NSH安全阀在线定压仪的应用

陈 新，黎龙醒

(江西贵溪电力工程检修公司锅炉分公司，江西 贵溪 335400)

中电投贵溪发电厂5号机组300 MW发电机组，于2005-12-28投入商业运行。锅炉为亚临界参数、平衡通风四角切圆燃烧、自然循环燃煤锅炉，由东方锅炉厂制造。该锅炉的汽包、再热器进出口管道安装弹簧式安全阀自2006年12月以来，使用NSH安全阀在线定压仪来校验、整定检修后的安全阀。经实际升压实跳验证，NSH安全阀在线定压仪校验装置的重复性误差和测量误差等指标较好，安全性能、经济效益显著。

1 安全阀检验规定

电力行业标准《电站锅炉安全阀应用导则》(DL/T 959—2005)对在线定压仪校验安全阀有明确规定：纯机械弹簧式安全阀及碟形弹簧安全阀可使用安全阀在线定压仪进行校验调整，校验调整可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。

2 NSH安全阀在线定压仪使用方法

电厂5号机组在2007-03-21小修后，机组并网后使用NSH安全阀在线定压仪校验锅炉6台弹簧安全阀。对6台弹簧安全阀全部校验完成仅用了2 h，而在校验安全阀的过程中对机组升降负荷工况没有任何影响。对通过NSH安全阀在线定压仪校验、整定后的弹簧安全阀，再次采用在线定压仪对同一台安全阀进行多次检测。经实际升压实跳验证，仪器的重复性误差和测量误差均不超过1 %。该指标符合国家标准《安全阀一般要求》(GB/T 12241—2005)、电力行业标准《电站锅炉安全阀应用导则》及ASME标准要求。

2.1 系统构成

NSH安全阀在线定压仪系统由组合式机械夹具、液压动力单元和数据采集处理单元3大部分组成。3大部分彼此相对独立，由2条10 m长的液压软管和2条10 m长的五芯屏蔽电缆互相连成一个完整的安全阀测试系统。

(1) 组合式机械夹具为待测安全阀实施夹持定位，为液压动力单元提供施加外力的环境。组合式机械夹具采用组合式结构，安装拆卸十分方便，见图1。

(2) 液压动力单元提供可调节的液压输出和流量，最大输出压力为10 MPa，最大提升力为50 kN，用以控制外加的提升力和提升速度。

(3) 数据处理单元是测试系统的核心，直接决定系统的可靠性和准确性。其中，力传感器采用轮辐式结构，灵敏度极高，精度可达到0.05 %。压力传感器采用高温型传感器，工作温度可达200～250 ℃。2种传感器均为高输出式，内藏放大器，其线性度、重复性和抗干扰能力极强。

测试系统采用了二通道低增益、高精度放大电路，智能化A/D转换和数据采集电路，可同时采集力和压力2个参数。测试系统核心部分选用笔记本电脑，可绘制曲线并打印测试结果，具有汉字化的人机对话功能。测量系统各测量通道数据均可在屏幕上显示。在超量程的情况下，可以确保系统和安全阀的安全。

2.2 测试操作步骤

安全阀的测量流程如图2所示。

对于被测安全阀，根据测量系统安装图完成NSH部件的安装和连接。在计算机控制程序中选择“装入参数”，选定被测安全阀(见图3)，并选择压力传感器测量方式，输入被测安全阀的基础压力值。测量人员核对无误后，单击“在线定压”，测量系统提示“正在测试！请等待！”。测量人员打开液压单元电源开关至“开启”位置，调整“系统压力调整”旋钮至计算机指示“所需油压”值，并将换向控制旋钮旋至“提升”位置，使油缸活塞带动被测阀的阀杆向上移动。在观察到阀杆上升或听到介质排泄的声音，确定安全阀已开启后，将换向控制旋钮旋回“复位”位置，关闭电源。计算机控制程序将自动进入结果显示窗口，见图4。结果显示窗口将显示测试曲线、测试时间、开启压力、调整高度等参数。根据计算机控制程序提示的调整高度，调节定压螺母；或单击“退出”钮，重新起动测试程序，重新测试。反复执行上述步骤，直至开启压力和整定压力之差不大于“测量允许误差”时，此时计算机显示“调节完毕”，表示测量结束。

3 安全性分析

国家质量监督局锅炉压力容器监察局颁布的《蒸汽锅炉安全技术监察规程》规定，在用锅炉的安全阀每年至少应校验1次。原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。这些规定明确了对电厂安全阀进行定期校验工作的要求。

电厂以前一直采用人工实跳排放试验的方法进行安全阀校验，每次实跳试验都要在压力容器超压(高于工作压力)状态下进行，这会造成锅炉汽包、再热器及过热器等压力容器频繁超压工作，对压力容器的损害很大，并影响到设备的设计使用寿命和安全稳定性。同时，由于采用人工校验不能达到完全的安全规范，而且经过多次实跳，安全阀的弹簧强度会产生疲劳衰减变化，安全阀的工作密封面易发生蒸汽冲刷损伤，从而缩短弹簧安全阀的工作寿命，增大了校验的难度，也存在一定的不安全因素。

使用NSH安全阀定压仪进行在线校验，可在介质压力低于60 %整定值时校验安全阀，无需提高系统压力，防止了因介质排放对阀门密封面造成冲击损伤，也避免了锅炉压力容器频繁超压工作，确保了设备和操作人员的安全。

4 经济性分析

2007年3月，电厂5号机小修启动并网后，对该锅炉汽包和再热器的9台安全阀进行起座压力整定校验工作。

以往对安全阀进行起座压力整定校验，采取长时间投用燃油的方法来提高锅炉的压力和温度，并在机组并网前采用实跳的方法测试校验安全阀的起跳压力，再根据每次实跳的压力值松紧弹簧。采用这种人工实跳校验方法整定安全阀，校验整定1只安全阀至少需实跳两三次，多则五六次，校验1台安全阀平均要花费2 h。电厂单台锅炉大修后需对汽包和再热器的9台安全阀进行整定校验工作，大约需要16～18 h。若每小时锅炉平均燃用25 t轻柴油，则每次校验安全阀要耗用燃油大约400 t，以燃油(0号轻柴油)市价2 800元/t计算，每次人工校验的燃油费用大约为112万元。若加上蒸汽损失、厂用电损耗及人工校验费等费用，每次人工校验安全阀的总费用大约需116万元左右。

采用NSH安全阀在线定压仪可在机组运行的情况下进行在线校验，仅需2～5 s即可完成1次安全阀的在线性能检测和工作参数检测，约10 min即可完成单台安全阀的在线整定工作。电厂完成9台安全阀的校验工作耗时约120 min，机组可提前约16 h并网发电。以平均发电量250 MW/h计，电价以0.30元/(kW·h)计，可产生的直接经济效益约为120万元。

人工校验与NSH在线校验的对比见表1。

表1 人工校验与NSH在线校验对比表

5 结束语

电厂自2006年12月以来，使用NSH安全阀在线定压仪校验整定锅炉弹簧安全阀，较之传统的校验方法，测量更加精确，定值更加可靠，操作更加规范，且缩短了校验时间，降低了劳动强度，提高了生产效率，节约了大量燃油和蒸汽能源，降低了发电成本，降低了噪音污染，提高了安全性能和经济效益，为机组安全稳定经济运行提供了可靠的保证。