（1.辽宁红沿河核电有限公司；2.江苏电力装备有限公司）
摘要：本文针对某电厂凝结水自动反清洗过滤器压差升高后，自动反冲洗失效，压差无法下降的现象，进行了根本原因分析。并结合多电厂的试验改造和经验反馈的成果，提出了更加有效的处理方法，对自动反冲洗过滤器在运行和维修上都具有重要的借鉴意义。
关键词：过滤器；密封装置；根本原因分析
1.凝结水反冲洗过滤器概述
电站凝结水泵出口设计有一台自动反冲洗过滤器，含有杂质的凝结水进入过滤器，随着滤网内的杂质增多，滤网内外产生压差，压差升高到设定值，过滤器触发自动反冲洗程序，进行自动反冲洗。此时排污阀将自动打开，排污斗做旋转运动，排污斗与滤网之间形成密封，排污斗内水压力将迅速降低，滤网外的压力大于排污斗内压力，形成压差使得滤网外的干净水进入滤网内反冲洗滤孔。
2. 凝结水过滤器问题综述
2.1.过滤器反冲洗后压差无法下降
自动反冲洗设定值为15kPa，高高压差报警设定值为30kPa。
过滤器运行10～15天后，压差逐渐升至15kPa，触发自动反冲洗程序，反冲洗后压差下降不明显，过滤器频繁触发反冲洗不能停止，过滤器被迫切换至旁路运行。导致凝结水大量损失，影响水质，大大增加了下游滤网堵塞的风险。
3.根本原因分析
3.1过滤器反洗失效原因分析
进行分析,其反洗失效原因可分为三项，分别为反洗压差值、节流孔板孔径，排污斗与滤网之间的密封装置泄漏。其中难点是排污斗与滤网之间的密封装置泄漏。
3.2. 三项工程技术问题解决方案
1）优化运行参数
过滤器的初始反冲洗差压值为15kPa，过低的压差很容易启动自动反冲洗程序和高高压差报警程序，导致频繁排污。因此，将过滤器的自动反冲洗差压设定值调整为40kPa，高高压差报警设定值调整为60kPa。经此运行参数优化后，显著降低了过滤器的自动反冲洗排污频率。
2）节流孔板改造：
将排污管道节流孔板扩孔，以增加反洗排水量形成更大的反洗压差；同时缩短单格冲洗时间，减少凝结水损失量，使修改节流孔板前后排污水量相同。节流孔改造，反洗效果有一定改善。
3）密封装置改造试验（初始进行了两次改造）
原始设计：排污斗与滤网网壁密封材料选用橡胶，排污斗与网芯分格隔板之间的间隙为（3-5）mm，形成较大侧漏缝隙，无法建立有效的反冲洗差压。
a.π形橡皮条密封方案
在排污斗上增加π形密封橡皮条，网芯分格隔板上也改进为π形密封橡皮条；两者间的间隙要求保证在0～1mm。
过滤器在运行约45天后发生卡滞故障，检查发现橡皮条之间有显著刮擦现象。
改造失效原因：橡胶容易变形，不能保证整个密封面间隙均匀。
b.π形尼龙条密封方案（尼龙）
排污斗和网芯分格之间采用π形尼龙条密封，投运21天后，发生第1次轻微的正转卡滞故障，反转排除故障后恢复正常；投运30天后发生第2次较严重的正转卡滞故障。
尼龙材质：吸水膨胀，尼龙的吸水膨胀系数存在差异。
4.研究改进方法
4.1根本原因分析
从π形橡皮条密封方案和π形尼龙条密封方案的设计失败中，可以看出我们一直未准确寻找到密封失效的根本原因。
设计材料的选型不正确，尼龙和橡胶均会发生不可控的变形，最终导致导致卡涩的发生。
4.2新“弹性密封装置改进方案”介绍
4.2.1.弹性密封装置的结构
弹性密封装置的结构（图1），主要内容如下：
1)排污斗上的弹性密封条
A.排污斗上装设弹性密封条：密封条为一能自由活动的平板，置于卡槽内，密封条背面设有顶紧弹簧；每组弹性密封条上设置弹簧，弹簧材质为316不锈钢；
B.弹性密封条端面加工斜楔角，材质为锡青铜。锡青铜的摩擦系数小，耐蚀性能优。
C.弹性密封条与卡槽之间保持适当间隙，既要防止凝结水中的杂质卡滞密封条，又不宜形成太大间隙。
D.卡槽边缘加工成圆角，避免锐角卡滞弹性密封条。
图1（弹性密封结构）
2)网芯上的固定密封条
网芯分格隔板上装设有L形密封条，采用螺栓固定。密封条端面加工有斜楔角，密封条材质为316L不锈钢。
3)在排污斗旋转过程中，如果有较大颗粒的杂质卡在弹性密封条与L形固定密封条之间；或者过滤器长期运行后，主轴轴套磨损，排污斗向一侧偏移，导致弹性密封条与L形固定密封条之间发生干涉。此时弹性密封条自动向后退让，避免了卡滞故障的发生。
最大退让行程满足设计要求，已足够保证过滤器安全运行。
4）排污斗旋转用电动执行机输出转矩（注：可现场调整设定）
假定密封条之间干涉时，弹性密封装置产生的最大附加转矩：T
计入弹性密封装置附加转矩后的排污斗实际工作力矩：T0’’
T0’’＜＜T0，计入弹性密封装置附加转矩后的排污斗实际工作力矩远低于电动执行机的最大输出力矩，增设的弹性密封装置不会影响排污斗的正常旋转。
4.3新方案可靠性论证
4.3.1.理论分析
1)排污斗和网芯之间的装配间隙控制在设计标注之间，反冲洗排污能力能够得到充分保证。
2)密封条为金属材质，不存在吸水膨胀问题。
3)弹簧装置，避免了卡滞故障的发生。
4)弹簧按Ⅰ类弹簧设计制造，弹簧使用寿命达到70年以上。
5)通过理论计算，弹性密封装置产生的最大附加转矩，远低于电动执行机的最大输出力矩。
4.3.2.试验验证
新方案进行了试验，验证反冲洗能力、排污斗实际转矩、旋转的灵活性、弹性密封条的伸缩补偿性能。
1)排污斗与网芯组装成一体。网芯共12分格，弹性密封装置装配时，让10个分格隔板上的L形密封条与排污斗上弹性密封条之间的间隙保持在设计值之间，另2个分格隔板上的L形密封条与排污斗上弹性密封条人为重叠（干涉），使弹簧定期动作。
2)用数显扭矩扳手驱动排污斗旋转，测试排污斗实际转矩。50～90N.m；在密封条干涉的位置，扭矩扳手显示的转矩为200～240N.m；符合设计要求。
3)排污斗转动轻便，没有死点和卡滞现象。
4)弹性密封条伸缩灵活，完全达到设计要求。
5.结论
通过改进原有过滤器的密封结构，研究出了质量与安全兼顾的反冲洗过滤器密封结构，为电站凝结水的安全与稳定的过滤提供了根本的保障；此种弹性密封装置在过滤器上是首创性，具有非常大的借鉴意义。
参考文献
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[2]刘广龙．过滤设备研发现状与展望．过滤与分离，2004,3(14):43-44
[3]成大先．机械设计手册（单行本）－工程材料．化学工业出版社，2004,1
论文作者:张绍然1,陈荣明2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第25期
论文发表时间:2019/2/25
标签：弹性论文; 密封条论文; 过滤器论文; 滤网论文; 装置论文; 转矩论文; 凝结水论文; 《电力设备》2018年第25期论文;