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    概述

    臺(tái)州發(fā)電廠南臨椒江，凝汽器冷卻水從椒江江邊取水，為開(kāi)式循環(huán)，循環(huán)水取水受自然條件限制采用明渠引水。電廠自1980年籌建以來(lái)，已分別建成一、二、三 、四期工程a6號(hào)機(jī)運(yùn)行，系統(tǒng)布置如圖1所示。

    1 存在的問(wèn)題

    近年來(lái)由于進(jìn)水口及前池出現(xiàn)泥沙淤積，在低潮位時(shí)一期循泵進(jìn)水不足，造成循泵夾帶空氣嚴(yán)重，振動(dòng)大，出水壓力偏低（母管壓力只有0．05MPa）。尤其是1、2號(hào)循泵并列運(yùn)行時(shí)水量明顯不足，泵的振動(dòng)加大，出水壓力最低為0．04 MPa。雖然每年對(duì)進(jìn)水口及前池進(jìn)行挖泥，但不能解決這一問(wèn)題。為了保證循泵的安全運(yùn)行 ，不得不調(diào)整循泵運(yùn)行方式，即避開(kāi)1、2號(hào)泵同時(shí)運(yùn)行，使兩臺(tái)泵常年有1臺(tái)處于備用狀態(tài)，造成循環(huán)水系統(tǒng)安全運(yùn)行方面存在薄弱環(huán)節(jié)。

    2 原因分析

    循環(huán)水系統(tǒng)影響機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行主要表現(xiàn)在凝汽器真空的下降，循環(huán)水虹吸的破壞，影響機(jī)組的出力。尤其在夏天，由于1、2號(hào)機(jī)凝汽器真空低，出水虹吸破壞次數(shù)較多，機(jī)組不得不經(jīng)常降出力運(yùn)行。其原因一方面是循環(huán)水壓力偏低（0．04～0．05 MPa）。另一個(gè)方面是一、二次濾網(wǎng)效果差。一～三期的一次濾網(wǎng)型號(hào)為ZH－3000，按66典水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，為無(wú)框架正面進(jìn)水結(jié)構(gòu)，1982年開(kāi)始投入運(yùn)行。由于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，設(shè)備老化，存在以下問(wèn)題：(1)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)網(wǎng)板與網(wǎng)板之間間隙太大，約15 mm。(2)濾網(wǎng)兩側(cè)無(wú)側(cè)封板。(3)濾網(wǎng)底部間隙太大。(4)網(wǎng)板骨架剛性偏低。造成攔截污物效果差，特別是夏天或汛期，懸浮垃圾及雜物從濾網(wǎng)大量進(jìn)入，使凝汽器換熱效果明顯下降，嚴(yán)重影響凝汽器真空。

    1、2機(jī)凝汽器原設(shè)計(jì)在廠房?jī)?nèi)凝汽器入口處裝有2臺(tái)Φ1400固定式二次濾網(wǎng)，需沖洗時(shí)，開(kāi)啟蝶閥導(dǎo)流沖洗。二次濾網(wǎng)經(jīng)過(guò)十幾年運(yùn)行已全部損壞，在大修時(shí)已拆除，改成直通管通水。在夏季和汛期，大量的懸浮垃圾及雜物進(jìn)入凝汽器，影響凝汽器真空，有時(shí)甚至影響到循環(huán)水出水虹吸，嚴(yán)重影響機(jī)組的安全運(yùn)行。

    為了保證機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，不得不在每天3個(gè)低谷時(shí)段為凝汽器清掃及運(yùn)行反沖洗，緩解汽輪機(jī)因真空低帶不上負(fù)荷的矛盾，減少循環(huán)水虹吸破壞現(xiàn)象。

    3 改進(jìn)措施

    為了增加機(jī)組安全性與經(jīng)濟(jì)性，提高設(shè)備運(yùn)行可靠性及減少設(shè)備維護(hù)的勞動(dòng)強(qiáng)度，必須盡快解決循環(huán)水系統(tǒng)存在的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)詳細(xì)的分析與論證，提出了循泵前池及一、二次濾網(wǎng)的改造方案。

    3.1 對(duì)循泵前池的改造

    確定了4種改造方案：(1)一、二期與三期前池間隔墻部分拆除。(2)一、二期與三期前池間隔墻全部拆除。(3)在一、二期工程前池增開(kāi)新的進(jìn)水口。(4)既拆除一 、二期與三期前池的隔墻，同時(shí)又在一、二期前池增開(kāi)進(jìn)水口。為了尋求改造的最佳效果，使泥沙量淤積最少，同時(shí)盡可能減少改造工程量，對(duì)4種改造方案和原設(shè)計(jì)方案進(jìn)行水工模型試驗(yàn)。先進(jìn)行清水試驗(yàn)，觀察各種方案在不同運(yùn)行工況下，即泵的不同運(yùn)行方式和不同潮位下進(jìn)水口前池的水流流場(chǎng)，測(cè)量前池內(nèi)各主要部位的流速分布，定性分析進(jìn)水流道及前池中泥沙可能的淤積情況，以選擇較為合理的改造方案。

    通過(guò)清水試驗(yàn)得出以下結(jié)論：各種改造方案完全避免淤積是不可能的，但這些改造對(duì)改善淤積都能起到一定作用。第4種方案效果最佳，但工程量最大，施工期間影響機(jī)組運(yùn)行，不可取。第1種方案對(duì)改善現(xiàn)有問(wèn)題有明顯效果，該區(qū)域原流速較低 ，淤積嚴(yán)重，即部分隔墻拆除后，該區(qū)域流速明顯增大，由原來(lái)0.076 m/s提高到0.29m/s，前池流速在低潮位時(shí)分布矢量圖如圖2所示。這對(duì)改善前池在1、2號(hào)泵前的淤積以及1、2號(hào)泵在低潮位時(shí)的搶水現(xiàn)象有明顯的作用，并且工程量最小。對(duì)此方案進(jìn)行混水試驗(yàn)，可確定進(jìn)水口流道及前池中各部分淤積情況。從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看 ，前池中的主要淤積區(qū)域在一、二期與三期的隔墻附近，在拆除后的隔墻附近可減少淤積厚度0．7 m左右。通過(guò)上述試驗(yàn)與分析，決定采用方案1(局部連通法)，解決前池進(jìn)水口存在的問(wèn)題。

    3.2 一次濾網(wǎng)改造

    對(duì)國(guó)內(nèi)最新旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)進(jìn)行了較全面的調(diào)研，通過(guò)仔細(xì)的分析比較后決定采用“圓弧嚙合式”旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)，整臺(tái)更換。“圓弧嚙合式”旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)是：

    (1) “圓弧嚙合式”網(wǎng)板結(jié)構(gòu)，可使網(wǎng)板增加強(qiáng)度。網(wǎng)板與網(wǎng)板之間利用圓弧嚙合式機(jī)械自密封原理，間隙始終保持在5 mm以下，使水中懸浮物及污物難以通過(guò)濾網(wǎng)，提高濾網(wǎng)清污能力。 

    (2) 網(wǎng)板水阻小，過(guò)水量大。

    (3) 采用懸掛式傳動(dòng)方式，將傳統(tǒng)的保險(xiǎn)銷(xiāo)過(guò)負(fù)荷保護(hù)改為利用壓縮彈簧受壓后變形，使行程開(kāi)關(guān)斷電，起到超負(fù)荷保護(hù)作用，當(dāng)排除超負(fù)荷因素后，彈簧自動(dòng)復(fù)位，即可接通電源使濾網(wǎng)正常運(yùn)行，維修方便。

    (4) 制造精度提高，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、靈活、噪聲小、無(wú)卡澀現(xiàn)象。

    3.3 二次濾網(wǎng)改造

    我廠曾使用過(guò)的二次濾網(wǎng)型式較多，有固定式、網(wǎng)芯旋轉(zhuǎn)式、排污斗旋轉(zhuǎn)式等 。根據(jù)實(shí)際使用情況以及對(duì)同類(lèi)型機(jī)組使用情況的調(diào)研結(jié)果，認(rèn)為網(wǎng)芯旋轉(zhuǎn)式二次濾網(wǎng)較適合我廠。但網(wǎng)芯旋轉(zhuǎn)式二次濾網(wǎng)原設(shè)計(jì)為齒輪傳動(dòng)，小齒輪容易損壞，垃圾容易進(jìn)入齒輪室造成傳動(dòng)卡澀，故選用渦輪渦桿傳動(dòng)網(wǎng)芯旋轉(zhuǎn)式二次濾網(wǎng)。由于網(wǎng)芯旋轉(zhuǎn)式二次濾網(wǎng)較原固定式二次濾網(wǎng)外形大得多，只能把二次濾網(wǎng)移位安裝在循泵出口。在循泵出口閥門(mén)井內(nèi)，1、2、3號(hào)循環(huán)水母管上并列布置3臺(tái)Φ1800二次濾網(wǎng)，此方案投資較省、施工工期短。對(duì)原閥門(mén)井內(nèi)1、2、3號(hào)循環(huán)水母管部分管道、閥門(mén)進(jìn)行更換，保留原有膨節(jié)及逆止門(mén)，將二次濾網(wǎng)布置在循泵出口逆止門(mén)及電動(dòng)門(mén)之間，二次濾網(wǎng)前及電動(dòng)蝶閥前各增設(shè)一伸縮接頭，將循泵出口母管及閥門(mén)布置在新設(shè)切換閥門(mén)井內(nèi)，如圖3所示。

    4 改造后的效果

    在2001年上半年1號(hào)機(jī)大修過(guò)程中，實(shí)施了上述改造方案。前池連通工程水下施工難度較大，采用水下爆破，但不影響附近循泵的安全運(yùn)行。工程歷時(shí)90多天，使一、二期前池與三期前池相通。另外對(duì)1、2、3號(hào)循泵一次濾網(wǎng)逐臺(tái)進(jìn)行更換。對(duì)二次濾網(wǎng)改造土建工程在大修前實(shí)施并大部份完工，在大修期間對(duì)管道、濾網(wǎng)進(jìn)行改造，加裝3臺(tái)二次濾網(wǎng)。

    對(duì)循環(huán)水進(jìn)水口改造效果進(jìn)行驗(yàn)證，在最低潮位時(shí)，同時(shí)開(kāi)啟1、2、9號(hào)相鄰循泵運(yùn)行，循泵振動(dòng)正常壓力達(dá)0．08 MPa，但一期循泵有空氣聲，母管振動(dòng)偏大，說(shuō)明進(jìn)水口總的水量不足，但比改造前狀況有明顯好轉(zhuǎn)，正常運(yùn)行母管壓力 在0．08～0．12 MPa，在各種潮位下可靈活安排各臺(tái)循泵的運(yùn)行方式。同時(shí)凝汽器進(jìn)水壓力提高到0．06～0．09 MPa，達(dá)到了改造的預(yù)期目的。

    5 進(jìn)一步改進(jìn)的建議

    由于椒江上游水流的部分改向，影響到電廠循泵進(jìn)水口前沿水的流向變化，使進(jìn)水口淤積日趨嚴(yán)重。尤其是三期進(jìn)水口情況最嚴(yán)重。在最低潮位時(shí)，三期進(jìn)水口的淤積嚴(yán)重影響三期循泵進(jìn)水量。另外由于一、二期循泵是軸流泵(型號(hào)50ZLQ－50)，三期是混流泵（型號(hào)1400HLQ－16），混流泵揚(yáng)程高，流量大，存在著搶水現(xiàn)象，造成1號(hào)循泵運(yùn)行時(shí)由于進(jìn)口水位低引起的循環(huán)水夾帶 空氣、進(jìn)出口管道振動(dòng)等問(wèn)題。

    本廠已準(zhǔn)備對(duì)進(jìn)水口進(jìn)行徹底清泥，解決進(jìn)水量不足的問(wèn)題。建議今后要加強(qiáng)對(duì)進(jìn)水口及前池的定期清淤工作，同時(shí)對(duì)進(jìn)水口前沿水流流態(tài)及淤積情況要定期測(cè)量，為今后更好地解決淤積問(wèn)題提供科學(xué)依據(jù)。在循泵運(yùn)行方式上，應(yīng)定期更換循泵的運(yùn)行組合，避免使備泵處于長(zhǎng)期備用狀態(tài)而引起該泵進(jìn)水口淤積。

    一、二期循泵從總體情況來(lái)看，循泵出力偏低，運(yùn)行可靠性較差，循環(huán)泵循環(huán)水流量普遍不能達(dá)到額定值，凝汽器端差偏大，在夏季影響最大。建議將軸流泵改成雙速混流泵，在夏季采用高出力運(yùn)行，以保障循環(huán)水系統(tǒng)安全運(yùn)行，在秋冬季節(jié)可降低出力，以節(jié)約廠用電。

    另外，二、三期一次濾網(wǎng)未曾改造，存在同樣問(wèn)題，3、6號(hào)機(jī)原老式二次濾網(wǎng)也存在問(wèn)題，有的已不能運(yùn)轉(zhuǎn)或已取消。夏季凝汽器清掃頻繁，影響機(jī)組正常運(yùn)行 。建議對(duì)老式的一、二次濾網(wǎng)進(jìn)行改造，提高設(shè)備可靠性。只有這樣，全廠循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行狀況才能得到徹底的改善。