1、锅炉安全阀在线校验仪检测经验探讨 裘根泉 杭州市特种设备检测研究院 摘 要： 电站锅炉的安全阀有大型、高部位、焊接式的特点, 采用在线校验仪检测是必要之选。电站锅炉安全阀在线校验仪的检测过程。关键词： 安全阀; 在线; 校验; 检测; 0 引言目前, 有关安全阀的检测主要有在线与离线 2 种方式, 其中, 在线检测的检测对象为运行状态, 因而可直接检测出安全阀在运行状态下的性能参数。此外, 由于在线检测无需拆卸、运输与回装等工序, 对大型、高部位或是不易拆卸的安全阀而言无疑是最佳检测手段。目前, 可供在线检测的方法共有两种, 一为升压实跳法;二为检测仪检测法。本次所讲的是在线校验仪在电站锅炉的
2、在线检测的一些经验。1 在线校验仪检测法在线校验仪检测法即利用检测仪器进行检测。由于检测仪器可能在检测过程中给设备提供一股向上的附加力, 抵消弹簧的预紧力, 因而可以起到保护被检测设备的作用。同时, 当阀门处于开启状态时, 也将因弹簧的预紧力被仪器所提供的向上附加提升力抵消而使阀门开启。因此, 检测仪检测法在安全阀受压或受较小压力状态均适用。经相关研究表明, 当安全阀不受其他附加提升力作用时, 开启时产生的力满足F=PSS;而当安全阀在受到介质压力同时又受到向上的附加提升力, 则满足其开启力的平衡关系 PS=PSS+DF, 继而得出 PS=P0+DF/S。其中, F, P S, P0, S 和
3、 DF分别代表着弹簧的预紧力、安全阀的整定压力、安全阀的入口压力、阀瓣受介质作用后而有效密封面积以及向上的附加提升力。P 0, DF 的数值可于检测现场测得, 因而仅需测试 S 的实际值, 便可得出 PS。1.1 安全阀的测定方法不同类型安全阀所采用的测定方法也不尽相同, 如:对工作状态的安全阀, 若要测定其密封的有效面积则可采用变动定压螺母或压差法来实现。如果使用压差阀, 则安全阀的介质压力也当进行适当调整。当然, 压差阀也有不适用的情况, 当改变安全阀的介质压力将导致其不能满足工艺要求时, 压差阀将不再适用。如果压力不稳定, 强行使用压差阀也无法测量出准确结果。这时, 可采用改变定压螺母。
4、不过, 只有当安全阀处于离线状态或是在安全阀拆卸过程中, 才可以使用定压螺母。1.2 拆卸过程中安全阀有效密封面积的计算首先测量阀瓣到阀座的直径内、外径, 在选取其中一条加大的内径与内径, 算出其平均值, 再借由平均值求取安全阀的有效密封面积。这是传统的检测方式。随着社会的不断发展, 这种检测方式也得到了简化, 即基于上述算法, 若需测定开启阀门所需提供的向上附加提升力, 则可通过调整离线检验台的压力值来使安全阀的入口压力规整为 0。P 0, DF 的相关值均可在现场测得, 通过公式PS=DF/S 便可计算出阀瓣的有效密封面积。1.3 检测仪检测法的适用条件检测仪检测法并不适用于非弹簧式的安全
5、阀以及无阀杆但有弹簧内置式的安全阀, 因而也适用于检测安全阀的回座压力。但对以气体为介质的非封闭式安全阀而言, 检测仪检测是最佳的检测手段, 因为当密封试验的规定压力大于安全阀的入口压力时, 借助检测仪器, 可在检测压力数值的同时确认安全阀的密封性, 进而结合上述算式得出密封压力的固定值与当密封压力固定时所产生的向上附加提升力。向上附加提升力的具体计算公式则是依照安全阀安全技术监察规程的 PS函数式 DF= (0.9PS+P0) (开启压力0.3 MPa) , 或者 DF= (PS-0.03+P0) S (开启压力0.3 MPa) 。利用检测仪检测到的数据进行加权计算后, 再利用升压实跳法便可
6、判断安全阀的密封性能。此外, 还可采用特征点法与位移法加以判断。采用位移法需确保阀瓣动作处于正常状态, 而特征点法, 由于其测定之时为安全阀开启压力与排放压力之间, 在此过程中阀瓣开启过大则会影响安全阀的使用寿命, 因而不推荐使用此法。2 安全阀的参数及检测方案本次检测是浙江三星热电有限公司 4 炉上的安全阀, 共计 4 只。其中, 汽包上安全阀型号为 PAT-7414F, 公称通径 50 mmm, 工作压力 10.9 MPa;过热器上的型号为 PAT-749F, 公称通径 60 mm, 工作压力 9.8 MPa。上述阀门均为哈电制造, 各阀门选型及安装均符合图纸和规范要求。根据锅炉安全技术监
7、察规程第 6.1.15 条的规定:于锅炉中使用的安全阀每年至少需检验一次, 而检验的时机需在锅炉运行状态下进行;若缺乏现场检验的条件或检验困难时, 需在安全阀检修阶段在校验台上完成相应的检验工作。另外, 关于新锅炉的安装与使用, 需当场检定安全阀的整定压力及其密封性。基于锅炉安全技术监察规程, 若依旧采取现场在线热态校验的方式, 则需考虑本单位的技术是否成熟, 之后再根据锅炉安全技术监察规程所规定的方法, 即利用在线检验仪予以各方面性能的检测。3 整定压力计算关于整定压力的计算, 除了在电力建设施工及验收技术规范锅炉机组篇中有所介绍外, 在锅炉安全技术监察规程第 6.1.9 条中也对整定压力的
8、计算过程提出了相应规定, 即要求在计算整定压力过程中, 需将汽包锅炉的工作压力控制在 5.9 MPa 以上, 而控制安全阀与工作安全阀则需分别承受 1.05 倍与1.08 倍的工作压力。当然, 每一个锅炉至少需要有一个安全阀, 而关于整定压力的调整, 则不能低于表中的最低标准。若调整对象安装有过热器, 则需确保过热器上的安全阀处于开启状态, 且整定压力的调整也需包含过热器上的安全阀, 具体调整数值仍是依照表中的最低标准。按锅规计算, 该锅炉汽包上安全阀校验的 A 号、B 号控制安全阀的整定压力分别为 11.4 MPa 和 11.8 MPa, 过热器上安全阀 C 号、D 号控制安全阀的计算压力分
9、别为 10.3 MPa 和 10.6 MPa。4 检测工作实施操作前, 制定针对该项目的详细实施细则, 人员、机具、运行工况、各部门间配合、安全及防护用品、环境等。(1) 资料审查。审查安全阀的出厂资料及锅炉的运行记录对安全阀的开启记录及日常维护检修记录审查, 历年的校验记录应齐全。(2) 外观检查。安全阀外观检查应符合 TSGZF001 的规定安全阀的动作性能应符合 TSG R0004R 的要求;安全阀弹簧应无断裂和不影响使用的缺陷。(3) 对 4 个安全阀进行对空排汽后, 安装在线校验仪就位, 然后利用锅炉的设备压力缓慢升高安全阀的进口压力, 直至锅炉的整定压力的 60%80%, 然后利用
10、校验仪慢慢加压, 当外加力达到目标值的 80%时, 要边升压边观察, 当测到阀瓣有开启或见到、听到有实验介质排出时, 停止升压, 此时安全阀的进口压力即为其整定压力。若安全阀未达到整定压力开启或达到整定压力仍未开启, 应停止升压, 调整后重新校验。(4) 期间记录安全阀的起跳压力。(5) 遵循先高后低原则, 调整计算最高压力起跳的安全阀。(6) 安全阀校验后应予铅封, 在铅封处挂好合格标牌。完成填写记录、见证, 各方签字, 校验单位出具报告等后续工作。5 结论在线校验过程中, 安全阀数值与检验台校验数值相比存在较大偏差, 原因在于采用 2 种不同的校验方式, 可能影响最终结果的因素也不尽相同, 如介质、温度等。因此, 针对锅炉安全阀的检验, 应尽量采取现场校验的方式, 避免校验台校验的影响因素, 确保检验结果的准确性。
