概述

    臺州發(fā)電廠南臨椒江，凝汽器冷卻水從椒江江邊取水，為開式循環(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，已分別建成一、二、三 、四期工程a6號機運行，系統(tǒng)布置如圖1所示。

    1 存在的問題

    近年來由于進水口及前池出現(xiàn)泥沙淤積，在低潮位時一期循泵進水不足，造成循泵夾帶空氣嚴重，振動大，出水壓力偏低（母管壓力只有0．05MPa）。尤其是1、2號循泵并列運行時水量明顯不足，泵的振動加大，出水壓力最低為0．04 MPa。雖然每年對進水口及前池進行挖泥，但不能解決這一問題。為了保證循泵的安全運行 ，不得不調(diào)整循泵運行方式，即避開1、2號泵同時運行，使兩臺泵常年有1臺處于備用狀態(tài)，造成循環(huán)水系統(tǒng)安全運行方面存在薄弱環(huán)節(jié)。

    2 原因分析

    循環(huán)水系統(tǒng)影響機組安全經(jīng)濟運行主要表現(xiàn)在凝汽器真空的下降，循環(huán)水虹吸的破壞，影響機組的出力。尤其在夏天，由于1、2號機凝汽器真空低，出水虹吸破壞次數(shù)較多，機組不得不經(jīng)常降出力運行。其原因一方面是循環(huán)水壓力偏低（0．04～0．05 MPa）。另一個方面是一、二次濾網(wǎng)效果差。一～三期的一次濾網(wǎng)型號為ZH－3000，按66典水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，為無框架正面進水結(jié)構(gòu)，1982年開始投入運行。由于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)低，設(shè)備老化，存在以下問題：(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)大量進入，使凝汽器換熱效果明顯下降，嚴重影響凝汽器真空。

    1、2機凝汽器原設(shè)計在廠房內(nèi)凝汽器入口處裝有2臺Φ1400固定式二次濾網(wǎng)，需沖洗時，開啟蝶閥導(dǎo)流沖洗。二次濾網(wǎng)經(jīng)過十幾年運行已全部損壞，在大修時已拆除，改成直通管通水。在夏季和汛期，大量的懸浮垃圾及雜物進入凝汽器，影響凝汽器真空，有時甚至影響到循環(huán)水出水虹吸，嚴重影響機組的安全運行。

    為了保證機組安全經(jīng)濟運行，不得不在每天3個低谷時段為凝汽器清掃及運行反沖洗，緩解汽輪機因真空低帶不上負荷的矛盾，減少循環(huán)水虹吸破壞現(xiàn)象。

    3 改進措施

    為了增加機組安全性與經(jīng)濟性，提高設(shè)備運行可靠性及減少設(shè)備維護的勞動強度，必須盡快解決循環(huán)水系統(tǒng)存在的問題，經(jīng)過詳細的分析與論證，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、二期工程前池增開新的進水口。(4)既拆除一 、二期與三期前池的隔墻，同時又在一、二期前池增開進水口。為了尋求改造的最佳效果，使泥沙量淤積最少，同時盡可能減少改造工程量，對4種改造方案和原設(shè)計方案進行水工模型試驗。先進行清水試驗，觀察各種方案在不同運行工況下，即泵的不同運行方式和不同潮位下進水口前池的水流流場，測量前池內(nèi)各主要部位的流速分布，定性分析進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。

    通過清水試驗得出以下結(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，施工期間影響機組運行，不可取。第1種方案對改善現(xiàn)有問題有明顯效果，該區(qū)域原流速較低 ，淤積嚴重，即部分隔墻拆除后，該區(qū)域流速明顯增大，由原來0.076 m/s提高到0.29m/s，前池流速在低潮位時分布矢量圖如圖2所示。這對改善前池在1、2號泵前的淤積以及1、2號泵在低潮位時的搶水現(xiàn)象有明顯的作用，并且工程量最小。對此方案進行混水試驗，可確定進水口流道及前池中各部分淤積情況。從試驗結(jié)果來看 ，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。通過上述試驗與分析，決定采用方案1(局部連通法)，解決前池進水口存在的問題。

    3.2 一次濾網(wǎng)改造

    對國內(nèi)最新旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)進行了較全面的調(diào)研，通過仔細的分析比較后決定采用“圓弧嚙合式”旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)，整臺更換。“圓弧嚙合式”旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)優(yōu)點是：

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

    (2) 網(wǎng)板水阻小，過水量大。

    (3) 采用懸掛式傳動方式，將傳統(tǒng)的保險銷過負荷保護改為利用壓縮彈簧受壓后變形，使行程開關(guān)斷電，起到超負荷保護作用，當(dāng)排除超負荷因素后，彈簧自動復(fù)位，即可接通電源使濾網(wǎng)正常運行，維修方便。

    (4) 制造精度提高，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、靈活、噪聲小、無卡澀現(xiàn)象。

    3.3 二次濾網(wǎng)改造

    我廠曾使用過的二次濾網(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)實際使用情況以及對同類型機組使用情況的調(diào)研結(jié)果，認為網(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)計為齒輪傳動，小齒輪容易損壞，垃圾容易進入齒輪室造成傳動卡澀，故選用渦輪渦桿傳動網(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。在循泵出口閥門井內(nèi)，1、2、3號循環(huán)水母管上并列布置3臺Φ1800二次濾網(wǎng)，此方案投資較省、施工工期短。對原閥門井內(nèi)1、2、3號循環(huán)水母管部分管道、閥門進行更換，保留原有膨節(jié)及逆止門，將二次濾網(wǎng)布置在循泵出口逆止門及電動門之間，二次濾網(wǎng)前及電動蝶閥前各增設(shè)一伸縮接頭，將循泵出口母管及閥門布置在新設(shè)切換閥門井內(nèi)，如圖3所示。

    4 改造后的效果

    在2001年上半年1號機大修過程中，實施了上述改造方案。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行。工程歷時90多天，使一、二期前池與三期前池相通。另外對1、2、3號循泵一次濾網(wǎng)逐臺進行更換。對二次濾網(wǎng)改造土建工程在大修前實施并大部份完工，在大修期間對管道、濾網(wǎng)進行改造，加裝3臺二次濾網(wǎng)。

    對循環(huán)水進水口改造效果進行驗證，在最低潮位時，同時開啟1、2、9號相鄰循泵運行，循泵振動正常壓力達0．08 MPa，但一期循泵有空氣聲，母管振動偏大，說明進水口總的水量不足，但比改造前狀況有明顯好轉(zhuǎn)，正常運行母管壓力 在0．08～0．12 MPa，在各種潮位下可靈活安排各臺循泵的運行方式。同時凝汽器進水壓力提高到0．06～0．09 MPa，達到了改造的預(yù)期目的。

    5 進一步改進的建議

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

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

    一、二期循泵從總體情況來看，循泵出力偏低，運行可靠性較差，循環(huán)泵循環(huán)水流量普遍不能達到額定值，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行，以保障循環(huán)水系統(tǒng)安全運行，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，存在同樣問題，3、6號機原老式二次濾網(wǎng)也存在問題，有的已不能運轉(zhuǎn)或已取消。夏季凝汽器清掃頻繁，影響機組正常運行 。建議對老式的一、二次濾網(wǎng)進行改造，提高設(shè)備可靠性。只有這樣，全廠循環(huán)水系統(tǒng)運行狀況才能得到徹底的改善。