一種電站閥門的壓力試驗方法

專利名稱：：一種電站閥門的壓力試驗方法
技術領域：
：本發明涉及一種閥門的壓力試驗方法，具體涉及一種用于火力發電站的髙溫高壓閥門的壓力試驗方法。
背景技術：
：火力發電站是電站中最普遍的一種形式，在火力發電站的所有工藝系統中均需要設置專門的髙溫髙壓閥門，例如，鍋爐系統蒸汽系統的工藝門，儀表發送器前端的儀表門，取樣系統的各種閥門等。也就是說，電站各工藝系統功能的實現是靠各種閥門來保障的，特別是一些髙端的高溫髙壓閥門，必須保證能在600"、30MPa的條件下良好運行，如果這些電站閥門的質量不過關，輕則影響機組運行的經濟性，重則影響電站工藝系統功能的實現，造成機組降負荷甚至停機。因此，電站閥門的質量好壞，直接影響電站運行的安全性和經濟性。另一方面，隨著電力建設的飛速發展，機組的容量不斷增大，大容量機組的能源消耗小、相對污染小、電廠效率髙，故發展大容量機組完全符合國家的能源、環保政策。目前，我國新上機組均為為300MW、600MW的超臨界機組和660MW、1000MW的超超臨界機組，在未來10~20年間還將開發高溫超超臨界機組。然而，機組容量越大，電站工藝系統的蒸汽溫度、壓力參數也越髙，從而對髙溫髙壓閥門性能及質量要求也越來越髙。因此，檢測電站閥門以保證其性能和質量，使其能可靠地應用于電站工藝系統中，是閥門應用的關鍵。現有的閥門檢測方法是進行壓力試驗，即主要是閥門的殼體試驗和密封試驗。為了得到準確的測試結果，最好的辦法是模擬閥門的工作狀態，使閥門處于工作狀態時進行壓力試驗。然而，由于閥門在工作狀態時，其管路中通的是髙溫髙壓的水蒸氣，這種水蒸氣的溫度和壓力極髙，無法從電站管路中直接或間接引出，也很難用其他裝置產生得到。因此，長期以來，國內外的電站閥門壓力試驗方法均在常溫下進行，以中國國家標準為GB/T12224-2005為例，所述閥門殼體試驗是以含防腐劑的水、煤油或其他黏度不大于水的適當流體為介質，在不髙于52'C的溫度下作表壓力不低于1.5倍公稱壓力的殼體試驗，在保壓狀態下持續一定時間，以肉眼觀察受壓壁是否有可見滲漏進行判斷；所述閥門密封試驗參照上述殼體試驗的方法，在常溫下作試驗壓力不低于1.1倍公稱壓力的密封試驗。然而，由于上述壓力試驗方法均在較低的溫度(不高于52'C)或常溫狀態下進行，跟電站閥門的工作條件下的實際溫度相差很大，因此無法準確測得閥門的質量狀況，而閥門在髙溫髙壓的工作環境下，其材料很容易發生蠕變，導致一些在上述壓力試驗中合格的閥門運用到實際電站工作環境中時，出現泄漏或使用一段時間后即出現內泄的情況。因此，開發一種電站閥門的壓力試驗方法，使待測閥門處于模擬的實際工作狀態中以準確測得閥門的質量狀況，顯然具有實際的積極意義。
發明內容本發明目的是提供一種電站閥門的壓力試驗方法，以獲得準確的閥門質量狀況。為達到上述目的，本發明采用的技術方案是一種電站閥門的殼體試驗方法，將待測閥門接入試驗管路中，按殼體試驗要求進行連接設置，先將閥門加熱到設定溫度，設定溫度為37~700C然后充填氦氣，作表壓力不低于1.5倍公稱壓力的殼體試驗，在保溫保壓狀態下持續設定時間，如果壓力值下降超過設定標準時，判定為不合格；所述設定時間為當待測閥門的公稱尺寸DNS50時，所述設定時間為15s;當待測閥門的公稱尺寸DN為65-200時，所述設定時間為60s;當待測閥門的公稱尺寸DN^250時，所述設定時間為180s。上文中，閥門的連接設置為現有技術，可以按照GB/T12224-2005標準進行管路連接；所述設定溫度是一個范圍，這個根據電站各個工藝系統中的實際溫度來確定的；所述壓力值下降的設定標準是根據實際需要以及閥門的精度要求和壓力測量儀器的精度來綜合確定的。上述技術方案中，所述壓力值下降的設定標準為O.lMPa。所述壓力值下降的設定標準即為泄漏壓力，即當其出現泄漏，壓力下降O.lMPa時即判斷為閥門不合格；該數值越小，檢測的精度越髙。一種電站閥門的密封試驗方法，將待測閥門接入試驗管路中，按密封試驗要求進行連接設置，先將閥門加熱到設定溫度，設定溫度為37~700'C,然后充填氦氣，作表壓力不低于l.l倍公稱壓力的密封試驗，在保溫保壓狀態下持續設定時間，如果壓力值下降超過設定標準時，判定為不合格；所述設定時間為當待測閥門的公稱尺寸DNS50時，所述設定時間為15s;當待測閥門的公稱尺寸DN為65-200時，所述設定時間為30s;當待測閥門的公稱尺寸DN為250-450時，所述設定時間為60s;當待測閥門的公稱尺寸DN^500時，所述設定時間為120s。上述技術方案中，所述壓力值下降的設定標準為O.lMPa。上文中，所述閥門殼體試驗和閥門密封試驗在保溫保壓狀態下持續的設定時間均是參照國家標準GB/T12224-2005規定進行的。由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點1.本發明以氦氣為介質，模擬閥門在電站實際工作環境中的高溫狀態，從而可以準確測得閥門的質量狀況，解決了人們一直渴望解決但始終未能獲得成功的技術難題。2.本發明的壓力試驗方法可以適用于各種工作于髙溫髙壓狀態下的閥門，具有廣泛的應用范圍。3.本發明以惰性氣體氦氣為介質，因而具有良好的可操作性和準確性，實際實驗也證明，本發明的實驗方法是準確可靠的。圖1是本發明圖2是本發明圖3是本發明圖4是本發明圖5是本發明實施例一的系統圖；實施例一的流程示意實施例一的又一流程示意圖；實施例一中試驗1的試驗結果圖；對比例的試驗結果圖。其中1、箱式電阻爐；2、溫度傳感器；3、壓力傳感器；4、氣體增壓泵；5、氣控加壓閥；6、氣控泄壓閥；7、空氣壓縮機8、精密過濾器；9、儲氣罐；10、定壓安全閥；11、消音冷卻排氣裝置；12、氣控球閥；13、瓶裝氦氣。具體實施方式下面結合實施例對本發明作進一步描述實施例一一種電站閥門的密封試驗方法，將待測閥門接入試驗管路中，按密封試驗要求進行連接設置，先將閥門加熱到設定溫度，設定溫度為37~700'C,然后充填氦氣，作表壓力不低于1.1倍公稱壓力的密封試驗，在保溫保壓狀態下持續設定時間，如果壓力值下降超過設定標準時，判定為不合格。本發明的裝置參見圖1~3所示，一種電站閥門的壓力試驗裝置，包括閥門仿真加熱系統、高壓試驗氣體增壓系統、低壓氣動控制系統和計算機監控系統；所述閥門仿真加熱系統包括箱式電阻爐1、溫度傳感器2和壓力傳感器3;所述高壓試驗氣體增壓系統包括氣體增壓泵4、氣控加壓閥5和氣控泄壓閥6;所述低壓氣動控制系統包括空氣壓縮機7、精密過濾器8和儲氣罐9，三者依次通過管路連接；所述閥門仿真加熱系統通過氣控加壓閥5與氣體增壓泵4管路連接，氣體增壓泵4與氣源13連接，閥門仿真加熱系統和氣控加壓閥5之間的管路設有旁路并與氣控泄壓閥6管路連接；所述低壓氣動控制系統的儲氣罐9分別通過電磁閥連接控制氣體增壓泵4和氣控加壓閥5,儲氣罐9的出口與氣控泄壓閥6連接；所述溫度傳感器2連接于箱式電阻爐內的管路上，所述壓力傳感器3連接于閥門仿真加熱系統和氣控加壓閥5之間的管路上；所述計算機監控系統通過溫度傳感器和壓力傳感器的反饋信號對閥門仿真加熱系統、髙壓試驗氣體增壓系統和低壓氣動控制系統實現電氣控制。所述髙壓試驗氣體增壓系統還包括定壓安全閥10和消音冷卻排氣裝置11，所述定壓安全阓IO連接于閥門仿真加熱系統和氣控加壓閥5之間的管路上，所述消音冷卻排氣裝置11與氣控泄壓閥6的出口連接；所述氣體增壓泵4與氣源之間還設有氣控球閥12,氣控球閥12通過電磁閥由低壓氣動控制系統連接控制；所述連接氣體增壓泵的電磁閥與儲氣罐之間連接有氣控減壓閥。所述仿真加熱系統的箱式電阻爐采用SX2-12-10電阻爐作為閥門仿真加熱母體，加配高壓氣體輸入管道及相應的溫度傳感器和壓力傳感器，就可完成6閥門仿真加熱系統；SX2-12-10箱式電阻爐的爐殼用薄鋼板經折彎焊接制成，內爐襯為專用耐火材料制成的矩型爐襯，有鐵鉻鋁合金制成螺旋狀的加熱元件穿于內爐襯上、下、左、右的絲槽中，電爐的爐口磚、爐門磚用輕質耐火材料，內爐襯與爐殼之間用耐火纖維作為保溫層。測控用熱電偶在電阻爐后部插入內爐膛內，并由固定座固定。通過對箱式電阻爐加以適當的改造，在爐膛內加入高溫髙壓管道和被試驗閥門連接為一體，在進入被試驗閾門前的髙溫髙壓氣體管道上安裝了溫度傳感器，便于及時能夠采集髙溫高壓氣體的溫度值，將數據傳給計算機；箱式電阻爐自帶的HY智能溫控儀獨立控制電阻爐內溫度和保溫，電阻爐內被試驗閥門溫度和打入的高壓氣體溫度也隨著被加熱，通過一定時間的保溫保壓并通過PT1000采集髙壓氣體溫度值和對應的髙壓氣體壓力值，由計算機根據設定壓力值自動控制補壓、保壓，自動采集溫度、壓力值，自動采集泄漏值，并自動生成報表。所述高壓試驗氣體增壓系統的作用是為了仿真閥門在電站使用的壓力條件采用一臺氣體增壓泵配合一臺氣控加壓閥、一臺氣控卸壓閥就能實現自動加壓和卸壓功能，為了安全還必須加裝一臺定壓安全閥及消音冷卻排氣裝置。氣體增壓泵驅動源為壓縮空氣，不需要電源，安全防爆，自動保壓，只需連接驅動壓縮空氣及需被增壓的氣源即可，被增壓的氣源是市售的瓶裝氦氣，由于髙溫高壓氣體在排放時氣體流速過大，會產生刺耳的嘯叫聲，同時由于試驗介質是髙溫氣體，直接排放容易傷人和損壞設備，因此在高溫髙壓氣體排放端設計安裝了消音冷卻排氣裝置，減緩氣體流速，降低噪聲和排放氣體的溫度，保護操作人員及設備的安全，消音冷卻排氣裝置必須放置戶外，人員禁止靠近。所述低壓氣動系統主要的功能是為氣體增壓系統提供驅動壓縮空氣源，主要由空氣壓縮機、精密過濾器、儲氣罐組成。所述計算機監控系統的電氣控制采用閥控技術，本實施例中是采用三通直動式電磁閥、三通先導式電磁閥、氣控減壓閥來控制切換氣路，實現氣路切換。在控制上，必須安裝每只閥的手動操作的自鎖按鈕，分別控制每一只閥的開關操作。按鈕必須帶狀態指示燈，指示電磁閥通電情況。氣控加壓閥、氣控卸壓閥、氣控球閥的換向釆用三通直動式電磁閥控制，能實現手動和自動控制功能。三通先導式電磁閥采用氣控減壓閥自動控制。操作面板上必須安裝自鎖"緊急7停止"按鈕，帶指示燈指示。按鈕鎖定時，指示燈發光。所述計算機監控系統的系統軟件可采用NI采集卡控制，對試驗系統中的氣體增壓系統啟動和停止、自動加壓、卸壓等進行邏輯控制；實現在控制室控制臺上進行試驗氣體壓力的設定，實時壓力和溫度監控；系統控制軟件通過RS485或RS232通訊接口讀取當前壓力、溫度數據和其他運行參數；系統工作異常時和壓力沒有到達設定壓力時，各有一路開關量輸出，觸點為常開觸點，觸點容量250V/1A:系統控制軟件應同時能夠對一套高壓液體試驗臺進行監控，也可通過RS485或RS232通訊協議對其他監控設備進行數據傳輸，實現多個設備集中監控。本發明試驗裝置的工作原理是采用15MPa瓶裝工業氦氣為氣源，用氣控增壓泵將其增壓至1169MPa,再使髙壓氦氣進入仿真加熱爐內的試驗閥門，然后對閥門和試驗氣體同時加熱到設定溫度，檢査壓力和溫度變化來判斷閥門的密封狀況試驗完成后，箱式電阻爐降溫，髙壓氣體由氣控泄壓閥排出。在這些操作過程中，均有計算機監控系統進行監測和控制。在本實施例的阓門密封試驗中，進行判斷的壓力值下降標準為O.lMPa。所述壓力值下降標準即為泄漏壓力，即當其出現泄漏，壓力下降0.1MPa時即判斷為閥門不合格；所用閥門的規格型號為316NB-GM6,試驗時間均為15s,并設定了不同的溫度和壓力進行了一系列試驗(試驗1~6),具體如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>對比例一一種電站閥門的密封試驗方法，與實施例一的不同之處為采用的介質為氮氣；設定的溫度和壓力與實施例一的試驗1相同，均為37.0'C和41.3MPa，其閥門密封試驗的結果見上表中對比例欄。可見，本發明采用氦氣為介質時，不會出現綜合泄漏現象，可準確測得閥門的質量狀況。而當以氮氣為介質時，則出現了綜合泄漏。上表中的試驗1和對比例還附有附圖，參見圖4~5所示，從圖中可以明顯的看出，采用氮氣為介質時出現了綜合泄漏，表現為壓力線向下傾斜；而采用氦氣為介質時沒有泄漏，壓力線是平穩的。實施例二一種電站閥門的殼體試驗方法，將待測閥門接入試驗管路中，按殼體試驗要求進行連接設置，先將閥門加熱到設定溫度，設定溫度為648.0TC,然后充填氦氣，作表壓力不低于1.5倍公稱壓力的殼體試驗，在保溫保壓狀態下持續15s，如果壓力值下降超過O.lMPa時，判定為不合格。所用閥門的規格型號為316NB-GM6，具體如下表所示設定壓力/MPa設定溫度/r泄漏判斷/MPa保壓時間/s穩定時間/s)20.0648.00.115.00.0初始壓力/MPa初始溫度/C泄漏壓力/MPa下降溫度/匸綜合泄漏/MPa21.0650.00.0-1.50.0可見，本發明的試驗方法，采用氦氣為介質，不會出現綜合泄漏現象，可準確測得閥門的質量狀況。9權利要求1.一種電站閥門的殼體試驗方法，將待測閥門接入試驗管路中，按殼體試驗要求進行連接設置，其特征在于先將閥門加熱到設定溫度，設定溫度為37～700℃，然后充填氦氣，作表壓力不低于1.5倍公稱壓力的殼體試驗，在保溫保壓狀態下持續設定時間，如果壓力值下降超過設定標準時，判定為不合格；所述設定時間為當待測閥門的公稱尺寸DN≤50時，所述設定時間為15s；當待測閥門的公稱尺寸DN為65～200時，所述設定時間為60s；當待測閥門的公稱尺寸DN≥250時，所述設定時間為180s。2.根據權利要求1所述的電站閥門的殼體試驗方法，其特征在于所述壓力值下降的設定標準為O.lMPa。3.—種電站閥門的密封試驗方法，將待測閥門接入試驗管路中，按密封試驗要求進行連接設置，其特征在于先將閥門加熱到設定溫度，設定溫度為37700X:，然后充填氦氣，作表壓力不低于1.1倍公稱壓力的密封試驗，在保溫保壓狀態下持續設定時間，如果壓力值下降超過設定標準時，判定為不合格；所述設定時間為當待測閥門的公稱尺寸DN"O時，所述設定時間為15s;當待測閥門的公稱尺寸DN為65~200時，所述設定時間為30s;當待測阓門的公稱尺寸DN為250-450時，所述設定時間為60s;當待測閥門的公稱尺寸DN^500時，所述設定時間為120s。4.根據權利要求3所述的電站閥門的密封試驗方法，其特征在于所述壓力值下降的設定標準為O.lMPa。全文摘要本發明公開了一種電站閥門的殼體試驗方法，將待測閥門接入試驗管路中，按殼體試驗要求進行連接設置，先將閥門加熱到設定溫度，設定溫度為37～700℃，然后充填氦氣，作表壓力不低于1.5倍公稱壓力的殼體試驗，在保溫保壓狀態下持續設定時間，如果壓力值下降超過設定標準時，判定為不合格。所述閥門密封試驗與上述方法相似。本發明以氦氣為介質，模擬閥門在電站實際工作環境中的高溫狀態，從而可以準確測得閥門的質量狀況，解決了人們一直渴望解決但始終未能獲得成功的技術難題。文檔編號G01M3/28GK101476967SQ20091002916公開日2009年7月8日申請日期2009年1月7日優先權日2009年1月7日發明者宋建中,華江申請人:蘇州賽華儀控有限公司