呼和浩特抽水蓄能電站高壓鋼岔管水壓試驗(yàn)保溫措施

張有林+++令狐丹丹

摘 要：呼和浩特抽水蓄能電站高壓鋼岔管是國內(nèi)首個(gè)自主設(shè)計(jì)，自主制作完成的80kg級(jí)高強(qiáng)鋼岔管，作為一個(gè)兼科研與實(shí)用為一體的項(xiàng)目，故需要對(duì)制作完成的高壓鋼岔管進(jìn)行必要的測(cè)試驗(yàn)證——鋼岔管水壓試驗(yàn)，水壓試驗(yàn)時(shí)恰逢呼和浩特制作現(xiàn)場(chǎng)極端低溫天氣，全天平均氣溫在-11℃左右，最低氣溫為-20℃，為滿足設(shè)計(jì)要求的環(huán)境溫度和水溫溫度，我們制作單位也積極思考自主制作維溫設(shè)備設(shè)施，保證水壓試驗(yàn)得順利進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：水壓試驗(yàn)；設(shè)計(jì)溫度要求；加溫措施；防風(fēng)防雨防雪棚

1 概況

內(nèi)蒙古呼和浩特抽水蓄能電站所采用的兩個(gè)引水高壓鋼岔管的體型尺寸、所用材料、工作狀態(tài)等完全相同。岔管采用對(duì)稱“Y”型內(nèi)加強(qiáng)月牙肋結(jié)構(gòu)，主管直徑4.6m，支管直徑3.2m，最大公切球直徑5.2m，分岔角70°，岔管最大外形尺寸約為6.07×7.10×5.51m。設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力9.06MPa，采用790MPa級(jí)寶鋼廠生產(chǎn)的B780CF鋼材制造，岔管本體由6節(jié)和1個(gè)月牙肋構(gòu)成，管殼厚度為70mm，岔管月牙肋厚度為140mm。

2 控制措施

2.1 水溫控制措施

內(nèi)蒙古呼和浩特抽水蓄能電站2#高壓鋼岔管水壓試驗(yàn)，于2012年11月9日凌晨00：37開始，按照設(shè)計(jì)單位要求，水壓試驗(yàn)時(shí)環(huán)境溫度和試壓水溫都應(yīng)在5℃。但鋼岔管水壓試驗(yàn)階段，正處于呼蓄現(xiàn)場(chǎng)降溫階段，全天平均溫度在-11℃左右，全天最低溫度為-20℃，在這種惡劣的自然條件下，正常的施工作業(yè)完全沒有辦法實(shí)施，由于工地條件的限制，業(yè)主單位也沒有為我們建設(shè)施工廠房進(jìn)行施工，只有我們自己利用簡(jiǎn)單的彩鋼瓦和防雨布制作了簡(jiǎn)單的防風(fēng)防雨棚，保證雨雪天氣的正常施工，但這遠(yuǎn)不能達(dá)到水壓試驗(yàn)所規(guī)定的環(huán)境條件。為滿足高壓鋼岔管水壓試驗(yàn)?zāi)馨凑赵O(shè)計(jì)要求順利進(jìn)行，我們積極采取有效水壓試驗(yàn)溫控措施，以確保鋼岔管水壓試驗(yàn)?zāi)茼樌椒€(wěn)安全的完成。首先就考慮水壓試驗(yàn)過程中的注水溫度的控制，具體措施如下：

如上圖1圖所示，我們自主設(shè)計(jì)的水溫加熱裝置，其設(shè)計(jì)思路就是參考了現(xiàn)在很常見的家用即熱熱水器原理及工作特點(diǎn)：不需預(yù)熱，無需等待，隨時(shí)都可以用上熱水。一般市面上的即熱式電熱水器普遍功率較大，用時(shí)只要打開水龍頭，數(shù)秒中便可有溫度適宜的熱水供應(yīng)，十分快捷方便。但我們選擇的加熱棒的功率還要遠(yuǎn)大于家用的，一般家用的即熱熱水器的功率在6～8kW，可以保證熱水溫度在42℃左右，但其輸出的熱水量?jī)H為2.5L左右。顯然這種出水量難以滿足水壓試驗(yàn)鋼岔管近150m3的容量要求，我們?cè)O(shè)計(jì)的水溫加熱裝置的水箱容量為0.27m3，我們按照這一比例進(jìn)行計(jì)算，設(shè)計(jì)了五根加熱棒，每根加熱棒的功率為12kW，整個(gè)水溫加熱裝置所用的加熱棒功率加起來總和為60kW，可以將我自主設(shè)計(jì)水箱內(nèi)的即熱溫度預(yù)留在30℃左右，也滿足了正常的室溫要求，而實(shí)驗(yàn)結(jié)果也正如我們所預(yù)期的那樣，注水溫度達(dá)到了27℃。當(dāng)然我們這個(gè)裝置的安全性能，也是我們一個(gè)重要考慮環(huán)節(jié)，在容積為270L的金屬箱子里面裝置60kW的加熱棒，很可能會(huì)燒毀線路，很可能會(huì)使水箱的水溫過熱（如果不及時(shí)排水，或給水量不足的情況下），以妨礙我們水壓試驗(yàn)的正常進(jìn)行，我們派專職人員，時(shí)刻對(duì)溫控箱表面溫度進(jìn)行檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)溫度過熱，就立刻斷電檢修，幸而整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，均沒有出現(xiàn)類似事件。整個(gè)裝置的使用性能也得到了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，也為我們今后在惡劣的低溫條件下進(jìn)行水溫控制提供了可取借鑒。另外我們還在取水管外表面均包裹上保溫橡膠海綿（如下圖2所示）。

通過這一措施，我們做過實(shí)驗(yàn)表明，基本可以保證從水壓試驗(yàn)供水處引出的水到水溫加熱裝置處的水溫基本保持不變，在5℃左右，但最重要的是，我們可以預(yù)防在極端低溫的外部環(huán)境中，細(xì)內(nèi)徑小流量的取水管在室外結(jié)冰凍結(jié)不能正常工作，耽誤水壓試驗(yàn)進(jìn)度及岔管交貨進(jìn)度。經(jīng)過我們采用的雙層溫控措施以后，高壓鋼岔管水壓試驗(yàn)注水水溫溫度在27℃（如下圖3所示：為鋼岔管水壓試驗(yàn)注水水溫測(cè)溫儀）。

2.2 環(huán)境溫度控制措施

在環(huán)境溫度控制方面，搭設(shè)彩鋼結(jié)構(gòu)防風(fēng)、防雨雪棚，外面包裹上防雨油布，保證棚子不透風(fēng)、不透雨、不漏雪，處于一個(gè)封閉式狀態(tài)，以便于整個(gè)棚內(nèi)的環(huán)境溫度能得到控制，將外部惡劣的自然環(huán)境隔開。為了能夠?qū)⑴飪?nèi)的環(huán)境溫度提高到適宜溫度，我們同時(shí)在搭好的防風(fēng)棚內(nèi)的岔管底部平臺(tái)上鋪上6組加熱板（6*6=36塊），棚子頂部設(shè)置9塊加熱板，一共45快加熱板，對(duì)水壓試驗(yàn)施工環(huán)境進(jìn)行提溫，棚內(nèi)上下各布置1塊測(cè)溫計(jì)，在這種條件下，底部環(huán)境溫度穩(wěn)定在12℃，頂部離加熱板更近，測(cè)量溫度在20℃，通過這一措施已經(jīng)滿足了水壓試驗(yàn)對(duì)環(huán)境溫度的要求。為防止長(zhǎng)時(shí)間工作，導(dǎo)致加熱板過熱燒壞，我們購買了熱電偶，使得環(huán)境溫度可以設(shè)置在一個(gè)數(shù)值上，方便我們對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行控制，同時(shí)又可以避免加熱板不間隙工作，導(dǎo)致電路疲勞工作引起線路燒毀，更讓造作人員減少控溫工作量。同時(shí)安排維護(hù)電工定時(shí)檢查電路安全狀態(tài)，保證水壓試驗(yàn)全過程的環(huán)境溫度控制環(huán)節(jié)不出現(xiàn)故障。

3 結(jié)束語

我們通過上述幾項(xiàng)溫度控制措施，保證鋼岔管水壓試驗(yàn)時(shí)的環(huán)境溫度及水的溫度滿足設(shè)計(jì)要求，從而保證了鋼岔管水壓試驗(yàn)得以順利進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]DL/T 5017-2007[M].中國電力出版社，2007.

[2]電工學(xué)[M].高等教育出版社，2009.