾網(wǎng)支撐架或管道內(nèi)壁碰磨卡澀。

（1）原因分析：夏季海洋生物多，排污工作量大，排污不順暢，貝類(lèi)等海洋生物異物卡澀，造成排污斗變形卡澀。

（2）臨時(shí)處理及預(yù)防措施：通過(guò)增加排污斗強(qiáng)度、升級(jí)耐磨滑靴材料，使排污斗與濾網(wǎng)支撐架之間始終保持一定的運(yùn)行間隙。在每年的年度維護(hù)中，檢查耐磨板頂部滑靴磨損量，控制排污斗與濾網(wǎng)支撐架的運(yùn)行間隙，可以緩解排污斗卡澀問(wèn)題。

3.3 傳動(dòng)減速機(jī)和萬(wàn)向軸連接處銷(xiāo)釘脫落

（1）原因分析：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)萬(wàn)向軸處銷(xiāo)子損壞主要是由于濾網(wǎng)排污困難或排污運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，銷(xiāo)子承受剪切力作用，斷裂或擠壓脫落，最終導(dǎo)致排污傳動(dòng)機(jī)構(gòu)卡死。

（2）臨時(shí)處理及預(yù)防措施：對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)萬(wàn)向軸處兩半式銷(xiāo)子進(jìn)行點(diǎn)焊固定。

4 二次濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)改進(jìn)

保證二次濾網(wǎng)的網(wǎng)眼不被堵塞，可以完全清洗干凈，其核心問(wèn)題不僅是具有高效的壓力水反沖洗手段，而且也需要負(fù)壓排污管緊密結(jié)合反沖洗的噴水管。只有保證排污管始終具有較強(qiáng)的抽吸能力，才可以使濾網(wǎng)實(shí)現(xiàn)更好的清洗效果。要做到讓負(fù)壓力排污管與反沖洗噴水管相互配合，也就是要讓噴水管自始至終能對(duì)準(zhǔn)排污管向?yàn)V網(wǎng)推行工作壓力水反沖洗，那樣的濾網(wǎng)清理效果會(huì)更好。既要做到讓噴水管自始至終對(duì)準(zhǔn)排污管，又要讓濾網(wǎng)圓上面都能被沖洗整潔，這就需要讓配有噴水管的軸芯維持不轉(zhuǎn)，而讓粘有污雜物的濾網(wǎng)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，這種構(gòu)造稱(chēng)為外旋式二次濾網(wǎng)。

在清理濾網(wǎng)讓濾網(wǎng)慢速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使吸咐在網(wǎng)表面和阻塞在網(wǎng)紗內(nèi)的污雜物被網(wǎng)里側(cè)的壓力水噴出沖洗，而被沖洗出來(lái)的污雜物，又可合理地被自始至終對(duì)準(zhǔn)著噴水管的排污管立即吸走，這類(lèi)清理方法比內(nèi)旋式更進(jìn)了一步。使濾網(wǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)還有一個(gè)益處，即在緊貼排污管處還可固定不動(dòng)添裝一塊耐磨強(qiáng)度高的刮刀，使其貼緊濾網(wǎng)兩側(cè)圓面，在濾網(wǎng)慢速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以將粘貼在網(wǎng)表面的難除污雜物刮下。即使刮刀損壞或掉下，選用工作壓力水噴頭對(duì)準(zhǔn)負(fù)壓力排污管同時(shí)反沖洗和污水處理的方法，仍能保持穩(wěn)定的濾網(wǎng)清理實(shí)際效果。

與其他濾網(wǎng)相比，這種讓濾網(wǎng)旋轉(zhuǎn)而軸心不旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)方式更為復(fù)雜，同時(shí)對(duì)冷卻特點(diǎn)進(jìn)行綜合考慮，濾網(wǎng)的具體結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足以下5 點(diǎn)要求：

（1）濾網(wǎng)所使用的進(jìn)出口管、外殼、網(wǎng)芯及緊固件等需要采用耐腐蝕的雙相不銹鋼結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)濾網(wǎng)可以使用大小齒輪來(lái)進(jìn)行減速，齒輪也需要使用耐腐蝕性較高的不銹鋼。對(duì)于濾網(wǎng)傳動(dòng)裝置、軸承、固定支架等易受損部件，均需要采取可拆卸的分解結(jié)構(gòu)，便于定期檢修和更換。

（2）在旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)的出口底端部位安裝一個(gè)集渣箱，使一些難易被負(fù)壓排污管抽吸掉的硬質(zhì)雜物發(fā)生沉積，如貝殼等，以便定期停用濾網(wǎng)，開(kāi)啟底部的排污閥及集渣箱蓋板進(jìn)行定期清理。濾網(wǎng)進(jìn)出口管段上應(yīng)配置可以拆卸的人孔門(mén)，以便定期檢查濾網(wǎng)、維修及定期為軸承箱加油。

（3）運(yùn)用壓力水對(duì)濾網(wǎng)進(jìn)行反沖洗，就必須具有另用水源，如在添加壓力水泵時(shí)，其揚(yáng)程必須大于80 cm，而壓力水泵的用水可以取自于二次濾網(wǎng)的出口管道；如果有更方便的壓力水源，也可以與管道進(jìn)行連接，以便直接取用，但必須保證水壓和水量的充足，以便在沖洗濾網(wǎng)時(shí)不受影響。

（4）二次濾網(wǎng)應(yīng)具有自動(dòng)和手動(dòng)兩種操作方式，并且可以隨意切換使用。在使用自動(dòng)操作方式時(shí)，其功能應(yīng)確保在濾網(wǎng)網(wǎng)眼受到一定程度的堵塞時(shí)，即濾網(wǎng)前后的水壓差達(dá)到了某個(gè)數(shù)值時(shí)，啟動(dòng)自動(dòng)程控裝置，指令濾網(wǎng)旋轉(zhuǎn)及反沖洗排污裝置開(kāi)始運(yùn)行。當(dāng)濾網(wǎng)被清洗時(shí)的前后壓差降低到某個(gè)設(shè)定值時(shí)，該自動(dòng)程控裝置將會(huì)立即切斷旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)，也會(huì)切斷反沖洗排污裝置的電源，使反沖洗工作和排污工作立即結(jié)束，確保其性能的穩(wěn)定性。

（5）對(duì)于一些處于沿海多雨地區(qū)的電廠，由于二次濾網(wǎng)長(zhǎng)期處于潮濕環(huán)境中，其自動(dòng)操作裝置不能采用電磁閥等電氣設(shè)備，因?yàn)樗鼈儤O易腐蝕失效或因短路而失控，無(wú)法保證設(shè)備可靠工作。因此一般采用電機(jī)齒輪傳動(dòng)裝置及使用油壓缸帶動(dòng)排污閥，而齒輪油泵及其相關(guān)的操作系統(tǒng)都應(yīng)處于運(yùn)轉(zhuǎn)層的上方，反沖洗的壓力水泵也需放置在地面之上。

5 結(jié)語(yǔ)

分析凝汽器二次濾網(wǎng)失效故障模式可以得出，有很大一部分都是因?yàn)樗|(zhì)污染所造成，而當(dāng)前二次濾網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也決定了其排污存在的局限性。因此，在運(yùn)用過(guò)程中需要對(duì)垃圾類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)，并綜合考慮排污情況，結(jié)合實(shí)際情況對(duì)二次濾網(wǎng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，確保其排污能力得到加強(qiáng)。