電站鍋爐安全閥在線校驗(yàn)技術(shù)的應(yīng)用

粟崗

摘 要：使用儀器設(shè)備，對(duì)安全閥實(shí)施在線校驗(yàn)，是目前國(guó)外新起的一種校驗(yàn)方式。比較安全閥傳統(tǒng)的系統(tǒng)升壓校驗(yàn)和離線校驗(yàn)，使用儀器在線校驗(yàn)具有準(zhǔn)確、便捷、安全的特點(diǎn)。文章通過(guò)對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用研究，驗(yàn)證在線校驗(yàn)?zāi)軌蚝芎玫貞?yīng)用在電站鍋爐安全閥校驗(yàn)上。

關(guān)鍵詞：安全閥；在線校驗(yàn)；鍋爐

中圖分類(lèi)號(hào)：TK22 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）06-0148-04

Abstract： Using instruments and equipment to carry out on-line check on safety valve is a new check method in foreign countries at present. Compared with the traditional system boost check and off-line calibration of the safety valve， the on-line calibration with the instrument has the characteristics of accuracy， convenience and safety. In this paper， through the application of this technology， it is verified that on-line calibration can be used in the boiler safety valve calibration of power plant.

Keywords： safety valve； on-line calibration； boiler

安全閥是電站鍋爐等承壓類(lèi)特種設(shè)備的一種常用超壓保護(hù)裝置，目前廣泛應(yīng)用于各大電廠和工業(yè)企業(yè)的自備電廠。為保證安全閥的正常作業(yè)，國(guó)內(nèi)相關(guān)規(guī)定：安全閥每年應(yīng)進(jìn)行一次校驗(yàn)[1-3]。安全閥校驗(yàn)一般在采用傳統(tǒng)的系統(tǒng)升壓校驗(yàn)和離線校驗(yàn)兩種方法外，還有一種在線校驗(yàn)的技術(shù)。在線校驗(yàn)是從國(guó)外引進(jìn)的使用在線儀器對(duì)安全閥進(jìn)行在線校驗(yàn)的技術(shù)，它沒(méi)有系統(tǒng)升壓試跳安全閥時(shí)系統(tǒng)超壓帶來(lái)的危險(xiǎn)性，也能夠避免因離線校驗(yàn)安全閥而將鍋爐停爐所造成的損失[4]。但目前仍有部分電廠不了解在線校驗(yàn)，對(duì)該校驗(yàn)方法存有疑慮。本文作者從事安全閥在線校驗(yàn)工作已近十年，通過(guò)應(yīng)用研究，驗(yàn)證在線校驗(yàn)技術(shù)具有準(zhǔn)確、安全的特點(diǎn)，能夠很好地應(yīng)用在電站鍋爐安全閥校驗(yàn)上。

1 安全閥現(xiàn)場(chǎng)在線校驗(yàn)實(shí)例

在線校驗(yàn)是給安全閥閥桿施加提升力代替系統(tǒng)自身壓力，通過(guò)校驗(yàn)設(shè)備的提升力不斷的提升而模擬安全閥起跳的過(guò)程。當(dāng)在線校驗(yàn)裝置提供的提升力到達(dá)安全閥開(kāi)啟壓力時(shí)，也就是安全閥進(jìn)口端的介質(zhì)壓力剛好和彈簧預(yù)緊力相等時(shí)，安全閥芯就會(huì)開(kāi)啟。將油缸中的油泄掉后，設(shè)備施加給安全閥的力消失，導(dǎo)致不斷上升的氣壓曲線下降，理論上壓力-時(shí)間曲線的拐點(diǎn)就是安全閥的整定壓力值[5]。

使用某型號(hào)安全閥在線校驗(yàn)儀，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)不同類(lèi)型的高參數(shù)及低參數(shù)鍋爐安全閥分別進(jìn)行校驗(yàn)，然后將校驗(yàn)結(jié)果各自進(jìn)行核對(duì)，以驗(yàn)證其能否滿足高、低參數(shù)鍋爐安全閥的校驗(yàn)。

（1）高參數(shù)閥門(mén)首先以參數(shù)較高的某電站鍋爐在線安全閥校驗(yàn)為研究對(duì)象。

某電廠安全閥參數(shù)如表1所示。

圖1為安全閥在線校驗(yàn)方法的提升力-時(shí)間曲線。油缸將持續(xù)增加的提升力施加到閥桿上，綠色曲線平滑往上走；當(dāng)提升力繼續(xù)增加，提高到一定的時(shí)候，提升力克服施加在閥桿上的彈簧預(yù)緊力被提起，在提起的這一瞬間，綠色曲線出現(xiàn)拐點(diǎn)，此拐點(diǎn)的開(kāi)啟壓力F0通過(guò)終端計(jì)算機(jī)換算得到P0，然后再加上系統(tǒng)自身的負(fù)荷壓力Ps，即為安全閥的起跳壓力，其得出的結(jié)果起跳分別為20.303MPa，與設(shè)計(jì)開(kāi)啟壓力20.24MPa誤差非常小。如果校驗(yàn)得出的開(kāi)啟壓力過(guò)大或過(guò)小，則需要調(diào)整安全閥的調(diào)整螺栓，然后再進(jìn)行校驗(yàn)，直到檢驗(yàn)結(jié)果符合規(guī)定誤差值。

為了保證數(shù)據(jù)的有效性，還需要對(duì)該鍋爐安全閥進(jìn)行同樣操作，對(duì)比結(jié)果并進(jìn)行驗(yàn)證。驗(yàn)證校驗(yàn)曲線如圖2所示。

校驗(yàn)結(jié)果為20.297MPa，與前次校驗(yàn)數(shù)據(jù)相差非常小，所以本臺(tái)在線校驗(yàn)儀的測(cè)量數(shù)據(jù)的精確性和穩(wěn)定性非常好，幾乎能夠完全克服自身誤差帶來(lái)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的影響，滿足電站鍋爐安全閥的在線校驗(yàn)要求。

然后將兩次測(cè)試結(jié)果平均后獲得整定值。汽包右側(cè)2#門(mén)在線校驗(yàn)兩次校驗(yàn)所得結(jié)果如表2所示。

兩次測(cè)試結(jié)果平均后獲得整定值：

（20.303+20.297）/2=20.300MPa

（2）低參數(shù)閥門(mén)

為驗(yàn)證設(shè)備對(duì)低參數(shù)安全閥的校驗(yàn)性能，同樣也對(duì)壓力參數(shù)稍低的安全閥選取進(jìn)行校驗(yàn)。

某自備電廠鍋爐安全閥參數(shù)如表3。

在滿足檢驗(yàn)條件下，前面的過(guò)程，操作儀器進(jìn)行校驗(yàn)。

由于閥門(mén)在使用過(guò)程中整定壓力已經(jīng)發(fā)生能夠改變，所以在對(duì)閥門(mén)的調(diào)整螺桿多次調(diào)整后，最后校驗(yàn)結(jié)果為4.447MPa，校驗(yàn)過(guò)程曲線圖如圖3。與設(shè)計(jì)開(kāi)啟壓力4.46MPa誤差在相關(guān)規(guī)定范圍以?xún)?nèi)。

然后再進(jìn)行驗(yàn)證性校驗(yàn)，操作步驟如前，校驗(yàn)過(guò)程曲線圖如圖4。

這次驗(yàn)證性校驗(yàn)結(jié)果為4.478MPa，雖然與前次結(jié)果略有誤差，但與閥門(mén)的設(shè)計(jì)開(kāi)啟壓力誤差在相關(guān)規(guī)定范圍以?xún)?nèi)。產(chǎn)生誤差的原因是該臺(tái)鍋爐為生活垃圾燃燒鍋爐，垃圾發(fā)熱值不穩(wěn)定，爐膛溫度不好控制，造成鍋爐系統(tǒng)壓力略有波動(dòng)，即P0值有波動(dòng)，所以造成測(cè)量數(shù)據(jù)有誤差，與本身儀器的測(cè)量無(wú)關(guān)。而且本臺(tái)鍋爐現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境差，空氣中粉塵較多，也會(huì)對(duì)儀器造成影響。但是即便如此，該臺(tái)設(shè)備在各種不利影響下，依然校驗(yàn)出誤差很小的數(shù)據(jù)，本身就證明了該設(shè)備的精確性和穩(wěn)定性都相當(dāng)優(yōu)良，不僅符合電站鍋爐安全閥的在線校驗(yàn)，也適用于電站鍋爐輔機(jī)系統(tǒng)及其他低壓管道系統(tǒng)的安全閥校驗(yàn)。

將兩次測(cè)試結(jié)果平均后獲得整定值。兩次校驗(yàn)所得結(jié)果如表4所示。

2#爐汽包右側(cè)安全閥在線校驗(yàn)數(shù)據(jù)表4。

兩次測(cè)試結(jié)果平均后獲得整定值：

（4.447+4.478）/2=4.463MPa

通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證，無(wú)論是高參數(shù)還是低參數(shù)的閥門(mén)，在系統(tǒng)壓力穩(wěn)定的情況下，同一閥門(mén)的測(cè)量值之間的誤差是很小的。所以在線檢測(cè)技術(shù)非常合適應(yīng)用在電站鍋爐安全閥的在線校驗(yàn)上。

2 不同校驗(yàn)方法的對(duì)比

離線校驗(yàn)、系統(tǒng)升壓試跳、在線儀器校驗(yàn)是目前電站鍋爐安全閥校驗(yàn)的三種基本模式?？梢酝ㄟ^(guò)實(shí)際應(yīng)用來(lái)橫向?qū)Ρ葴y(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（1）某磷電公司鍋爐安全閥離線校驗(yàn)報(bào)告。在冷態(tài)下的離線校驗(yàn)，該磷電公司鍋爐過(guò)熱器安全閥先導(dǎo)閥副閥的整定壓力為3.97MPa。

（2）安全閥由于在使用過(guò)程中受系統(tǒng)的壓力和溫度的影響，冷態(tài)和熱態(tài)不同狀態(tài)下安全閥起跳壓力是不一樣的。因此我們對(duì)這只安全閥的校驗(yàn)研究首先采用離線冷態(tài)校驗(yàn)的方式。按照校驗(yàn)步驟，我們測(cè)得壓力曲線如圖5所示。

從圖5中的曲線我們看出：要求整定的壓力為3.97MPa，實(shí)際校驗(yàn)壓力3.921MPa，兩相比較，誤差值為：

△P=3.97-3.921=0.049MPa，誤差較大。

在使用過(guò)程中，這只安全閥會(huì)在3.92MPa，未達(dá)到3.97的情況下提前起跳，對(duì)鍋爐運(yùn)行造成安全隱患。

為了保證鍋爐運(yùn)行安全，我們將安全閥限位螺母打開(kāi)，需要對(duì)調(diào)整螺帽擰緊一定程度，然后再進(jìn)行校驗(yàn)。

經(jīng)調(diào)整多次后，校驗(yàn)的整定值接近設(shè)計(jì)值且在誤差范圍以?xún)?nèi)，其在線校驗(yàn)過(guò)程曲線如圖6所示。由圖6可知：該安全閥經(jīng)在線校驗(yàn)后，整定的開(kāi)啟壓力為3.978MPa，符合設(shè)計(jì)開(kāi)啟值。

（3）在線校驗(yàn)完成后，我們通過(guò)安全閥的升壓試跳來(lái)確定在線校驗(yàn)儀的校驗(yàn)準(zhǔn)確性。升壓試跳的起跳值是安全閥在使用工況下的實(shí)際起跳值，只是由于起跳的時(shí)候系統(tǒng)已經(jīng)處于超壓狀態(tài)，是一種事故未遂狀態(tài)，校驗(yàn)過(guò)程對(duì)校驗(yàn)人員和鍋爐系統(tǒng)都比較危險(xiǎn)。

通過(guò)該磷電公司當(dāng)天現(xiàn)場(chǎng)鍋爐操作值班人員值班記錄可知：該過(guò)熱器安全閥在升壓試跳過(guò)程中的起跳壓力為3.98MPa，與在線校驗(yàn)儀的校驗(yàn)壓力幾乎一致。

從同一只安全閥的三種校驗(yàn)方法在應(yīng)用中的比較，我們不難分析：離線校驗(yàn)的安全閥在使用過(guò)程中的誤差比較大。離線校驗(yàn)（冷調(diào)）的整定壓力和在線校驗(yàn)、升壓試跳（熱調(diào)）的整定壓力存在誤差，主要是由于彈簧受熱后性能下降而導(dǎo)致的。

我們?cè)賮?lái)比較該鍋爐過(guò)熱器安全閥熱態(tài)調(diào)試的兩組數(shù)據(jù)，由于升壓試跳是安全閥在系統(tǒng)超壓時(shí)的實(shí)際起跳值，現(xiàn)場(chǎng)升壓試跳的數(shù)據(jù)相對(duì)來(lái)說(shuō)是準(zhǔn)確的，能很好地驗(yàn)證在線校驗(yàn)的準(zhǔn)確性，但系統(tǒng)已經(jīng)處于超壓狀態(tài)，比較危險(xiǎn)。而在線檢測(cè)的工況與升壓試跳過(guò)程中系統(tǒng)工況很接近，一般在線校驗(yàn)時(shí)候的系統(tǒng)壓力一般為系統(tǒng)額定壓力的75%左右，接近安全閥起跳時(shí)的壓力，所以所校驗(yàn)的校驗(yàn)值也有很好的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。所以在線校驗(yàn)法既沒(méi)有升壓試跳時(shí)的危險(xiǎn)性，也沒(méi)有離線校驗(yàn)產(chǎn)生的誤差，能很好地滿足電站鍋爐安全閥在線校驗(yàn)的要求。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)，對(duì)比得出安全閥在線校驗(yàn)技術(shù)對(duì)安全閥校驗(yàn)的校驗(yàn)值具有很高的穩(wěn)定性，能很好地克服離線校驗(yàn)帶來(lái)的種種不便和各種不利因素消除冷、熱態(tài)校驗(yàn)帶來(lái)的校驗(yàn)誤差。又由于校驗(yàn)時(shí)工況和升壓試跳時(shí)工況近似，可以得出接近升壓試跳時(shí)的起跳壓力值，而沒(méi)有升壓試跳帶來(lái)的危險(xiǎn)，具有很好的準(zhǔn)確性和安全性。因此在線技術(shù)具備傳統(tǒng)校驗(yàn)方式?jīng)]有的優(yōu)勢(shì)，將在線校驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用在電站鍋爐的安全閥校驗(yàn)中，能夠更好地提高校驗(yàn)水平和校驗(yàn)質(zhì)量。

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