二次濾網的故障類型及改善措施

鄧坤美，吳 明

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

0 引言

凝氣系統二次濾網是電廠汽輪機組重要的輔機設備，其功能是過濾及清除汽輪機凝氣系統開式循環冷卻水中的雜質，盡可能避免凝汽器內部冷卻水管受到污染。隨著江河湖海污染程度的不斷加劇，二次濾網已經成為影響電廠運行安全的一個核心因素。

二次濾網不僅要將冷卻水中存在的雜物，如固態顆粒等進行過濾，避免其進入凝汽器冷卻管內，而且可以清除濾網上的污染物，這就要求其具備高效的清洗濾網及排除污染物的能力。但截至目前，不管是國內生產的、還是國外引入的二次濾網，其內部結構都很難達到較好的清洗排污效果，在實際運行中常出現各種問題，對機組的安全及運行造成影響，使得大部分電廠在實際運行中都必須對其進行改善。因此，總結歸納二次濾網運行過程中存在的問題，并改善其結構方式，有助于問題的解決。

1 二次濾網運行原理

二次濾網所具有的特殊性能源自于降壓反洗，其運行流程如下：

在反洗過程中，反洗轉子將會在濾網上持續轉動，濾網上被轉子所覆蓋的區域內出現雜質將會導致其所承受的前后壓差持續降低，在前后壓差持續降低的同時，這一區域的水流變為反向，過濾水所形成的反洗水流可以將雜質從網板上沖離。

圖1 為二次濾網的核心結構。在實際運行過程中，未過濾的冷卻水首先進入到濾器A 側，經過相應的濾過后從B 側流出，而雜質則殘留在濾網上面，此時濾網兩側的壓力差增加。

圖1 二次濾網主要結構

系統可以對濾網壓力差進行持續監控，在壓力差達到某個設定值時，系統將會開啟濾網反洗。排污管的兩端分別連接著排污閥、低壓管段，管內也因此形成了一股較強的反向水流，帶動反洗轉子轉動，整個濾網可以得到徹底的清洗，而雜質則進入退水渠中。

濾網反洗所需要的水流量僅為未過濾冷卻水流量的3%～8%。濾網反洗階段所需要的水流量較小，因此濾網反洗不會對冷凝器的冷卻水供給造成影響。

2 二次濾網類型與故障模式分析

目前，國內外電廠運行中所運用的二次濾網主要有兩種類型：固定式濾網和旋轉式濾網。

2.1 固定式濾網

固定式濾網是保持濾網與網芯固定不動，在對濾網進行清洗時，運用濾網之前的蝶閥向左或向右轉動一定的角度，使水力形成一個渦流，將粘附在網面上的雜物進行剝離，以實現清洗濾網的目的。但這種依靠渦流清洗的能力較為有限，網眼極易被堵塞，且堵塞后很難清除。固定式濾網的應用效果較差，運行時需要頻繁清理，工作量極大。

2.2 旋轉式濾網

旋轉式濾網是在對旋轉濾網進行清洗時，讓濾網帶動軸芯共同旋轉，借助濾網內外側的水壓差，使網內側壓力較高的水流向網外側進行反向沖洗，沖洗掉網面上的雜質，再利用外殼上安裝的負壓排污管進行抽吸。該類型濾網旋轉式的清洗方法更具優勢，且排污效率得到極大提升。在開始應用時有著較好的效果，但效果會逐漸變差。究其原因，是近年來水質污染嚴重，尤其是工業垃圾不斷增多，導致一些極具吸附性的塑料袋、布片等引發堵塞，僅依靠濾網內外側的水壓差來實施沖洗，不能達到較好的清洗效果。當排污室安裝的刮板出現磨損或脫落后，其抽吸作用將會隨之減弱，清洗效果也顯著降低，而網面或網眼存在的雜物也會難以清除。近年來，國內外提出的一種利用壓力進行沖洗的內旋式二次濾網。所謂內旋式，指的是在對濾網進行清洗時，濾網不轉動，軸芯轉動。軸芯為中空鋼管結構，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，另外需要一臺壓力水泵將壓力水排入排水管中，促使軸芯邊慢速旋轉，邊集中進行反方向沖洗。

但是如果對二次濾網的結構進行詳細分析，依舊可以看出其存在的一些不足。由于在軸芯旋轉沖洗濾網的時候，盡管可以將濾網內側的圓周面進行充分沖洗，但是利用負壓來抽吸污染物的排污管位是固定不動的。換言之，只有軸芯部位的噴水管與排污管的位置精確對準時，排污管才可以較好地抽吸雜物，而一旦噴管脫離了排污管，則抽吸能力將持續降低。當軸芯旋轉倒置時，則抽吸能力降低到最弱，這樣一來就會對濾網的清洗效果造成影響。因此，這種濾網的結構模式是不完善的。

3 二次濾網故障分析

3.1 濾網損壞（濾網中間出現裂紋）

（1）原因分析：一組過濾器的有效流通面積大于排污管的流通能力，導致設備反沖洗時濾網截留大量雜質，雜質不能被完全消除，使濾網的有效流量變小，原水側和純水側的壓差增大，最終損壞濾網。

（2）臨時處理及預防措施：更換新濾網，每年關閉機器進行年度保養時，檢查濾網是否變形或損壞。

3.2 排污斗卡澀不轉

排污斗外護角鋼變形或排污斗外側耐磨靴磨損嚴重，排污斗頂部與濾網支撐架或管道內壁碰磨卡澀。

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

（2）臨時處理及預防措施：通過增加排污斗強度、升級耐磨滑靴材料，使排污斗與濾網支撐架之間始終保持一定的運行間隙。在每年的年度維護中，檢查耐磨板頂部滑靴磨損量，控制排污斗與濾網支撐架的運行間隙，可以緩解排污斗卡澀問題。

3.3 傳動減速機和萬向軸連接處銷釘脫落

（1）原因分析：傳動機構萬向軸處銷子損壞主要是由于濾網排污困難或排污運行時間較長，銷子承受剪切力作用，斷裂或擠壓脫落，最終導致排污傳動機構卡死。

（2）臨時處理及預防措施：對傳動機構萬向軸處兩半式銷子進行點焊固定。

4 二次濾網結構改進

保證二次濾網的網眼不被堵塞，可以完全清洗干凈，其核心問題不僅是具有高效的壓力水反沖洗手段，而且也需要負壓排污管緊密結合反沖洗的噴水管。只有保證排污管始終具有較強的抽吸能力，才可以使濾網實現更好的清洗效果。要做到讓負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準排污管向濾網推行工作壓力水反沖洗，那樣的濾網清理效果會更好。既要做到讓噴水管自始至終對準排污管，又要讓濾網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，而讓粘有污雜物的濾網緩慢轉動，這種構造稱為外旋式二次濾網。

在清理濾網讓濾網慢速度轉動時，使吸咐在網表面和阻塞在網紗內的污雜物被網里側的壓力水噴出沖洗，而被沖洗出來的污雜物，又可合理地被自始至終對準著噴水管的排污管立即吸走，這類清理方法比內旋式更進了一步。使濾網轉動還有一個益處，即在緊貼排污管處還可固定不動添裝一塊耐磨強度高的刮刀，使其貼緊濾網兩側圓面，在濾網慢速度轉動時，可以將粘貼在網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準負壓力排污管同時反沖洗和污水處理的方法，仍能保持穩定的濾網清理實際效果。

與其他濾網相比，這種讓濾網旋轉而軸心不旋轉的結構方式更為復雜，同時對冷卻特點進行綜合考慮，濾網的具體結構應當滿足以下5 點要求：

（1）濾網所使用的進出口管、外殼、網芯及緊固件等需要采用耐腐蝕的雙相不銹鋼結構，傳動濾網可以使用大小齒輪來進行減速，齒輪也需要使用耐腐蝕性較高的不銹鋼。對于濾網傳動裝置、軸承、固定支架等易受損部件，均需要采取可拆卸的分解結構，便于定期檢修和更換。

（2）在旋轉濾網的出口底端部位安裝一個集渣箱，使一些難易被負壓排污管抽吸掉的硬質雜物發生沉積，如貝殼等，以便定期停用濾網，開啟底部的排污閥及集渣箱蓋板進行定期清理。濾網進出口管段上應配置可以拆卸的人孔門，以便定期檢查濾網、維修及定期為軸承箱加油。

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

（4）二次濾網應具有自動和手動兩種操作方式，并且可以隨意切換使用。在使用自動操作方式時，其功能應確保在濾網網眼受到一定程度的堵塞時，即濾網前后的水壓差達到了某個數值時，啟動自動程控裝置，指令濾網旋轉及反沖洗排污裝置開始運行。當濾網被清洗時的前后壓差降低到某個設定值時，該自動程控裝置將會立即切斷旋轉濾網，也會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束，確保其性能的穩定性。

（5）對于一些處于沿海多雨地區的電廠，由于二次濾網長期處于潮濕環境中，其自動操作裝置不能采用電磁閥等電氣設備，因為它們極易腐蝕失效或因短路而失控，無法保證設備可靠工作。因此一般采用電機齒輪傳動裝置及使用油壓缸帶動排污閥，而齒輪油泵及其相關的操作系統都應處于運轉層的上方，反沖洗的壓力水泵也需放置在地面之上。

5 結語

分析凝汽器二次濾網失效故障模式可以得出，有很大一部分都是因為水質污染所造成，而當前二次濾網的結構特點也決定了其排污存在的局限性。因此，在運用過程中需要對垃圾類型進行分類，并綜合考慮排污情況，結合實際情況對二次濾網的結構進行改進，確保其排污能力得到加強。