NSH安全閥在線定壓儀的應用

陳 新，黎龍醒

(江西貴溪電力工程檢修公司鍋爐分公司，江西 貴溪 335400)

中電投貴溪發電廠5號機組300 MW發電機組，于2005-12-28投入商業運行。鍋爐為亞臨界參數、平衡通風四角切圓燃燒、自然循環燃煤鍋爐，由東方鍋爐廠制造。該鍋爐的汽包、再熱器進出口管道安裝彈簧式安全閥自2006年12月以來，使用NSH安全閥在線定壓儀來校驗、整定檢修后的安全閥。經實際升壓實跳驗證，NSH安全閥在線定壓儀校驗裝置的重復性誤差和測量誤差等指標較好，安全性能、經濟效益顯著。

1 安全閥檢驗規定

電力行業標準《電站鍋爐安全閥應用導則》(DL/T 959—2005)對在線定壓儀校驗安全閥有明確規定：純機械彈簧式安全閥及碟形彈簧安全閥可使用安全閥在線定壓儀進行校驗調整，校驗調整可在機組啟動或帶負荷運行的過程中(一般在60 %～80 %額定壓力下)進行。

2 NSH安全閥在線定壓儀使用方法

電廠5號機組在2007-03-21小修后，機組并網后使用NSH安全閥在線定壓儀校驗鍋爐6臺彈簧安全閥。對6臺彈簧安全閥全部校驗完成僅用了2 h，而在校驗安全閥的過程中對機組升降負荷工況沒有任何影響。對通過NSH安全閥在線定壓儀校驗、整定后的彈簧安全閥，再次采用在線定壓儀對同一臺安全閥進行多次檢測。經實際升壓實跳驗證，儀器的重復性誤差和測量誤差均不超過1 %。該指標符合國家標準《安全閥一般要求》(GB/T 12241—2005)、電力行業標準《電站鍋爐安全閥應用導則》及ASME標準要求。

2.1 系統構成

NSH安全閥在線定壓儀系統由組合式機械夾具、液壓動力單元和數據采集處理單元3大部分組成。3大部分彼此相對獨立，由2條10 m長的液壓軟管和2條10 m長的五芯屏蔽電纜互相連成一個完整的安全閥測試系統。

(1) 組合式機械夾具為待測安全閥實施夾持定位，為液壓動力單元提供施加外力的環境。組合式機械夾具采用組合式結構，安裝拆卸十分方便，見圖1。

(2) 液壓動力單元提供可調節的液壓輸出和流量，最大輸出壓力為10 MPa，最大提升力為50 kN，用以控制外加的提升力和提升速度。

(3) 數據處理單元是測試系統的核心，直接決定系統的可靠性和準確性。其中，力傳感器采用輪輻式結構，靈敏度極高，精度可達到0.05 %。壓力傳感器采用高溫型傳感器，工作溫度可達200～250 ℃。2種傳感器均為高輸出式，內藏放大器，其線性度、重復性和抗干擾能力極強。

測試系統采用了二通道低增益、高精度放大電路，智能化A/D轉換和數據采集電路，可同時采集力和壓力2個參數。測試系統核心部分選用筆記本電腦，可繪制曲線并打印測試結果，具有漢字化的人機對話功能。測量系統各測量通道數據均可在屏幕上顯示。在超量程的情況下，可以確保系統和安全閥的安全。

2.2 測試操作步驟

安全閥的測量流程如圖2所示。

對于被測安全閥，根據測量系統安裝圖完成NSH部件的安裝和連接。在計算機控制程序中選擇“裝入參數”，選定被測安全閥(見圖3)，并選擇壓力傳感器測量方式，輸入被測安全閥的基礎壓力值。測量人員核對無誤后，單擊“在線定壓”，測量系統提示“正在測試！請等待！”。測量人員打開液壓單元電源開關至“開啟”位置，調整“系統壓力調整”旋鈕至計算機指示“所需油壓”值，并將換向控制旋鈕旋至“提升”位置，使油缸活塞帶動被測閥的閥桿向上移動。在觀察到閥桿上升或聽到介質排泄的聲音，確定安全閥已開啟后，將換向控制旋鈕旋回“復位”位置，關閉電源。計算機控制程序將自動進入結果顯示窗口，見圖4。結果顯示窗口將顯示測試曲線、測試時間、開啟壓力、調整高度等參數。根據計算機控制程序提示的調整高度，調節定壓螺母；或單擊“退出”鈕，重新起動測試程序，重新測試。反復執行上述步驟，直至開啟壓力和整定壓力之差不大于“測量允許誤差”時，此時計算機顯示“調節完畢”，表示測量結束。

3 安全性分析

國家質量監督局鍋爐壓力容器監察局頒布的《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》規定，在用鍋爐的安全閥每年至少應校驗1次。原國家電力公司頒布的《防止電力生產重大事故的二十五項重點要求》規定，各種壓力容器安全閥應定期進行校驗和排放試驗。這些規定明確了對電廠安全閥進行定期校驗工作的要求。

電廠以前一直采用人工實跳排放試驗的方法進行安全閥校驗，每次實跳試驗都要在壓力容器超壓(高于工作壓力)狀態下進行，這會造成鍋爐汽包、再熱器及過熱器等壓力容器頻繁超壓工作，對壓力容器的損害很大，并影響到設備的設計使用壽命和安全穩定性。同時，由于采用人工校驗不能達到完全的安全規范，而且經過多次實跳，安全閥的彈簧強度會產生疲勞衰減變化，安全閥的工作密封面易發生蒸汽沖刷損傷，從而縮短彈簧安全閥的工作壽命，增大了校驗的難度，也存在一定的不安全因素。

使用NSH安全閥定壓儀進行在線校驗，可在介質壓力低于60 %整定值時校驗安全閥，無需提高系統壓力，防止了因介質排放對閥門密封面造成沖擊損傷，也避免了鍋爐壓力容器頻繁超壓工作，確保了設備和操作人員的安全。

4 經濟性分析

2007年3月，電廠5號機小修啟動并網后，對該鍋爐汽包和再熱器的9臺安全閥進行起座壓力整定校驗工作。

以往對安全閥進行起座壓力整定校驗，采取長時間投用燃油的方法來提高鍋爐的壓力和溫度，并在機組并網前采用實跳的方法測試校驗安全閥的起跳壓力，再根據每次實跳的壓力值松緊彈簧。采用這種人工實跳校驗方法整定安全閥，校驗整定1只安全閥至少需實跳兩三次，多則五六次，校驗1臺安全閥平均要花費2 h。電廠單臺鍋爐大修后需對汽包和再熱器的9臺安全閥進行整定校驗工作，大約需要16～18 h。若每小時鍋爐平均燃用25 t輕柴油，則每次校驗安全閥要耗用燃油大約400 t，以燃油(0號輕柴油)市價2 800元/t計算，每次人工校驗的燃油費用大約為112萬元。若加上蒸汽損失、廠用電損耗及人工校驗費等費用，每次人工校驗安全閥的總費用大約需116萬元左右。

采用NSH安全閥在線定壓儀可在機組運行的情況下進行在線校驗，僅需2～5 s即可完成1次安全閥的在線性能檢測和工作參數檢測，約10 min即可完成單臺安全閥的在線整定工作。電廠完成9臺安全閥的校驗工作耗時約120 min，機組可提前約16 h并網發電。以平均發電量250 MW/h計，電價以0.30元/(kW·h)計，可產生的直接經濟效益約為120萬元。

人工校驗與NSH在線校驗的對比見表1。

表1 人工校驗與NSH在線校驗對比表

5 結束語

電廠自2006年12月以來，使用NSH安全閥在線定壓儀校驗整定鍋爐彈簧安全閥，較之傳統的校驗方法，測量更加精確，定值更加可靠，操作更加規范，且縮短了校驗時間，降低了勞動強度，提高了生產效率，節約了大量燃油和蒸汽能源，降低了發電成本，降低了噪音污染，提高了安全性能和經濟效益，為機組安全穩定經濟運行提供了可靠的保證。