二次濾網(wǎng),膠球清洗臥式旋轉(zhuǎn)式反沖洗二次濾網(wǎng)動力傳動系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化

針對電廠原有臥式旋轉(zhuǎn)式反沖洗二次濾網(wǎng)進行優(yōu)化設(shè)計，提高了臥式旋轉(zhuǎn)式反沖洗二次濾網(wǎng)轉(zhuǎn)動部件的強度，徹底解決了該類型二次濾網(wǎng)的容易堵塞、斷軸、聯(lián)軸器螺栓斷裂等故障率頻發(fā)的問題，相比原EDF型臥式旋轉(zhuǎn)式反沖洗二次濾網(wǎng)，減少設(shè)備損耗及人工成本的支出，設(shè)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(tǒng)實施。

電廠3*,4機組為東方汽輪機廠生產(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，在凝汽器進水管道內(nèi)外側(cè)分別安裝了二次濾網(wǎng)，二次濾網(wǎng)為無錫市華通環(huán)保設(shè)備有限公司產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)為EDF-2600型臥式旋轉(zhuǎn)式反沖洗濾網(wǎng)，采用連續(xù)運行模式，設(shè)計網(wǎng)芯網(wǎng)孔為中8mm。

1原二次濾網(wǎng)運行中存在的問題

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(xù)運行模式，改造之前二次濾網(wǎng)在運行過程中容易傳動軸斷裂、聯(lián)軸器螺栓松脫或斷裂、網(wǎng)芯容易堵塞的問題，每一次二次濾網(wǎng)動力軸、短軸斷裂事故或者二次濾網(wǎng)堵塞，機組均須限500MW負(fù)荷進行凝汽器半側(cè)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)斷軸事故的時間低需約24h,嚴(yán)重影響公司1000MW機組運行的安全及經(jīng)濟效益。根據(jù)3-4機組原二次濾網(wǎng)投運以來出現(xiàn)的故障統(tǒng)計和分析，總結(jié)出二次濾網(wǎng)存在3個主要問題。

二次濾網(wǎng)/臥式旋轉(zhuǎn)式反沖洗二次濾網(wǎng)動力軸和排污斗短軸直徑90mm,軸頸過小，在連續(xù)旋轉(zhuǎn)過程中二次濾網(wǎng)受水流沖擊較大，在運行過程中共出現(xiàn)6次動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(zhuǎn)式反沖洗二次濾網(wǎng)聯(lián)軸器采用12個M20×120mm的螺栓進行固定，螺栓受力過大，特別是在斷軸以后。在運行過程中共出現(xiàn)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(zhuǎn)式反沖洗二次濾網(wǎng)網(wǎng)芯孔徑過小，僅為中8mm,運行過程中垃圾極易造成網(wǎng)芯的堵塞(圖3)。在夏季垃圾較多時期，每臺二次濾網(wǎng)平均每兩周需要清理一次。當(dāng)二次濾網(wǎng)隔離圖1外側(cè)二次濾網(wǎng)斷軸人工清理時，凝汽器鈦管水側(cè)出現(xiàn)斷水，在凝汽器汽側(cè)汽流沖擊下?lián)Q熱管束的振動增大，造成管束和管板間磨損。另外，隔離時鈦管會出現(xiàn)溫度升高現(xiàn)象，致使鈦管膨脹加長。由于兩側(cè)管板間距變化較小，鈦管膨脹加長后會產(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(xiàn)泄漏，影響機組整個汽水系統(tǒng)圖2內(nèi)側(cè)二次濾網(wǎng)斷軸的安全。

2臥式旋轉(zhuǎn)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)傳動部件進行改造，包含排污斗短軸、聯(lián)軸器、動力軸，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)傳動部件進行升級

改造圖3二次濾網(wǎng)網(wǎng)芯堵塞對動力軸以及與動力軸連接的上下聯(lián)軸器重新進行設(shè)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約200mm,并在加長段上部焊接改造后的聯(lián)軸器代替，增強其受剪切應(yīng)力。

(2)動力軸改造。將原來的二次濾網(wǎng)動力軸(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M20×120mm的螺栓進行固定，運行中容易松動脫落。本次改造，聯(lián)軸器重新加工，根據(jù)軸尺寸增大聯(lián)軸器輪盤直徑，并采用16個M20的螺栓和8個39mm柱銷同時進行固定，按剪切力公式計算，改造后剪切應(yīng)力大約增強至3倍以上，可以防止運行中出現(xiàn)螺栓松動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(zhuǎn)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(shù)量n為137280個，改造后網(wǎng)孔數(shù)量n為61000個。通過計算S改跡前=6.9m2,S改菇后=8.1m2。通過改造，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(nèi)徑23.6mm,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于改造后的二次濾網(wǎng)網(wǎng)芯孔徑13mm,同樣保證了通過二次濾網(wǎng)的垃圾能穿過凝汽器鈦管不致堵塞。通過改造，預(yù)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(xiàn)堵塞的現(xiàn)象，從而提高了機組的安全和經(jīng)濟性。

由于近年來越來越多的大容量、高參數(shù)超(超)臨界的沿海電廠上馬建設(shè)，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(zhuǎn)式反沖洗二次濾網(wǎng)的安全有效運行，也越來越受到重視。電廠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(dǎo)致降負(fù)荷事件。該技術(shù)不僅是臥式旋轉(zhuǎn)式反沖洗二次濾網(wǎng)設(shè)計廠家改進的良好技術(shù)借鑒，也是大多數(shù)在用二次濾網(wǎng)故障率高的電廠的值得參考的技術(shù)改造方案，該優(yōu)化設(shè)計若用于臥式旋轉(zhuǎn)式反沖洗二次濾網(wǎng)系統(tǒng)基建期間設(shè)計安裝要求，更能發(fā)揮良好的效果。