刘泳
【摘 要】某电厂安全厂用水系统内设备的正常、可靠关乎某电厂机组的稳定运行。本文重点介绍鼓型滤网平时容易出现的老问题和近期的一些新问题，分析原因，探讨解决办法和改进措施，希望对本系统以后的正常运行有所裨益。
【关键词】安全厂用水系统；运行；鼓型滤网；故障；经验反馈
0 前言
安全厂用水系统能够将设备冷却水系统（以下简称RRI系统）收集的热负荷传送至海水。该系统即是冷却系统的一部分，又具有安全功能：能够在发电机组正常运行和事故情况时，把从安全有关系统、构筑物、部件收集的热负荷传送至海水。该系统内大部分设备运行时与海水直接接触，且某电厂所处海域泥沙含量高，导致该系统内大部分设备的运行环境恶劣。该系统内负责粗过滤海水和除污的鼓型滤网运行负担重，故障率高，对电厂机组的安全稳定运行带来挑战。
1 系统运行
1.1 系统流程
安全厂用水系统由两个实体隔离且独立的回路构成A、B两个系列。该系统取水口低于海平面5.82米，从两条DN1200的钢筋混凝土内衬玻璃钢管的隧道抽取海水。海水通过近300米的隧道进入海水泵房，由拦污栅、格栅除污机、鼓型滤网等设备进行粗过滤和除污，去除海水中的部分杂物。海水泵房内配备四台安全厂用水系统的鼓型滤网，每台鼓型滤网上游分别设置一台检修闸门。
1.2 系统设备
安全厂用水系统内海水经格栅除污机进入鼓型滤网，鼓型滤网的作用是去除海水中细小杂物，以确保系统设备的正常稳定运行。鼓型滤网直宽为1.8米，直径为19米，网孔为3*3毫米。鼓型滤网主要由小齿轮、冲洗装置、鼓骨架外侧的齿圈、驱动装置、润滑系统、阴极保护块、鼓骨架、主轴、密封装置等部件装置构成，如图1所示。正常运行时由驱动装置带动小齿轮，鼓骨架外侧的齿圈与小齿轮啮合，驱动鼓型滤网以设计线速度的转动。
鼓型滤网由实心主轴和装设在主轴上的鼓骨架、轮毂、密封装置等组成，正常运行时双面进水，鼓形旋转，结构较为坚固。鼓型滤网的驱动、传动由双速电机、变速箱、传动轴、小齿轮、鼓骨架外侧的齿圈等配合完成。主轴采用调心滚珠轴承支撑，配备润滑系统连续添加润滑油脂。鼓型滤网连续转动的同时，海水经鼓网鼓骨架内侧，通过网板向外侧流动。
冲洗装置由反冲洗水泵，反冲洗过滤器和冲洗管线以及喷嘴组成。反冲洗水泵从吸水暗渠吸水，对鼓型滤网进行连续冲洗，以去除鼓型滤网网板上残留的细小沙粒、杂物等。每台鼓型滤网分别配有两套反冲洗水装置，一用一备。在反冲洗管路上另有一根支管，对吸水暗渠进行冲洗搅混。
当鼓型滤网内外压差值小于0.2米水柱时，以低速模式运转（线速度5米/分钟）。当设在鼓型滤网前后的三组压差探测器其中两组显示大于等于0.2米水柱时，鼓型滤网以高速模式运转（线速度为15米/分钟）；当三组压差探测器其中两组显示压差值小于0.2米水柱时，鼓型滤网经320秒延时（相当于再转动11/3转），由高速模式切换至低速模式运转。如果压差值大于等于0.3米水柱时，向主控室发出第一次报警，此时由运行人员对滤网进行检查。如果压差值大于等于0.5米水柱时，向主控室发出第二次报警。
2 经常发生的故障及分析
2.1 鼓型滤网齿轮故障及改进方案
鼓型滤网由传动轴上的小齿轮与鼓骨架外侧的齿圈啮合带动鼓型滤网转动，鼓骨架外侧的齿圈常年在泥沙含量较高的海水中运行。虽然反冲洗水有连续对齿圈进行冲洗的作用，但反冲洗水水源也为泥沙含量较高的海水，所以齿圈上不可避免的残留了细小沙粒等杂质。运行一段时间就会出现齿轮、齿圈磨损，严重时影响鼓型滤网的正常运行。
在鼓型滤网的运行环境及工况均无法改变的情况下，要减少齿轮、齿圈的故障次数，就必须找到降低齿轮、齿圈磨损烈度，减缓磨损速率的方法。笔者从改进齿轮齿圈尺寸，改进材料等方面进行研究。经过学习国内外相关资料，与电厂内外部专家进行研讨，最终确定的改进方案为：将齿轮、齿圈由原碳钢材质换型为MC尼龙材质。该材质具有比传统金属齿轮耐疲劳、惯性低、耐腐蚀、耐磨、抗冲击、可无润滑运行、运行噪音低等优点。由于MC尼龙材料的硬度低于碳钢，对于精度较高的细小沙粒、杂物等具有较好的包容能力，可以有效减少该类物质带来的磨损。采用弹性模量和泊松比不同的材料制造齿轮、齿圈，能够较大地降低齿面的接触应力，提高齿面抗胶合、耐磨损能力，减小了齿面的磨损，适合应用在泥沙含量较高的海水工况下。
2.2 鼓型滤网斜拉筋介绍及断裂诱因
鼓型旋转滤网有二十根主辐条，每根主辐条两侧各有一根斜拉筋，共计40根斜拉筋，如图2所示。
正常运行时，如鼓型旋转滤网斜拉筋发生断裂，断裂位置大部分在拉筋与主轴的螺纹连接处，如图3所示。
拉筋断裂位置均靠近螺纹的上部，从几何形状上和拉筋整体受力上来看，此处拉筋应力最大，结合受力分析，拉筋受到循环载荷作用，存在疲劳断裂的受力源。鼓型滤网拉筋5年更换一次，鼓型滤网运行一周大约12分钟，在寿命内，拉筋受到约219000次循环载荷，且循环载荷不大，属于低周期低应力疲劳断裂，在这种情况下发生断裂，主要是海水腐蚀环境诱发了断裂。
3 小结
安全厂用水系统为安全相关系统，本系统设备的长期正常稳定运行，对于整个机组的安全性，经济性有着十分重要的意义。系统内鼓型滤网等设备运行环境恶劣，故障率较高，影响整个系统的稳定性。应增加对该类设备的关注，从内因及外因等方面对已经存在和可能发生的故障进行分析，及时消缺或改造换型。
【参考文献】
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