二次濾網(wǎng),膠球清洗臥式旋轉式反沖洗二次濾網(wǎng)動(dòng)力傳動(dòng)系統設計優(yōu)化
針對電廠(chǎng)原有臥式旋轉式反沖洗二次濾網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化設計，提高了臥式旋轉式反沖洗二次濾網(wǎng)轉動(dòng)部件的強度，徹底解決了該類(lèi)型二次濾網(wǎng)的容易堵塞、斷軸、聯(lián)軸器螺栓斷裂等故障率頻發(fā)的問(wèn)題，相比原EDF型臥式旋轉式反沖洗二次濾網(wǎng)，減少設備損耗及人工成本的支出，設備運行可靠性更高，適合在沿海火力發(fā)電機組循環(huán)水冷卻系統實(shí)施。
電廠(chǎng)3*,4機組為東方汽輪機廠(chǎng)生產(chǎn)的1000MW、一次中間再熱、四缸四排汽、凝汽式超超臨界機組，機組凝汽器采用海水冷卻，在凝汽器進(jìn)水管道內外側分別安裝了二次濾網(wǎng)，二次濾網(wǎng)為無(wú)錫市華通環(huán)保設備有限公司產(chǎn)品，其結構為EDF-2600型臥式旋轉式反沖洗濾網(wǎng)，采用連續運行模式，設計網(wǎng)芯網(wǎng)孔為中8mm。
1原二次濾網(wǎng)運行中存在的問(wèn)題
由于3-,4機組循環(huán)水引水明渠取水口海生物較多，公司二次濾網(wǎng)采用連續運行模式，改造之前二次濾網(wǎng)在運行過(guò)程中容易傳動(dòng)軸斷裂、聯(lián)軸器螺栓松脫或斷裂、網(wǎng)芯容易堵塞的問(wèn)題，每一次二次濾網(wǎng)動(dòng)力軸、短軸斷裂事故或者二次濾網(wǎng)堵塞，機組均須限500MW負荷進(jìn)行凝汽器半側隔離搶修處理。且受較小的檢修空間限制，每次處理二次濾網(wǎng)斷軸事故的時(shí)間低需約24h,嚴重影響公司1000MW機組運行的安全及經(jīng)濟效益。根據3-4機組原二次濾網(wǎng)投運以來(lái)出現的故障統計和分析，總結出二次濾網(wǎng)存在3個(gè)主要問(wèn)題。
二次濾網(wǎng)/臥式旋轉式反沖洗二次濾網(wǎng)動(dòng)力軸和排污斗短軸直徑90mm,軸頸過(guò)小，在連續旋轉過(guò)程中二次濾網(wǎng)受水流沖擊較大，在運行過(guò)程中共出現6次動(dòng)力軸和短軸斷裂事故，如圖1和圖2所示。
二次濾網(wǎng)/臥式旋轉式反沖洗二次濾網(wǎng)聯(lián)軸器采用12個(gè)M20×120mm的螺栓進(jìn)行固定，螺栓受力過(guò)大，特別是在斷軸以后。在運行過(guò)程中共出現了14次聯(lián)軸器螺栓松脫或斷裂的事故。
二次濾網(wǎng)/臥式旋轉式反沖洗二次濾網(wǎng)網(wǎng)芯孔徑過(guò)小，僅為中8mm,運行過(guò)程中垃圾極易造成網(wǎng)芯的堵塞(圖3)。在夏季垃圾較多時(shí)期，每臺二次濾網(wǎng)平均每?jì)芍苄枰謇硪淮巍．敹螢V網(wǎng)隔離圖1外側二次濾網(wǎng)斷軸人工清理時(shí)，凝汽器鈦管水側出現斷水，在凝汽器汽側汽流沖擊下?lián)Q熱管束的振動(dòng)增大，造成管束和管板間磨損。另外，隔離時(shí)鈦管會(huì )出現溫度升高現象，致使鈦管膨脹加長(cháng)。由于兩側管板間距變化較小，鈦管膨脹加長(cháng)后會(huì )產(chǎn)生拱起彎曲，與管隔板間的磨損加劇。上述因素極易造成鈦管的磨損穿孔，致使凝汽器出現泄漏，影響機組整個(gè)汽水系統圖2內側二次濾網(wǎng)斷軸的安全。
2臥式旋轉式反沖洗二次濾網(wǎng)改造原理及方案
本次改造分為2部分：一部分對二次濾網(wǎng)傳動(dòng)部件進(jìn)行改造，包含排污斗短軸、聯(lián)軸器、動(dòng)力軸，從而避免二次濾網(wǎng)斷軸事故發(fā)生；二部分是對二次濾網(wǎng)網(wǎng)芯進(jìn)行改造，即對二次濾網(wǎng)的通流面積改造。具體改造方案如下。
2.1將二次濾網(wǎng)傳動(dòng)部件進(jìn)行升級
改造圖3二次濾網(wǎng)網(wǎng)芯堵塞對動(dòng)力軸以及與動(dòng)力軸連接的上下聯(lián)軸器重新進(jìn)行設計改造，取消排污斗上部的連接短軸，并將下聯(lián)軸器直接和排污斗焊接在一起，如圖4所示。
(1)排污斗改造。拆除原有的排污斗上部與動(dòng)力軸連接的聯(lián)軸器及其短軸，將原短軸連接位置的排污斗上端加長(cháng)約200mm,并在加長(cháng)段上部焊接改造后的聯(lián)軸器代替，增強其受剪切應力。
(2)動(dòng)力軸改造。將原來(lái)的二次濾網(wǎng)動(dòng)力軸(上軸)更改為雙相不銹鋼材質(zhì)的軸，軸徑由目前的90mm改造為120mm,軸受剪切力F=3.14ro,其中，為屈服強度，r=中/2。經(jīng)過(guò)計算，新軸剪切力約為原軸的1.8倍。軸與減速箱連接尺寸不變。
(3)聯(lián)軸器改造。原有聯(lián)軸器采用12個(gè)M20×120mm的螺栓進(jìn)行固定，運行中容易松動(dòng)脫落。本次改造，聯(lián)軸器重新加工，根據軸尺寸增大聯(lián)軸器輪盤(pán)直徑，并采用16個(gè)M20的螺栓和8個(gè)39mm柱銷(xiāo)同時(shí)進(jìn)行固定，按剪切力公式計算，改造后剪切應力大約增強至3倍以上，可以防止運行中出現螺栓松動(dòng)甚至被剪斷的情況發(fā)生。
2.2將網(wǎng)芯整體更換
臥式旋轉式反沖洗二次濾網(wǎng)的網(wǎng)芯網(wǎng)孔由目前的8mm改造為13mm,如圖4所示。通流面積S=3.14r2n,r=/2。代入改造前網(wǎng)孔數量n為137280個(gè)，改造后網(wǎng)孔數量n為61000個(gè)。通過(guò)計算S改跡前=6.9m2,S改菇后=8.1m2。通過(guò)改造，二次濾網(wǎng)的通流面積比原濾網(wǎng)面積增大1.2m2。而且鈦管小尺寸為25×0.7mm,即內徑23.6mm,遠遠大于改造后的二次濾網(wǎng)網(wǎng)芯孔徑13mm,同樣保證了通過(guò)二次濾網(wǎng)的垃圾能穿過(guò)凝汽器鈦管不致堵塞。通過(guò)改造，預計可以降低循環(huán)水泵的運行電流，還可以有效的防止二次濾網(wǎng)出現堵塞的現象，從而提高了機組的安全和經(jīng)濟性。
由于近年來(lái)越來(lái)越多的大容量、高參數超(超)臨界的沿海電廠(chǎng)上馬建設，循環(huán)水水質(zhì)的清潔程度直接影響機組的安全性與經(jīng)濟性，因此臥式旋轉式反沖洗二次濾網(wǎng)的安全有效運行，也越來(lái)越受到重視。電廠(chǎng)1000MW機組二次濾網(wǎng)改造后至今未發(fā)生二次濾網(wǎng)故障導致降負荷事件。該技術(shù)不僅是臥式旋轉式反沖洗二次濾網(wǎng)設計廠(chǎng)家改進(jìn)的良好技術(shù)借鑒，也是大多數在用二次濾網(wǎng)故障率高的電廠(chǎng)的值得參考的技術(shù)改造方案，該優(yōu)化設計若用于臥式旋轉式反沖洗二次濾網(wǎng)系統基建期間設計安裝要求，更能發(fā)揮良好的效果。
