电厂锅炉弹簧式安全阀的在线校验

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摘 要:电厂锅炉弹簧式安全阀的校验可通过电子液压提升装置与电脑数据采集相结合的方法,远端操作,安全准确的确定安全阀的启、回座压力,达到在线校验安全阀的目的。

关键词:弹簧式 安全阀 在线校验

中图分类号:TQ153 文献标识码:A文章编号:1007-3973 (2010) 02-048-02

安全阀是一种自动阀门,能不借助任何外力而只利用介质本身的力来排出一额定数量的流体,以防止系统内压力超过预定的安全值。当压力恢复正常后,在自行关闭并阻止介质继续流出的一种阀。电厂锅炉安全阀是确保锅炉汽包、过热器、再热器等承压部件以及其他压力容器发生超压时能瞬间泄压防止设备损坏的重要组件。国家电力公司颁布的《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》规定: “各种压力容器安全阀应定期进行校验和排放试验”等规定都十分明确了对电站安全阀的定期校验工作。入口法兰连接安全阀可与系统解体送锅检中心进行校验台校验,而入口焊接连接的安全阀不可拆下,需现场校验,根据《电站锅炉安全阀应用导则》(DL/T 959-2005)规定:“电站安全阀的现场校验方法一般采用在线热态校验,可分为用专门仪器和升压实跳校验”,鉴于升压实跳校验会带来密封面损坏、噪声污染和校验时的安全性问题,一般选择采用专门仪器进行在线热态校验。

我公司锅炉弹簧式安全阀的在线校验使用ZYJ系列安全阀在线校验设备,远端操作、热态校验,相对安全阀厂家提供的就地校验设备更安全、可靠,经多台次安全阀校验并实际起座复核均与整定值一致或在误差允许范围内。

1校验原理

ZYJ系列安全阀在线测试装置由电子液压提升装置和电脑数据采集处理装置组成,液压提升装置与安全阀阀杆相连接通过液压装置可将阀杆连同阀芯提起,而电脑数据采集处理装置可将提升阀杆所需的力及位移通过力传感器和位移传感器传送到工业电脑上并绘制出力和位移曲线。

根据《电站锅炉安全阀应用导则》“校验调整可以在机组启动或带负荷运行的过程中(一般在60%～80%额定压力下)进行”。热态校验时,系统压力稳定,安全阀阀芯受液压装置提供的向上的提升力(F)、系统向上的管线压力(Pc)以及弹簧向下的压力(Ps,即启座压力、整定压力),当提升力逐渐曾加,达到F/A+ Pc= Ps时(A为平均阀座有效面积),安全阀开启,提升力F可由电脑数据采集装置通过力传感器确定,阀座有效面积通过公式A= *(ID+OD)2/16计算出来,其中ID为阀座内径、OD为阀座外径,这样,启座压力Ps就可以确定,将其与需整定的压力比较,然后调整安全阀紧度,最终整定好安全阀的启座压力。

2校验方法

2.1数据准备

ZYJ系列安全阀在线测试装置依据阀芯启座时拉力及平均阀座有效面积来确定安全阀启座压力,因此确定平均阀座有效面积是非常重要数据准备工作。阀门标牌数据中的管口直径或喉径不是做安全阀测试用的正确直径。应利用阀座的内径外径算出有效直径,从而得出有用的有效面积。有效面积按下式计算:

DM=(ID+OD)/2

其中(ID,OD示意见图)DM=阀座平均直径

ID=阀座内径 OD=阀座外径

平均有效面积 A= *DM2/4

若安全阀已安装固定,阀座内、外径不易测量得到,也可以通过测量备件阀芯的内、外径代替阀座内、外径尺寸来计算。

2.2工况准备

管线压力Pc是确定启座压力的另一个重要数据,因此应将锅炉压力稳定在60%～80%额定压力下。校验位置安装灵敏可靠的就地压力表,校验压力以就地压力表为准。

检修人员负责实验,运行人员负责锅炉工况的调整及稳定,并保持通讯畅通,及时沟通。

2.3校验

检修人员将在线测量装置同安全阀连接好,并将仪器校零,运行人员将系统压力稳定后即可开始校验。按压液压提升装置提升按钮提起安全阀阀芯,当听到剧烈的蒸汽排放声音3~5秒后释放提升按钮,确定安全门回座。

在数据采集电脑中对采集出的拉力曲线(如图例)进行分析,在提升力和管线压力的作用下,一个安全阀从关闭到开启,再由开启到关闭的全过程中,当提升力F从零逐步增加,与管线压力之和正好为弹簧预紧力时,阀门微启,增大了介质作用面积,使得用来克服弹簧预紧力的管线压力急剧增大,其结果在瞬间减小了提升力,从而出现上升段的第一个拐点。当提升力逐渐减小而达到关闭点时,由于介质作用面积忽然减小,为保持力的平衡关系,此时,提升力会出现瞬间回升现象,即下降段的拐点。上述两个拐点即为在线条件下检测安全阀开启压力点、回座压力点。分别选取这两个拐点并分别设置为开启点和关闭点,输入系统管线的压力,经过电脑计算便得出相应的安全阀开启压力和回座压力。

将计算出的开启压力与此安全阀的整定压力比较,若高于则应该适度松安全阀弹簧,降低开启压力;反之,适度紧安全阀弹簧,提高开启压力。再次进行校验,直到测定开启压力等于需整定压力或在误差允许范围内即可。

3注意事项

(1)多个安全阀校验,按整定压力由高到低进行校验。

(2)此安全阀在线校验方法实际上是通过外加力驱使安全阀动作,由于安全阀频繁动作会造成密封面受损、弹簧疲劳等影响安全阀正常工作的缺陷,因此,尽量减少的启座校验次数。

(3)安全阀在线校验装置的力传感器和位移传感器要定期校验。

4拉力曲线图的分析应用

根据校验过程中得出的提升力曲线图,亦可分析出校验安全阀可能存在的一些问题和缺陷。

(1) 若在拉力曲线的1位置附近出现了转折现象,可分析判断出阀芯在提升过程中有阻碰现象,说明阀杆或其它部件提升不正常。

(2)若拉力曲线在2位置处出现拐点不明显,曲线圆滑的现象,则可判断弹簧有失效的现象或趋势。

(3)若拉力曲线在3位置处出现线反复上下波动,则说明阀芯频跳,安全阀导向环没有调整好,启闭压差没有整定好。

5应用效果

经过对河北华电石家庄热电有限公司多台锅炉安全门(包括美国DRESSER、CROSBY等)在线校验,调整到整定压力后进行实跳复核,误差值均在规定的整定压力偏差以内。

6结论

ZYJ系列安全阀在线测试装置可以安全有效的对锅炉各种安全阀特别是不可拆下的入口焊接式安全阀进行校对,校对准确,保证了安全阀在锅炉运行中的可靠投用。