電廠開(kāi)式循環(huán)水系統(tǒng)水藻堵塞的原因及解決措施

于 強(qiáng)，彭 輝

(1.國(guó)電科學(xué)技術(shù)研究院，江蘇南京 210031；2.江蘇方天電力技術(shù)有限公司，江蘇南京 211002)

火力發(fā)電廠地處東海灘涂，每年的水草繁殖期一直是循環(huán)水系統(tǒng)最大的薄弱點(diǎn)。新上的2 臺(tái)660 MW超超臨界機(jī)組，由于取水的嚴(yán)格要求及建設(shè)費(fèi)用的限制，循環(huán)水系統(tǒng)依然沿用前期的開(kāi)式循環(huán)方式。機(jī)組分部試運(yùn)期間恰逢?yáng)|海海藻災(zāi)害[1]，循環(huán)水系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行，成為調(diào)試的攔路虎，經(jīng)多方考證首次在電廠大面積采用浮動(dòng)攔污排，并通過(guò)試驗(yàn)修改設(shè)備保護(hù)定值，修改設(shè)備運(yùn)行方式等措施成功地解決了難題，確保了機(jī)組的順利移交。

1 循環(huán)水系統(tǒng)概述

某火力發(fā)電廠建設(shè)2 臺(tái)660 MW 超超臨界機(jī)組，該工程機(jī)組冷卻用水采用海水直流供水方式，取水構(gòu)筑物均位于裁彎河北岸。由于地理原因，河水北岸流速明顯大于南岸，無(wú)論是下游海藻還是上游水草流經(jīng)河道時(shí)均貼近電廠取水口的北岸。電廠采用D3024×14 鋼管將循環(huán)水送至主廠房供機(jī)組冷卻使用，排水由鋼筋混凝土雙孔排水溝道（2×3.0 m×3.0 m）排入大海。系統(tǒng)主要設(shè)備包括循環(huán)水泵、循泵出口液控蝶閥、旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)、旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)沖洗系統(tǒng)、攔污柵及清污機(jī)，還包括循環(huán)水管道伸縮節(jié)、取排水構(gòu)筑物、水管溝、凝汽器二次濾網(wǎng)等。循環(huán)水系統(tǒng)構(gòu)成如圖1 所示，主要設(shè)備參數(shù)如表1至表3 所示。

2 現(xiàn)象及問(wèn)題分析

2.1 現(xiàn)象介紹

圖1 循環(huán)水系統(tǒng)簡(jiǎn)易圖

表1 循環(huán)水泵及電機(jī)主要參數(shù)

表2 框架式側(cè)面進(jìn)水旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)主要參數(shù)

表3 凝汽器二次濾網(wǎng)主要參數(shù)

循環(huán)水受水草影響最初反映在凝汽器入口的二次濾網(wǎng)上，電動(dòng)濾網(wǎng)運(yùn)行不長(zhǎng)時(shí)間即發(fā)生卡澀現(xiàn)象，電機(jī)過(guò)流保護(hù)工作，通過(guò)對(duì)濾網(wǎng)解體發(fā)現(xiàn)濾網(wǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)部分與靜止部分卡澀，經(jīng)分析設(shè)備未充分考慮到濾網(wǎng)壓差增大后對(duì)動(dòng)靜間隙的影響，設(shè)備上增大動(dòng)靜間隙，增加電機(jī)的功率，系統(tǒng)上增加反沖洗回水管徑，特別是修改程控方式，在水草多的6 月至9 月，增加反沖洗的頻率和濾網(wǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)速度，基本得到了控制。沖管結(jié)束后已是6 月底，循環(huán)水系統(tǒng)開(kāi)始由于循環(huán)水旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)經(jīng)常故障頻繁跳閘，就地檢查后發(fā)現(xiàn)系水藻堵塞旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)，且有破損現(xiàn)象，停止循環(huán)水泵處理。隔離系統(tǒng)并做好安全措施后，拉出旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)發(fā)現(xiàn)幾乎全部濾網(wǎng)網(wǎng)板被水藻堵塞，4 塊濾網(wǎng)鋼架損壞變形，并有22 塊網(wǎng)板被撕破，系統(tǒng)被迫停運(yùn)。

2.2 DCS 歷史曲線(xiàn)中查詢(xún)?cè)?/h3>

每當(dāng)落潮至最低點(diǎn)左右時(shí)，旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)前后液位差就會(huì)增大，差值最大可達(dá)0.6 m，如圖2 所示。

圖2 旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)未堵塞情況

當(dāng)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)前后液位差大于1.6 m 左右時(shí)就會(huì)造成旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)及循環(huán)水泵的停運(yùn)，如圖3 所示。

圖3 旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)堵塞情況

2.3 水量及水質(zhì)變化方面查詢(xún)?cè)?/h3>

當(dāng)時(shí)正處于梅雨季節(jié)，且事故發(fā)生前連續(xù)幾天下雨，大量雨水通過(guò)裁彎河匯入海水。經(jīng)項(xiàng)目工程部聯(lián)系相關(guān)單位，得知當(dāng)天在裁彎河上游的射陽(yáng)河曾開(kāi)閘放水。

2.4 綜合分析

綜上分析，其原因?yàn)槭鹿是耙欢螘r(shí)間雨量較大，上游射陽(yáng)河開(kāi)閘放水中夾雜著過(guò)多水藻涌入裁彎河，被循環(huán)水泵吸在旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)上。再加上當(dāng)時(shí)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)在慢速檔運(yùn)行，附著在旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)上的水藻來(lái)不急被沖洗水沖走，造成濾網(wǎng)前后水位差大，濾網(wǎng)后無(wú)水，循環(huán)水泵空轉(zhuǎn)跳閘。

3 問(wèn)題解決方法及措施

為保護(hù)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)，考慮到旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)跳閘前水位變化情況（如圖2、圖3 所示），增加了“濾網(wǎng)前后液位差大于1.4 m時(shí)，聯(lián)跳旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)”邏輯。但此邏輯中采用的液位信號(hào)保護(hù)為單點(diǎn)保護(hù)，同時(shí)考慮到循環(huán)水的重要性及對(duì)整臺(tái)機(jī)組的影響，在DCS 操作屏增設(shè)“投/切”按鈕，在水位信號(hào)不良或者其他特殊情況的時(shí)候，可由運(yùn)行人員將該保護(hù)切除，防止造成不必要的停機(jī)及損壞。為保護(hù)循環(huán)水泵，防止旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)跳閘或損壞后水藻及其他雜物進(jìn)入循環(huán)水泵及管道，增加了“旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)故障跳閘，聯(lián)跳對(duì)應(yīng)循環(huán)水泵”邏輯，同樣在DCS 操作屏增設(shè)“投/ 切”按鈕。在裁彎河循環(huán)水泵吸入口增設(shè)了一圈攔污浮筒，浮筒下面懸掛有1.7 m 高度的鋼濾網(wǎng)，用于平時(shí)粗濾水中雜質(zhì)及水藻。并定期派人清理濾網(wǎng)，將清理出的水藻及垃圾集中處理。為防止旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)損壞時(shí)，水藻及其他雜質(zhì)進(jìn)入凝汽器，更換了二次濾網(wǎng)的電機(jī)，并在原來(lái)只能間隔時(shí)間沖洗的二次濾網(wǎng)基礎(chǔ)上修改了邏輯，增加了連續(xù)沖洗程序，提高了凝汽器運(yùn)行的安全性[2]。積極聯(lián)系地方水利部門(mén)，上游射陽(yáng)河開(kāi)閘放水，運(yùn)行人員將及時(shí)采用旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)方式。

通過(guò)以上若干措施及方法，該機(jī)組的循環(huán)水系統(tǒng)在調(diào)試階段運(yùn)行正常，并順利通過(guò)了168 h 滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行考核，正常運(yùn)行的情況如圖4 所示。

圖4 正常運(yùn)行的情況

4 結(jié)束語(yǔ)

（1）建議廠方對(duì)攔污柵的間隙進(jìn)行核算及改裝，在不影響循環(huán)水額定進(jìn)水流量的前提下減小間隙，以能將水藻進(jìn)一步攔截；至于清污方面，可采用齒距更小或刷式清污等性能更優(yōu)的清污機(jī)。

（2）建議廠方在合適的時(shí)機(jī)改造沖洗水系統(tǒng)，增加一路生活水水源供水，或在滿(mǎn)足沖洗水泵入口必需汽蝕余量的情況改至無(wú)壓海水取水，以備在循環(huán)水泵停運(yùn)時(shí)對(duì)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)進(jìn)行沖洗。

[1]季國(guó)義.藻類(lèi)在電廠循環(huán)冷卻水中的危害[J].水處理技術(shù)，1987（4）：255-256.

[2]王又武，張 亮.影響凝汽器真空的因素分析及對(duì)策[J].華中電力，2002（3）：59-63.