某电厂旋转滤网运行中存在的问题及改造方案

某电厂旋转滤网运行中存在的问题及改造方案

林智山

福建大唐国际宁德发电有限责任公司  福建省  宁德市 352000

摘要：本文通过对某电厂旋转滤网实际运行过程中存在的几个问题进行原因分析，提出解决的改造方案措施，以消除设备隐患，防止设备发生停运故障，保证设备安全稳定运行。

关键词：旋转滤网；问题；原因分析；改造方案

1旋转滤网的结构原理

旋转滤网可有效地拦截和清除水流中水草、鱼虾等水生物，以及工农业和城市生活中的废弃杂物，经旋转滤网过滤的水达到一定的水质条件。因此被广泛应用于火力发电厂，城市供水、冶金、化工等行业的地表取水工程中。

某电厂采用板框式旋转滤网，此种结构具有工作面积利用率高，过水量大，除污效果好，运行平稳，承受水压大，安全可靠，结构简单，维修方便等特点。适用于海水、淡水等不同的水质要求。与液位差控制装置配套使用，可实现自动化操作。

框架板框式结构的旋转滤网，主要包含以下部件：传动装置由行星齿轮及蜗轮蜗杆（或者链条及链轮）组成；正反转双速减速机组成链条伸长及超载安全保护装置， 当网板卡涩或重载时链条伸长到一定长度，旋转滤网跳闸停止运转； 蜗轮减速机、 链条导轨与网板组成整个转动系统，网板与网板之间常采用圆弧啮合式的机械自密封结构。导轨与网板间采用弹性自密封装置，由侧封板、尼龙密封条、弹性不锈钢板组成。全封闭式上部机架主要包含：钢结构罩壳、带喷嘴冲洗水管系统、就地电气控制箱（液位计）及各种连接附件。

2 旋转滤网在日常运行中主要存在以下几方面的问题：

2.1旋转滤网曾经先后多次出现安全销折断、链条断裂情况。多台旋转滤网因大量海生物和垃圾堵塞导致网板变形，旋转滤网被迫停止运行，甚至水下的网板全部被水挤压变形。每台旋转滤网网板变形数量为7-10块，由于旋转滤网无法运行，导致循环水泵被迫停止运行，最终引起机组降负荷运行的事故。经检查发现是旋转滤网喷嘴设计上存在偏差，无法有效冲洗掉网板上的杂物。杂物长时间堆积后导致网板被挤压发生变形，直至旋转滤网故障停运。

2.2旋转滤网采用电机直联行星摆线针轮减速器，驱动链轮将转动力矩传给主轴，从而使网板升降往复周向运动。由于大、小链轮、传动链均采用不锈钢316L及1Cr18Ni9Ti材料制作，这样防腐性能虽然有所提高，但其强度明显降低。加上链条传动平稳性较差，冲击性大，设备运行时由于载荷的不定性，传动装置出现链条拉长，传动更加不稳，传动力矩增加，甚至出现断链条现象。同时海生物随着季节的不同,垃圾及海生物数量增多时链条、网板负荷增加，链条容易断裂。为防止链条损坏和驱动电机过负荷，厂家使用安全销作为保护手段，一旦滤网过负荷达到安全销强度极限将会折断安全销，在运行或检修人员没有及时发现的情况下，很容易杂物堆积网板并使网板弯曲损坏。因此链条传动方式是失误的设计。

2.3 经海水过滤的旋转滤网内的冲水系统中有一定压力的水沿着径向的方向由出水孔喷出，由于压力原因碰在滤网上使海水在相对密闭的罩壳内反射回来，在罩壳内乱飞。反射回来的水直接喷到机体以及轴承座两侧水挡的端面上，由于反射水的比较多，再加上主轴的旋转，大大的增加了反射回来的水在两侧水挡和转子间的冲击力，增强了水向轴承箱内渗漏的能力。由于长期的渗漏造成两侧水挡密封难度加大。同时原来的密封基本都是采用密封圈加橡胶垫等简易的密封方式，密封件磨损后间隙将变得到更大，在磨损之后，又没有有效的补偿，导致原水挡与转子轴之间的间隙逐渐增大，因此密封效果将会变得越来越差，造成轴承座向内漏水严重。轴承座进水后极易损坏轴承，进而导致旋转滤网整体故障停运。
    2.4旋转滤网网板设计强度低，网板尺寸较大（网板长度2880毫米，网板宽度490毫米），同时没有采取加强板焊接方式，网板受力很容易变形。其他电厂的旋转滤网尺寸较小（网板长度不大于2600毫米；网板宽度不大于270毫米），采取加强板焊接方式，强度较高。相比之下某电厂旋转滤网网板强度严重不足，一旦出现滤网堵塞现象很容易出现网板变形。

由于旋转滤网存在以上问题，对运行和检修人员的操作维护造成极大的不便，一旦出现未预料的突发情况就极有可能造成设备的损坏，甚至造成循环水系统不能正常运转，危及机组的安全运行，对其改造十分必要。
3 针对问题提出的相应改造方案及使用效果
    3.1 为能有效冲洗网板上的垃圾，需要消除网板冲洗不到的死角：网板下沿宽约为10cm喷嘴冲洗不到的死角，设计初期是为携带收纳垃圾用，不能去掉的。 针对这块死角，首先把原来上下两行35°水平角度喷嘴，往下调15°角 ，减小死角范围，此外进水侧增加一路辅助喷嘴，用DN50冲洗水从冲洗水母管接出，专门冲洗网板四块分隔区下沿死角，冲洗下来的垃圾同样能够进入导污槽。

3.2 传动方式改造：动力传动装置改为悬挂式蜗轮蜗杆减速器，该传动装置采用电机直联行星摆线针轮减速器，再直联蜗轮蜗杆减速器，直接带动主轴转动，该装置传动力矩大，结构合理紧凑，寿命长，安全可靠。主轴受力形式合理，转动平稳，噪音小，特殊情况电机可反转并进行相应冲洗。该传动装置解决了链条传动的不足之处，既提高了承载能力，又提高了防腐性能。悬挂式蜗轮蜗杆减速器动力传动装置，根据本机构特点其安全保护系统采用机械接触式超负荷保险装置，根据作用力与反作用力原理，当滤网超负荷运行时，保护装置内压缩弹簧动作，触动行程开关使滤网电机停运，同时发信号给值班人员，值班人员可以立即通知检修人员处理，防止由于网板压差过大造成网板弯曲损坏。

    3.3 为保证轴承座水挡密封效果，根据现场使用情况结合组合式密封优点，在选材上全部采用防止海水腐蚀的耐腐蚀材料，并在水挡与转子轴之间的密封采用特殊的高分子复合材料以确保水挡的密封效果。即便有少部分通过水挡的外挡齿而进入水挡内的海水，只能沿组合式密封水挡内腔壁顺疏水孔自然流走。组合式密封水挡密封结构主体部分相关零部件均采用防腐蚀的316L型不锈钢材料，确保水挡的性能和使用寿命。所用挡齿及缩径式结构内环的材料均是一种航空用的高分子复合材料，其具有良好的耐温性、自润滑性、水润滑性和一定的韧性，因而不会损伤对磨件。为了确保整体的密封效果还保留原来的橡胶端面密封垫密封。另外的两道密封结构，前面是齿式密封结构，后面是缩径式密封结构。后面的缩径式结构，是由若干弧段组合而成，靠特殊装置始终保持与转子无间隙运行；缩径式内环与转子之间能够做的很小（0.05-0.08mm），从而更加有效得控制反射回来的水顺缩径式内环与转子间隙向轴承座内泄漏。改造后未再发生过轴承进水损坏事故。

3.4 利用现有的网板进行改造：在现在的网板上面焊接加强结构件，在网板构架的上下横梁槽钢内侧焊接一筋板，使横梁截面变成矩形结构，这样网板承载能力有大幅度提高，同时在网片的内侧加装支持钢板三块，材质316L，增加网片刚度。改造前由于旋转滤网经常发生故障，严重影响机组安全运行。故障以后耗费人力物力较多，维护费用很大。改造后滤网网板强度增大，排污能力增强，增大了循环水旋转滤网的可靠性。避免了由于经常处理旋转滤网缺陷造成的人力物力消耗，同时为机组的安全稳定运行提供保障，一次改造投入换来长期稳定。

4.结语

综上所述，旋转滤网实际运行中存在多种多样的问题，一旦旋转滤网发生故障长期无法运行，将发生大量杂物进入循环水系统或循泵进水量不足等重大缺陷，易造成机组降负荷运行，严重时甚至可能导致整个机组停机。通过分析发生问题的原因并提出相应的改造方案，可以保证旋转滤网安全稳定长周期运行。

参考文献：

[1]汪建军，李俊峰，张守杰．板框式旋转滤网清污性能分析及提升研究［Ｊ］．中国电力，2019，52（2）:165-171．

[2]杨立隆．循环水旋转滤网的改造［Ｊ］．浙江电力，2001，（6）：11-13.