在线校验技术

在线校验技术（共6篇）

在线校验技术 篇1

安全阀作为锅炉、压力容器、压力管道等承压设备的超压保护装置, 性能上必须达到“准确开启、适时全开、稳定排放、及时关闭、可靠密封”等基本要求, 对在役安全阀的校验, 选择哪种方法来完成只是一种手段问题, 校验过程真正要实现的目的不只要求开启压力的准确性, 还要检验安全阀动作的灵活性、密封件关闭后的密封性。以下我们将分析论述在线校验方法在什么条件下校验才能更便捷、更准确和更有效。

1 安全阀在线校验的思路

目前, 锅炉、压力容器、压力管道上广泛选用且最具代表性的是弹簧直接载荷安全阀, 现以该类型全启式安全阀在动作中阀瓣的受力情况作为分析对象, 用 (如图1-1~图1-4) 的开启状态简图进行说明。

1.1 在线校验仪的基本原理

(1) 在线校验仪的基本原理是建立在一个简化的理想动作模型上, 一个处于关闭状态且正常运行的安全阀, 向下作用有阀瓣的弹簧预紧力P1, 预紧力一部分用来抵抗介质作用力p·S, 另一部分用来产生阀门密封件之间的相互压紧力 (及密封比压力Pm) , 弹簧预紧力P1足以保持安全阀呈密封状态 (图1-1) 。随着介质压力p·S的提高, 密封件间的相互压紧力Pm随之减少, 当介质压力达到开启压力Ps时, 相互压紧力等于零 (及Pm=0) , 安全阀开启, 见 (图1-2) , 此时应满足

(2) 如果安全阀处于正常运行的关闭状态, 从外部加给安全阀阀瓣一个向上的附加拉力ΔF, 则弹簧预紧力P1除抵御介质作用力与密封件间产生的相互压紧力外, 弹簧预紧力还会被附加拉力ΔF抵消 (图1-3) 。随着附加拉力的增加, 密封件间的相互压紧力将逐渐减小。当附加拉力增加到一定值时压紧力等于零 (及Pm=0) , 此时安全阀完全丧失了密封而达到被开启的状态, 此时介质作用力p·S与附加力ΔF之和刚好克服弹簧预紧力P1 (图1-4) , 即:

显然在提升或改变附加力ΔF时 (及阀瓣还没有产生位移, 弹簧压缩比没有改变) , 存在于 (1) 、 (2) 公式中, 作用在阀瓣上的弹簧预紧力P1=常数, 则可以得出

等式两边同时除以S, 得到安全阀在线定压的基本公式:

安全阀在线调校技术就是根据这个理想公式设想出来的。

由此可知, 在线调校技术的核心问题是如何测量和记录外力以及如何判别安全阀呈开启状态。不同的调校装置采用不同的办法但原理都是一样的, 作用在阀瓣上的外加力通过延伸到阀外的阀杆提拉, 施加外力的方式采用油压千斤顶 (油缸) 或机械式螺纹千斤顶。外加力测量一般为电阻应变片式压力传感器配以各种二次计量仪器, 如快速电子记录器、单片机系统、微机系统等。

式中用来计算开启压力的外加力ΔF是安全阀开启时的瞬间值。因此, 在施加外力过程中应该缓慢均衡地增加, 过快加载很容易超过瞬间值, 并应严格监视安全阀开启瞬间的状态, 以便适时撤掉外加力使安全阀及时回座关闭。

在利用公式求解开启压力时, 有两个重要的参数:介质压力p与密封面积S的计量和测算问题需要解决。

1.2 介质压力p

确切地说, 介质压力p应指安全阀入口处测得的表压力。测量用表精度要高于百分之一 (≥1.0级) [1], 要能正确反映安全阀入口压力值, 测点距安全阀较远或者测点与安全阀之间局部阻力损失较大时均会影响最终的校验结果, 必须从误差传递角度考虑对安全阀入口压力测量的准确性要求。

1.3 密封面积S

密封面积S并非简单地指阀瓣内径所包围的介质作用面积, 密封件接触表面上的质点不可能百分之百地绝对接触, 事实上存在着许多微观沟通, 介质不停地从内部向外沿进行着微观流动, 也就是存在边界层的问题, 越靠近内径的地方密封面越容易被介质所浸润 (图2) , 很多专著对这方面都有详细的论述[6], 本文在此不再展开分析。从安全阀校验角度来讲, 在对安全阀进行泄漏率检测时所计量的每分钟气泡数, 即属这种微观流动的宏观表征, (图2) 所示为典型的金属平面对平面式密封结构示意。

通常密封面的宽度2-8mm, 在这样狭窄的区间里可以假设密封面里的压力分布是线性分布, 许多专著从理论上探讨过这个问题, 得出同样的结论。根据上述看法我们可求得介质作用在阀瓣上的等效直径, 即密封直径。在安全阀入口处介质向上作用于阀瓣的力P为:

式中P为入口处表压力, So为等效密封面积, r1为阀瓣内径, r2为阀瓣外径, p为密封面内部介质压力。按照前述边界条件和压力分布的线性假设和推导, 最终可得出等效密封面积为:

在线调校技术通常使用所谓的平均面积S来计算开启压力, 即:

, 等效密封面积So与平均面积S的相对偏差为:

1.4 判开准则

安全阀在线调校装置的判开准则是指在施加连续外力的过程中, 判别阀瓣已达到开启状态的事实依据。实践表明, 最常用的方法是用听觉感知安全阀的开启, 即以开始听到介质的连续排放声为判开准则。

1.5 安全阀在线助跳技术的优点

(1) 在线助跳技术最大且最突出的优点就是可以对在役的安全阀做在线校验, 并且能在设备运行情况下对离线校验结果进行热态复验, 这是校验站做离线校验无法实现的功能。

(2) 在线助跳技术对在役焊接式安全阀可以实现每年至少一次的在线校验[1], 这一优势是离线校验技术无法替代的。笔者所经历过的校验项目有:福建省鸿山热电有限公司1期、2期电站锅炉, 晋江天然气发电有限公司1期、2期电站锅炉、晋江热电有限公司电站锅炉、福建省东南电化有限公司自备电站锅炉, 福建省三安钢铁有限公司自备电站锅炉, 创冠 (惠安、晋江) 有限公司电站锅炉, 福建联合石化有限公司设备, 福建省嘉龙石化有限公司设备等企业安全阀的在线检测, 他们的共同之处是企业管理规范, 安全阀使用状态良好, 有定期检查和手动排放记录能确保阀瓣不至于“粘死”或卡阻, 有安全阀维修记录和历次校验报告整定值可参照, 安全阀铭牌上有出厂整定值, 大修时有拆解阀瓣准确测量“中径”的机会, 有实施在线实跳复验后的记录, 企业也建立了完备的安全阀基础数据, 现场实施在线校验有可参照的铭牌上的整定值, 具备可靠的现场检测条件, 出现偏差有诸多参照和对比可控性强, 最终校验结果符合标准规范上的要求[1,2,3,4,5]。对于良好状态、具备校验条件的安全阀, 采用在线仪进行校验还是有其独特的优势所在。

1.6 安全阀在线助跳技术的缺点或不足

在线校验仪校验前必须输入两个重要参数 (1) 被测安全阀进口处表压力; (2) 安全阀密封直径, 假如无法准确测得进口压力和密封直径, 在线校验便无法实施, 这就是在线助跳技术的软肋所在, 因此实际操作中必须严谨、认真, 来不得半点马虎。

(1) 进口处表压力的读取存在的不足:检测现场很多时候安全阀进口处表压力的获取是由“中控系统”的远程传感器所得的数据通过通信手段通知现场人员, 或校验人员从被校安全阀附近安装的压力表读取, 偏差较大。读取的结果同校验仪要求的精度相距甚远, 采集或现场读取时要慎之又慎, 一定要经过再三确认后才能录用, 如果把握不准校验结果往往偏差较大, 这是现场校验的难点之一。在无法确保准确获取安全阀进口表压力的情况下, 整定出来的结果只能做为参考, 最终必须通过在线实跳来进一步验证其结果的准确性。

(2) 现场测量“中径”存在的不足:在线助跳技术最重要的参数之二就是校验前必须预先得知密封直径, 很多专著论证过密封直径接近或基本等于阀瓣或阀座的“中径”[7,8], 用“中径”来代替密封直径进行校验前的参数输入。同时也存在很多论著提出必须现场测量安全阀的“中径”或内、外径, 但现场又哪来的机会让你测得“中径”这一关健数值, 假如无法准确测得在线检测就无法进行。当今很多电站安全阀多选用进口阀门, 要国外厂家提供安全阀“中径”成为不可能的现实, 即使是国产安全阀, 铭牌上或说明书上都很少标明“中径”这一参数。运行中的系统现场如果要测量?只有等待停产或在线检修的时候, 待安全阀拆解开拿出阀瓣时才有机会测量得到, 这种检测“中径”的提法简直等同于“杀鸡取蛋”, 如果是这样在线校验还能叫在线校验吗?“中径”问题是业内人士不愿意提及的内伤, 想要解决这一难题, 必须建立相关的安全阀大数据库。

(3) 反推法测算“中径”存在的不足:通常采用两种较为有效的方法:1) 通过改变系统压力计算阀座有效面积;2) 通过改变调整螺母计算阀座有效面积, 相关论著都已经做了较详细的说明[9]。但凡有在线校验经历的人员都很清楚, 第一种办法靠系统本身稳定在两个压力值下来反推测算“中径”值, 确实让人勉为其难, 如果是在实验室稳定气源的条件下确实是很容易做到的, 我们曾经试图采用这种办法测算“中径”, 都因系统压力波动, 每次所测出的值偏差多远超出实际值的5%以上, 这种不可控的检测值谁敢采用?即使采用了, 整定出来的压力值能靠谱吗?第二种依靠改变弹簧压缩量来获取两个开启压力值, 反推测算出“中径”的方法:首先必须预先知道弹簧的压缩比 (就是旋松或旋紧调整螺母一圈所改变的弹簧预紧力) , 相关论著中[9]强调这一参数必须由弹簧制造厂提供, 这对现场校验人员来说也是很难做到的事情。但如果系统压力稳定或预先能得知弹簧的压缩比, 采用这两种方法校验出来的整定压力值还是有参考价值的, 由于诸多的不确定性, 但凡这样其整定结果都必须通过在线实跳来进一步验证。

(4) 对“柔性密封结构形式”的安全阀校验的不足:当今很多电站锅炉选用的安全阀都是进口品牌, 相对于国产安全阀进口安全阀选用的弹簧刚性好、热稳定性高、反复压缩变形量少, 特别是阀瓣结构采用“柔性密封结构形式”如 (图3) , 其密封面积随预紧力的增大或减少而增大减少, 用“中径”测量法或反推测算法是无法测算出有价值的数据的。国内多种在线仪都无法校验“柔性密封结构形式”的安全阀, 而必须依赖国外安全阀生产厂家提供的专业检测设备进行校验, 这也是在线校验人员必须特别注意的事项。

(5) 安全阀开启后排放状态的检查存在不足:从 (图4) 我们清楚地看到, (1) 上弹簧座、 (2) 弹簧、 (3) 阀杆、 (4) 下弹簧座、 (5) 导向套、 (6) 阀瓣、 (7) 阀座, 弹簧的预紧力是靠被压缩的弹簧把力传递到阀杆使之下压, 再把力传递到阀瓣密封面上, 使阀瓣与阀座形成密封比压, 最后起到密封的作用。但是有过在线校验经验的人士都非常清楚, 在线助跳技术是通过向上提拉阀杆, 此时的阀瓣是在介质内压力的作用下被动抬起的, 假如阀瓣卡阻或锈死在导向套内, 而校验前未能发现, 此时的阀杆虽然被提拉上来, 但阀瓣可能没有紧跟阀杆被顶起, 这将造成安全阀开启的假象, 这时虽然安全阀阀瓣有微启并泄放出少量的介质, 但这种微启特征并不明显, 终将导致仪器的误读、误判, 更别说在吵杂环境下依赖声音判别法来判开捕捉开启瞬间的可能性了, 这种现象的发生也是现场校验非常担心的事情, 给整定值带来很多不确定的因素。同时, 只靠微启得出校验合格结论的做法也是很不靠谱的, 安全阀能否适时全开、足量排放更是确保系统安全的关键, 不能仅凭微启就判定安全阀会开启, 但凡这样其整定结果都必须通过在线实跳来进一步验证。

(6) 准确的判开是捕捉整定压力值的关键其存在的不足是:根据不同装置可采用声音判别法、触点探针法和在线仪显示的校验曲线特征峰值点的方法来判定安全阀开启。把握好安全阀的开启时机是准确获取整定值的关键, 但凡有现场校验经历的人员都很清楚, 现场工作场景是一个非常吵杂的地方, 也许到处都有泄漏的声音或震动的声音、特别是处于高空作业的地方风的声音特别大, 工作人员相互交流对话都很难听见, 还有排放口引致高空或装有消声器的安全阀, 靠声音判开法误判的可能性很大, 必须多人密切配合;触点探针法由于仪器本身间隙的预消除或环境震动带来的误差也会影响到校验的准确性;而采用曲线特征点法判开同样受到安全阀起跳动作灵活性和仪器精准度的影响、阀瓣与导向套粘死或卡阻直接影响曲线特征点的出现或特征点漂移造成的误判, 这些同样影响判开的准确性, 这些问题的存在不得不让人担心校验结果的有效性。有关专家的论著里描述到:对电站锅炉的11台安全阀在做完在线助跳之后, 还谨慎地再次对每一个安全阀进行在线实跳验证[8], 这是非常负责任的一种工作态度, 但也从另一侧面反映出编者对模拟被动开启的校验方式的可靠性多留了一份心思, 但凡这样最终还是要借助于在线实跳来进一步验证[2]。

(7) 在线助跳仪自身的校准及有效性的验证存在的不足:每种仪器都有校验有效期, 在线助跳仪本身是否精准, 以及仪器上用的压力表、传感器等是否在有效期内, 都必须有明确的要求与规定, 不能因仪器自身的偏离造成校验结果的无效。在线助跳仪自身的检定还必须从顶层设计上做进上步的规范。

2 安全阀在线助跳技术的应用与离线校验、在线实跳的互补关系

笔者无意对某一种校验方法做过份的褒贬, 每一种校验方法都有其优势和不足, 作为长期从事安全阀校验的专业人员, 我们以客观、公正、实事求是的态度来分析对待每一件事。

(1) 安全阀离线校验风险小、成本低, 其校验结果为在线实跳和在线助跳提供了真实、可参照的依据和支承, 随着材料技术和装备制造技术的提高, 冷态校验值与热态校验值产生的偏差越来越小, 对于电站锅炉经常选用的敞开结构形式的安全阀, 弹簧散热效果良好, 运行过程中弹簧强度、刚性、弹性变形量冷、热态偏差变化不会太大, 且如今大项目大设备配套的安全阀都是直接从安全阀专业生产厂订购来的, 不仅在质量上有保证, 而且安全阀出厂前都经过了严格的测试过程和必要的热态修正, 更方便的是安全阀整定值都刻在了铭牌上方便参照。安全阀在装配到设备上之前, 用户还会委托有安全阀校验资质的单位或机构进行离线校验或委托进行现场在线助跳校验, 取得合格的校验报告。有的用户在设备试运行初期, 担心离线校验因运输吊装造成的偏离, 为了慎重还会要求做在线实跳来进行最后的验证, 层层的把关为安全阀整定结果打下了坚实的基础。倒是工业锅炉或设备上用的安全阀, 因使用的安全阀价低质次冷态校验值与热态校验值常常会出现较大的偏差, 如工业锅炉上的安全阀也经常采用在线实跳, 这样校验结果更有保证。

(2) 由于在线助跳技术的发展, 解决了焊接式安全阀实现每年至少一次的校验, 既符合了标准规范的要求, 重要的是确保系统的安全运行。另一方面由于在线助跳技术的应用, 为离线冷态校验的修正带来了便捷的途径, 人们不再担心使用在线实跳带给用户和现场校验人员的风险。

(3) 在线助跳技术的应用给人们带来了便捷, 也带来了烦恼和隐忧:在线助跳“中径”数据的测量方法和数据库还是要尽快建立和落实到位, 才能为在线助跳方法的普及和发展打开一扇便捷之门, 才能给在线助跳技术的应用增强信心和可信度。不同厂家安全阀“中径”数据的收集和大数据的建立势在必行。否则在线助跳技术的应用不只带来烦恼、还隐隐约约地埋下了安全隐患, 极个别校验员因为对安全阀出厂前都校准过的情况太过了解, 而且安全阀铭牌上都标明整定压力值, 校验时用户还会提供历次安全阀检定报告, 因此在实施在线助跳时, 由于查找“中径”一时带来的困难, 而采取极端的校验方法, 随便输入一些参数或撮数据进行校验, 或干脆把安全阀直接提开当做开启;还有个别检测公司被利益所驱使承诺什么阀他们都能校。这种极不负责任的行为将给设备的运行埋下严重的安全隐患, 市场的开放带来了便捷的服务同时也为不法之徒打开了一扇门。因此, 安全阀校验市场必须得到有效的监管和规范。

3 建立大数据势在必行

安全阀铭牌上只标明:产品型号、公称通径、整定压力、启闭压差、工作温度、基准流体的额定排量或额定排量系、流道直径、开启高度、制造厂名、制造日期、出厂编号[1]。但对在线定压来说很重要的中径或密封面内、外径尺寸却没有标明, 给安全阀现场校验的人员带来很大的不便, 甚至在人员进场后也无法进行现场校验。随着大工程大项目的上马, 装备上引进和配套进口安全阀的工程项目越来越多, 对于必须预先知道安全阀校验中径值的在线定压方法, 确实处于两难的境地, 这一瓶颈是安全阀校验人士都很清楚而且不愿意表白的内伤。当今网络发展迅猛, 因此, 从顶层设计上必须提倡和建立大数据的概念, 从国内安全阀生产厂家自身开始, 要求其建立起大数据库, 或从标准规范上进行要求, 要求厂家在安全阀铭牌上和说明书里进行标明, 提供可参照的中径或密封面内、外径尺寸数据, 建立可查询的网络数据库。企业、用户、检测公司或检测机构也应该不断收集, 积极参与大数据的建立, 破除行业垄断和技术壁垒, 建立起数据的互联互通, 有了技术数据的支撑, 谁还愿意去冒天下之大不违, 大数据的建立将进一步推动在线助跳技术的应用与发展, 安全阀校验市场也将得到不够好的拓展。

摘要：安全阀:一种自动阀门, 它不借助于任何外力而利用介质本身的力来排出一额定数量的流体, 以防止压力超过额定的安全值。当压力恢复正常后, 阀门再行关闭并阻止介质继续流出[1]。离线校验、在线实跳校验都真实反映出自动起跳的全过程, 而借助于在线校验仪的起跳过程却是一种被动的开启。采用在线校验仪的关健在于密封直径如何测取, 假如无法准确测算, 这种校验方法根本无法进行, 这一问题长期困扰业内人士, 笔者长期从事安全阀校验工作, 从专业的角度与客观、公正、实事求是的态度, 分析、论述在线校验技术存在的问题及实际应用, 以便更好地为安全阀的校验工作查找、探索出更为合理有效的检测途径和实施方法。

关键词：整定压力,密封压力,密封直径,频跳,颤振,卡阻

参考文献

[1]TSG ZF001-2006安全阀安全阀技术监察规程[S].

[2]DL/T 959-2005电站锅炉安全阀应用导则[S].

[3]GBT12243-2005弹簧直接载荷式安全阀[S].

[4]TSGR0001-2012锅炉安全技术监察规程[S].

[5]TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程[S].

[6]顾永泉.机械密封比压选用原则[S].石油化工设备, 2000, 1 (02) :21-24.

[7]孙力, 经树栋, 何录武, 孙齐.安全阀在线调校中阀座有效面积计算公式新析[S].石油化工高等学校学报, 2005, 6 (18) 2:60-63.

[8]张传虎, 刘琨.电站锅炉安全阀校验新应用技术[J].中国电力, 2001, 12 (04) :44-49.

[9]董林峰, 邢渊, 李从心.安全阀在线调试中阀座有效面积的反算法[J].化工机械, 2000, 27 (01) :23-25.

在线校验技术 篇2

中电投贵溪发电厂5号300MW发电机组, 锅炉型式为亚临界参数, 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。锅炉的汽包、再热器进出口管道, 安装弹簧式安全阀。公司自2006年12月以来使用NSH安全阀在线定压仪装置校验整定, 经检修的安全阀, 经实际升压实跳验证, 装置的重复性误差和测量误差均<1%, 符合中华人民共和国国家标准《安全阀一般要求》 (GB/T 12241—2005) 标准和中华人民共和国电力行业标准《电站锅炉安全阀应用导则》 (DL/T 959—2005》及ASME标准要求。

按照电力行业标准《电站锅炉安全阀应用导则》 (DL/T959—2005) 8.2.1对使用安全阀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”。

二、安全阀在线校验仪应用情况

2007年3月公司5号机组小修后并网, 使用NSH安全阀在线定压仪校验锅炉6台弹簧安全阀 (汽包安全阀3台, 再热器安全阀6台) , 对6台弹簧安全阀全部校验完成仅用了2h, 并且在校验过程中对机组运行中的升降负荷工况没有任何影响。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<1%。符合国家《电力工业锅炉压力容器监察规程》和ASME标准要求。

三、在线定压仪系统构成

在线检测校系统由机械夹具、液压动力单元和数据采集处理单元3部分组成, 彼此相对独立, 由两条10m的液压软管和两条10m的5芯屏蔽电缆互联成一个完整的安全阀测试系统。

(1) 组合式夹具。保证对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, 采用组合式结构, 操作拆卸十分方便 (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10MPa, 最大提升力为50kN, 用以控制外加的提升力和提升速度。

(3) 数据处理单元。直接决定系统的可靠性和准确性, 其中的力传感器采用轮辐式结构, 灵敏度极高, 精度0.05%, 压力传感器采用高温型传感器, 工作温度200～250℃。两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二个参数。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, 各测量通道的数据均可在屏幕上显示, 在超量程的情况下, 确保系统和安全阀的安全。

四、操作步骤及分析

1. 操作步骤

选择被测试安全阀, 根据系统安装图可方便地完成NSH部件的安装和连接。在计算机主控窗口上单击“装入参数”选定被测安全阀, 选择压力传感器测量方式, 输入被测安全阀的基础压力值, 核对无误后, 单击“在线定压”, 此时系统提示:“正在测试!请等待!”。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, 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, 通过观察阀杆上升或听到介质排泄的声音后, 可确定阀已开启, 立即将换向控制旋钮旋回“复位”位置, 关闭电源。计算机自动进入结果显示界面, 显示测试曲线、测试时间、开启压力、调整高度等参数。根据计算机提示的调整高度, 调节定压螺母;单击“退出”钮, 重新起动测试程序, 得出新的测试曲线和结果。反复执行上述步骤, 直至开启压力和整定压力相差不大于“测量允许误差”时, 此时计算机显示“调节完毕”, 表示测量结束。

2. 误差分析

按照《ASME C4安全阀》标准PG-72.2规定, 锅炉本体 (包括汽包、过热器) 整定的起座压力允许在±1%的范围内变化。根据选用MSC—5101采样器、传感器的精度以及放大器设计精度, 可计算测试系统起座压力度量误差 (具体计算略) 。整定压力的相对误差不仅和附加力、系统内压有关, 而且与密封面积有关, 就一般而言, 安全阀密封面直径在20～150mm, 通过计算 (计算过程略) , 可以得出整定压力相对误差<1%。

3. 安全与经济性分析

(1) 安全性分析。根据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一次”;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”。这些规定都明确了对电站安全阀的定期校验工作的要求。公司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, 但锅炉汽包、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, 直接影响到设备的设计使用寿命和安全稳定性。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, 并且安全阀的工作密封面易发生蒸汽冲刷损伤, 从而造成弹簧安全阀的设计工作寿命缩短, 增大了校验的难度, 同时又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<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的冲击损伤, 同时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。

(2) 经济性分析。2007年公司5#机组小修启动并网后, 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提高锅炉的压力和温度, 并赶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。采用传统的人工实跳校验方法整定安全阀, 校验整定一只安全阀至少需实跳两三次, 多则五六次, 校验一台安全阀平均要花费2h。以往单台锅炉大修后对汽包和再热器的9台安全阀全部进行整定校验工作, 大约需要16～18h。锅炉用油25t/h, 每次校验安全阀要耗用燃油400t, 燃油 (0#轻柴油) 按2800元/t计算, 每次校验使用燃油费用约11.2万元, 若加上蒸汽损失、厂用电损耗及人工校验费等, 总费用约11.6万元。

NSH安全阀在线定压仪可在机组运行情况下进行在线校验, 2～5s即可完成性能和工作参数检测, 约10min即可完成单台安全阀的在线整定工作。全部9台安全阀校验工作仅耗时120min, 机组提前16h并网发电, 按每小时平均发电250MW, 仅此一项即可产生效益12万元。

五、结论

自2006年使用NSH安全阀在线定压仪校验整定锅炉弹簧安全阀, 彻底改变了传统的校验方法, 测量更加精确, 定值更加可靠, 操作更加规范, 校验时间缩短, 劳动强度降低, 生产效率提高, 发电成本降低。W12.03-20

摘要：中电投贵溪发电厂使用NSH安全阀在线定压仪新技术, 在机组正常运行情况下, 仅需10min即可安全、可靠地完成单台安全阀在线性能、工作参数检测及起座压力在线整定。实际应用表明, 实际升压实跳验证, 在线定压仪及技术校验整定准确, 操作安全快捷。

在线校验技术 篇3

安全阀归属于阀门的范畴, 它是各类设施的辅助设备, 其主要作用是确保相关设施的安全性, 绝大多数安全阀都是自动阀门, 它的工作可靠与否直接关系到设备和人员安全。国家有关标准规定, 安全阀每年至少需要进行一次定期校验。对安全阀的校验方法主要有两种, 一种是离线校验, 另一种是在线校验, 前者由于只能对安全阀的整定压力进行测定, 而无法检查和测量其安全性能、回座压力等, 故此, 在实际检验中, 该方法已经很少使用。下面重点对在线校验技术的原理进行分析。

1.1 技术原理

大体上可将安全阀在线校验技术分为以下两种:一种是设备升压实跳, 另一种是在线校验装置。前者是指在保证设备运行安全的情况下, 以增加介质的方式, 使安全阀达到开启压力, 从而检验安全阀是否能够正常开启。该方法较为突出的优点是测量结果准备、可靠, 不足之处是校验过程中设备会短时间处于超压状态, 若是控制不好, 容易引起爆炸或破裂等问题。后者是指在设备运行的情况下, 因介质压力小于安全阀的整定压力, 故此需要利用在线校验装置提供一个外部的附加力, 借助设备的介质压力与附加的外力, 共同克服安全阀弹簧的预紧力, 使安全阀开启, 从而实现对安全阀整定压力的测量。

1.2 技术特点

安全阀在线校验的技术特点主要体现在以下几个方面。

(1) 准确性高。在线校验是针对安全阀正常运行设计的, 整个校验过程中基本不会受到运输、安装对设备整定压力的影响。同时, 背压、温度等因素对校验结果的影响也可无需考虑, 这在一定程度上提高了校验结果的准确性。

(2) 经济性好。在线校验是在设备处于正常运行的条件下进行, 整个校验过程不会对设备运行造成影响, 由此不但减少了停机所造成的间接损失, 而且还避免了设备拆装所产生的费用。

(3) 安全、可靠。通过在线校验能够及早发现设备存在的安全隐患, 从而避免了系统压力直接升压实跳的高风险性。

2 在线校验技术在海上石油设施安全阀上的运用

2.1 在线校验系统的设计

(1) 硬件设计。本文所提出的安全阀在线校验系统由以下硬件组成:主机、数据采集模块、传感器、电源、截止阀等。

(1) 主机。这是整个系统的核心组成部分, 主机为工业计算机, 主要负责实现相关数据的采集、记录和处理。为了能够对安全阀校验过程进行有效的记录, 系统采用了MCGS工控组态软件作为开发平台, 在其它硬件装置的辅助下, 专用程序以曲线、报表和动画显示等多种形式完成安全阀工作性能的在线校验。 (2) 数据采集模块。为进一步提升数据采集的效率和质量, 通过比选后, 决定选用ADAM4017 和4520 作为数据采集模块, 前者是一个8 通道的数字输出模块, 后者的主要作用是将工控通讯模式转换为计算机可以识别的通讯模式, 同时借助串口实现与计算机之间的实时通讯, 进而完成与组态软件之间的有效对接。 (3) 传感器。本系统选择压力传感器对压力信号进行采集, 并将压力信号转换为模拟信号, 输出给转换模块。 (4) 截止阀。在本系统中, 截止阀安装在安全阀前, 其主要作用是负责介质的切断与节流。 (5) 电源。本系统中, 电源的主要作用是为数据采集与转换模块提供充足的电压, 借助整流电路将220 V交流电转换为24 V直流电, 以此来确保模块的运行正常。

(2) 软件设计。本系统的控制软件采用MCGS工控组态软件, 软件主要执行文件能够对压力信号、机内时间信号等数据信息进行实时采集, 并对压力-时间曲线进行自动记录, 同时还能对安全阀的开启压力进行自动识别和记录。此外软件可以自动建立性能档案及检测结果。该控制软件具备如下功能:

(1) 该控制软件能够建立与安全阀有关的电子技术文档, 可对安全阀的使用情况及校验状况进行监管。 (2) 在程序控制下, 能够对安全阀校验全过程进行数据自动采集、存储、处理, 操作人员只需要对校验过程进行监视即可, 全程无需手动记录。 (3) 能够对校验过程中的相关数据及曲线进行实时显示。 (4) 在对试验数据进行分析的基础上, 可对安全阀的关键技术参数进行智能判断, 如开启压力的判定、密封性能的评定等。 (5) 可自动生成与国家标准相符的校验报告, 报告中主要包括试验曲线、关键数据以及检测结果等, 即可存储, 也可直接打印。 (6) 操作人员不能以人为的方式对检测数据进行修改, 所有记录均为校验过程的真实反映。

2.2 在线校验的判开准则

该准则具体是指在施加外力的过程中, 判别阀瓣已经达到开启状态的事实依据。在对安全阀进行在线校验时, 如何判别其是否处于开启状态是校验的关键, 较为常用的方法有阀瓣微动法和特征点法。在实际校验中, 校验装置的附加外力会逐渐增大, 当附加的外力与介质作用力之和等于安全阀弹簧预紧力时, 阀瓣会呈现出微微开启的状态, 因介质的作用, 面积会瞬时增大, 介质的作用力也会随之增大, 这样一来, 会造成附加的外力减小, 进而出现首个特征点, 可用A表示。在回座的过程中, 校验装置所提供的附加外力会不断减小, 阀瓣达到关闭点后, 因介质作用面积的减小, 介质作用力会出现瞬间减小的情况, 此时, 为确保阀瓣的受力处于平衡状态, 附加的外力会出现瞬间的反弹, 由此便会出现第二个特征点, 可用B表示。特征点判开法便是依据A和B的特性对安全阀的整定压力进行测量, 使用该方法进行校验时, 设备内部应具有一定量的介质, 若是设备内无介质, 则无法采用该方法进行校验。而阀瓣微动法是按照国家有关标准中对安全阀开启压力的规定来判断其开启, 即在附加外力的作用下, 阀瓣上升, 此时会出现可供测量的开启高度, 介质会产生音频激荡, 由此可判断安全阀为开启状态。阀瓣位移数值的测定可借助传感器来实现。

2.3 在线校验系统的应用

应用本文所设计的在线校验系统对海上石油设施的安全阀进行在线校验的过程中, 需要对如下事项加以注意:

(1) 判断起座点。在线校验的过程中, 上升曲线会出现一个比较明显的拐点, 该点即为安全阀的起座点。为更加准确地确定开启点, 当触摸棒在窗口中移动时, 力曲线上的开起点便在垂线与其的交点上。

(2) 阀座直径的计算。在对安全阀进行在线校验时, 阀座直径的计算是关键环节。通常情况下, 校验中需要知道阀座的内、外径数值, 将这两项数值输入到软件后, 系统能够自行计算出阀座的平均直径。需要特殊注意的是, 安全阀标牌中的管口直径与喉径不能直接作为在线校验用的正确直径, 有效直径应当通过阀座的内、外径进行计算, 公式如下:

在上式中, DM表示阀座的平均直径 (单位:mm) ;ID表示阀座的内径 (单位:mm) ;OD表示阀座的外径 (单位:mm) 。

(3) 提升力。安全阀在线校验时, 机械装置是利用在线热提升进行测试的, 提升力为系统压力与整定的起跳压力间的差, 其公式如下:

上式中, F表示提升力 (单位:k N) ; 表示整定的起跳或关闭压力 (单位:MPa) ; 表示系统压力 (单位:MPa) ;A表示有效阀座面积 (单位: mm2) 。需要注意的是, 进行带压测试的过程中, 在测得提升力F的同时, 应当将Pc的值一并记录下来。

3 结论

综上所述, 本文在简要阐述安全阀在线校验的技术原理与特点的基础上, 提出安全阀在线校验系统的设计, 并对该系统在海上石油设施安全阀在线校验应用中应注意的事项进行了分析。实践证明, 本文所设计的系统能够对安全阀进行在线校验, 为保证校验结果的准确性, 应对起座点的判断、阀座直径的计算以及提升力的确定等问题予以注意。

参考文献

[1]刘殿坤, 李晓峰, 陈殿京.安全阀开启高度对其排放能力影响的数值模拟[J].阀门, 2012 (2) :27~29.

[2]蔡创明, 刘伟忠.安全阀校验电脑系统的研制及其在化工行业中的应用[J].广东化工, 2013 (9) :52~55.

[3]刘汇源, 陈学东, 郑津洋.石化企业承压设备安全阀失效模式及失效原因[J].压力容器, 2012 (4) :31~35.

[4]孙力, 经树栋, 何录武.安全阀在线调校中阀座有效面积计算公式新析[J].石油化工高等学校学报, 2015 (2) :60~63.

[5]周一卉, 刘润杰, 由宏新.微机测控安全阀校验过程中整定压力的判定原则[J].化工装备技术, 2014 (6) :37~38.

发电厂安全阀在线校验 篇4

江西贵溪电力工程检修公司锅炉分公司对锅炉汽包和再热器安全阀进行修后整定校验，如采用传统的人工实跳校验方法，校验整定一只安全阀至少需实跳两三次，多则五六次，平均费时2h。单台锅炉大修后对汽包和再热器的9台安全阀全部进行整定校验，大约需要16～18h。每小时锅炉平均燃用25t轻柴油，每次校验安全阀耗用燃油约400t, 按2800元/t计算, 燃油费用约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总费用需116万元, 不但耗费较大, 而且增大了发电成本, 故自2006年12月后改用了NSH安全阀在线定压装置校验整定检修后的安全阀。NSH安全阀在线定压装置由机械夹具、液压动力单元和数据采集处理单元三部分组成, 采用二通道低增益, 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、压力两个参数, 绘制曲线并打印测试结果, 具有汉字化的人机对话功能, 各测量通道的数据均可在屏幕上显示。NSH安全阀在线定压装置在机组运行情况下进行在线校验, 仅需2～5s即可完成对安全阀的性能和参数检测, 约10min即可完成单台安全阀的在线整定工作。完成全部9台安全阀的校验工作约120min。机组提前16h并网发电, 按每小时平均发电量250MW, 电价按0.3元/ (kW·h) 计, 只此一项即可获益120万元。

实际应用表明，该装置校验整定准确重复性误差和测量误差均≤1%，操作安全快捷。使用NSH安全阀定压装置进行在线校验，可在介质压力<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的冲击损伤，同时可避免锅炉压力容器频繁超压工作。X12.02-03

[江西贵溪电力工程检修公司锅炉分公司陈新、黎龙醒供稿江西贵溪市335400 jxgdllx@163.com] (7)

大吨位多配比液料自动校正混砂机

济南二机床集团有限公司在充分消化吸收国内外自硬砂混制设备技术基础上，结合多年制造使用铸造设备经验，经过改进提高后开发出移动升降式双臂连续混砂机，目前已在多个厂家成功应用。该设备采用新型混砂机控制方式，特别适用于大吨位铸件生产企业，铸件工艺复杂，新旧砂及液料配比繁多，切换频繁，采用自动校正环节对液料加入量严格控制，既降低成本，又避免产生废品。如为陕西压研设备厂生产的MTDS60混砂机，由上位机对整个系统进行统一监控和设定，主要技术特点： (1) 可以分画面、分层次显示设备的各种工作状态、参数设定及报警信息等，直观明了。 (2) 新旧砂的20种配比状态值、液料的200多种配比值均可在PLC存储区建立数据库，数据库中的数值通过触摸屏在调试中写入并存储。 (3) 液料流量参数的标定可在调试时显示各挡位实际流量数值，并将稳定后实际数值写入各挡位对应的存储空间中，显示调定后的数值。 (4) 液位状态可动态显示，低位报警及停机数值可调。 (5) 故障状态及故障点清晰明了，方便维修。X12.02-04

[济南二机床集团有限公司铸机公司边玉河、包燕燕、张志方供稿济南市机床二厂路2号250022 yyb522@163.com] (1)

强力胶带输送机的技术改造

兖州矿业(集团)公司兴隆庄煤矿建矿以来，胶带运输一直采用DX4型强力胶带机，分为东西两翼两个独立的系统共同承担全矿的原煤运输任务。随着矿井生产的不断发展，原煤运输系统已经成为制约生产的瓶颈。因此，采取加大功率、提高带速(改造驱动和控制单元)的方式对胶带机进行了技术改造，使运输能力由1300t/h提高到1600t/h。

从经济性、实用性、可靠性等方面综合考虑，将原限矩型液力偶合器改为加长后辅室的YOXG650型限矩型偶合器，减速机采用佛兰德H2SH11硬齿面减速机，并配有胶带逆止器。其优点是电机的启动能力提高;可保护电机，防止其过载;减少了冲击和振动，启动阻力矩减小;启动时间加长，延长了胶带使用寿命，胶带和接头的强度相对提高;协调多机驱动的负荷分配。鉴于原有机械式张紧绞车的张力不能随着工况变化而自动调整，使胶带始终处于张紧力最大的状态，直接影响到胶带的使用寿命，而且其滑轮组安装在张紧车的两侧，张紧小车在张紧过程中存在着跑偏现象，故改为液压自动张紧装置。电控系统采用PLC与地面计算机相匹配并辅以工业电视，实现了对胶带机的远程监控，符合煤矿井下胶带机安全生产的要求。煤仓煤位与胶带机和给煤机的启停实施闭环控制，避免了胶带重载停机和再启动产生的危害。整个驱动部分的基础与原基础完全吻合，不需重新做基础;一旦改造实施后到现场即能安装使用，不影响矿井正常生产，用工时间短，改造效率高。X12.02-05

[兖矿集团设计研究院李剑峰供稿山东邹城市273500]⊙

先进实用技术和产品二则

●磁性液体密封材料与技术由中国兵器科学研究院宁波分院开发的磁性液体密封是一种采用磁场及受其约束的纳米磁性液体材料封堵间隙的先进实用密封技术，主要包括密封聚磁结构与磁性液体材料两个方面。在真空和低压密封领域，该技术不但可替代传统机械密封及橡胶密封，而且具有抗偏心振动、结构自适应、自修复、无磨损、易维护等特点，具有较好的产业化和市场化前景。磁性液体密封聚磁结构与国内外同类产品相比较其聚磁效果提高了8倍以上，结构紧凑，无漏磁;磁性液体材料具有较低的磁化黏度和较高的饱和磁化强度特性。使用温度范围：-30～180℃;单级密封压力：0.025MPa;密封介质环境：真空、防水、防尘、氨等碱性环境。可广泛应用于电子、真空、化工、高精密测试仪器与设备等真空和低压密封领域。

●新型大动力传动面齿轮制造技术由北京航空航天大学开发的新型大动力传动面齿轮是与渐开线圆柱齿轮相啮合形成相交轴传动的一种特殊的锥齿轮。与圆锥齿轮传动相比，面齿轮传动更加平稳，齿轮位置的偏离对承载接触位置的影响要小。其传动的误差小、噪声低，载荷的传递情况更为良好，对小齿轮轴线位置的精度要求相对较低。该技术可以实现面齿轮高精度加工，以及各种动力传递要求的面齿轮设计计算分析，有成熟设计软件和加工、调整、测量系统。其技术特点： (1) 轴向移动产生的误差对传动性能几乎没有影响; (2) 圆柱齿轮对无轴向力的作用，可相应减小系统的结构重量; (3) 能实现功率分流，传递大功率。其技术指标： (1) 加工精度6级; (2) 点接触时重合度2以上; (3) 传递相同功率条件时，传动系统比常规同规传动系统体积减少20%。其应用领域： (1) 机器人关节的传动; (2) 小侧隙的精密传动; (3) 大功率、小体积要求的传动; (4) 汽车、农用车辆传动系统。X12.02-06

锅炉安全阀在线校验不确定度评定 篇5

关键词：锅炉安全阀,在线校验,整定压力,不确定度,定量分析,改进措施

一、概述

安全阀整定压力调整是安全阀运行管理主要控制的技术性能指标之一, 其校验的准确性对锅炉压力容器压力管道的安全运行起着至关重要作用, 有关的安全技术规范、标准对整定压力定期调整、极限偏差做出了详细规定。安全阀在线校验技术不需要拆下安全阀送校, 以及系统不停车即可进行调试, 因此近年发展迅速。然而实际校验过程中校验方案是否可行, 整定压力的调整误差是否满足标准规范要求, 目前尚无定量评价准则。为保证安全阀整定压力校验水平, 需要对在线校验可靠性进行详细分析。

1963年, 美国数学家Eisenhart首先提出测量不确定度理论, 至今已发展成为国际上表示测量结果可靠性的通行规范《Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement (GUM) 》, 该理论实现了测量过程可靠性的定量评价。以下基于不确定度理论, 对某水泥公司安全阀在线校验整定压力的误差进行定量分析和评定。

二、被校安全阀介绍

锅炉安全阀在一定压力和较高温度工况下运行, 其弹簧性能和密封状况同冷态条件有一定区别, 整定压力的调整一般要求在锅炉运行状态下进行。该公司采用余热发电技术回收熟料烧成系统的废气余热, 由于水泥窑生产的波动性, 锅炉往往偏离额定工况运行, 安全阀的定期校验难以进行实跳测量, 通常采用安全阀在线校验仪进行在线校验。停炉时, 测量锅炉汽包安全阀阀瓣内、外径和阀座内、外径各3次, 然后取内径大者、外径小者的平均值作为密封面的内、外径 (表1) 。实际校验中, 初步调整余热锅炉汽包安全阀后, 进行了4次整定压力在线测试, 结果见表2。

三、安全阀在线校验不确定度分析

安全阀在线校验原理见图1[1], 在线校验属于间接测量系统, 需要测量F、P0和S (安全阀有效密封面积) 。安全阀在线校验仪的力传感器采样F, 经电信号转换得到测量值;通过压力测量装置 (压力表) 获得P0;测量密封件的内、外径, 以平均直径对应的面积作为S。安全阀在线校验整定压力Pset=P0+F/S。

1. 不确定度的分类

测量值只是被测量的估计值, 测量过程中的随机效应和系统效应均会导致测量不确定度。

安全阀在线校验属于间接测量系统, 在线校验不确定因素主要有: (1) 测量重复性引起的A类标准不确定度分量u1; (2) 压力表允许误差带来的B类不确定度分量u2; (3) 安全阀在线校验仪准确度等级引起的B类不确定度分量u3; (4) 阀座有效密封面积引起的B类不确定度分量u4; (5) 其他因素引起的B类不确定度分量u5。

2. 相关计算

(5) u5。压力表检定的不确定度和安全阀在线仪校准的不确定同样导致整定压力校验的不确定度。查阅压力表检定证书和安全阀在线仪校准报告, 校验标准的不确定度远小于锅炉汽包压力表和安全阀在线仪的不确定度, 安全阀在线校验不确定评定中可忽略它们的影响。

每一次安全阀在线校验过程都会引起阀瓣微动, 导致蒸汽通过密封面泄漏, 在金属中造成温度差, 引起密封面的微量翘曲, 从而增加泄漏并可能导致再次开启时有效密封面积的改变。在安全阀在线校验中, 实际产生的泄漏量很少, 两次校验间隔的时间足够密封面的温度场恢复到正常工作状态。安全阀工作温度条件和冷态条件的密封尺寸也不同, 但差异很小。在线校验温度和安全阀实际开启温度不同, 但测试状况和整定压力2.44 MPa条件对应的饱和温度差别并不大, 因此温度引起的测量不确定度也可忽略。

在线校验中, 安全阀在线校验仪的机械夹具和安全阀组成并联的弹性系统, 附加拉力在克服弹簧预紧力的同时也将力传递至机械夹具, 机械夹具也会产生弹性变形。由于本次在线校验时的附加拉力远小于在线校验仪的允许拉力限制, 在线校验仪自身形变引起的测量不确定度可以忽略。

综上所述, u5=0。

(7) 整定压力的扩展不确定度U。在通常测量中, 一般包含因子k取2 (JJF1059.1-2012测量不确定度的评定与表示[S].2012) , 因此U=ku=2×0.043=0.086≈0.09 MPa, 安全阀的整定压力可表示为2.44±0.09 MPa。

四、安全阀在线校验系统改进

安全阀的整定压力为2.44±0.09 MPa, 不能满足GB/T12243-2005《弹簧直接载荷式安全阀》标准整定压力极限偏差不超过±0.07 MPa的要求, 该安全阀在线校验测量系统应进行适当改进。

减小测量重复性、压力表、附加拉力和有效密封面积等各分量的不确定度就能减小安全阀在线校验整定压力的不确定度, 从而提高校验精度。分析各分量发现, 减小测量重复性的不确定度, 需要适当增加校验次数并且严格执行校验工艺, 提高测试数据的稳定性, 才能减少随机误差的影响;减小压力测量的不确定度, 应通过更换高精度压力测量仪表达到;由于安全阀在线仪是以测量上限确定准确度级别, 减小附加拉力测量的不确定度, 应通过更换量程略大于附加拉力的力传感器达到;减小有效密封面积的不确定度, 应通过深入研究密封面的压力分布, 以获得更准确的有效密封面积表达式或减小密封面宽度尺寸达到。同时, 附加拉力和有效密封面积对整定压力不确定度的影响, 还与它们对应的灵敏度系数, 即附加拉力和安全阀有效密封面积大小有关。初始压力高, 附加拉力小, 可使有效密封面积不确定度的灵敏度系数减少, 降低有效密封面积不确定度对系统不确定度的贡献;安全阀有效密封面积高, 可使有效密封面积、附加拉力不确定度的灵敏度系数减少, 降低它们对系统不确定度的贡献。

五、结论和建议

间接测量的安全阀在线校验系统, 其测量精度由测量重复性、压力表、附加拉力和有效密封面积等各分量的不确定度决定, 合理的安全阀在线校验测量系统配置是保证安全阀整定压力偏差处于可控制范围的必要条件。减小安全阀在线校验整定压力的误差应从减小测量系统合成不确定度中的关键分量入手, 提高压力测量精度, 尽量使安全阀入口压力接近整定压力是减少有效密封面积不确定影响, 提高校验精度的最有效手段。建议在线校验重要安全阀前, 校验单位应先进行校验系统不确定度的预先分析评估, 判断在线校验系统精度是否满足要求。

参考文献

[1]周震.安全阀[M].北京:中国标准出版社, 2003

在线校验技术 篇6

1.1 系统组成

为实现容性设备在线监测装置的全系统校验, 开发了相应的校验系统, 组成原理框图如图1所示, 校验系统由控制单元、信号发生单元及在线测量单元三个部分组成。

1.2 容性设备在线监测装置的全系统校验方法

校验过程分为离线条件下的低信号全量程校验和在线条件下的实际运行点校验。

离线条件下的低信号全量程校验, 信号发生单元由信号发生模块、计算机及外围D/A模块组成。控制单元由控制模块产生所需的数据表格, 调节控制信号发生单元输出不同幅值和相位的电压和电流信号, 送至容性在线监测装置进行测量。校验系统发出的模拟信号, 可以覆盖被试在线监测装置电流、电压以及相位的整个测量范围, 从而实现对容性在线监测装置现场离线条件下电流和介损值的全量程校验。

1.3 在线条件下的实际运行点校验

在容性设备带电运行条件下, 利用相对法, 实际测量该在线监测装置的测量对象——容性设备的介损和电流值, 校验接线原理如图2所示。将校验系统在线测量单元的测试值与在线监测装置的测试值进行对比, 实现容性在线监测装置实际运行点的准确性校验。

通过综合分析离线和在线条件下的校验数据, 对被试在线监测装置的基本准确度和抗干扰能力的给出整体评价。

2 理论分析

根据电介质绝缘特性分析可知, 绝缘良好的试品在常温及施加电压10k V至系统运行电压下的介损及电容量是线性的, 而绝缘受损的试品, 如受潮, 缺油等情况下, 绝缘参数介损及电容量将随电压及温度而改变, 此种情况下如选取这类试品的测量值作为判断依据, 将带来较大的误差, 降低校验的准确性, 对被试系统准确性评定是不准确的, 应避免此类误判。

3 验证试验

3.1 现场验证试验

表一为在对云南电网某110k V变电站做校验时所测得的数据:

以155电流互感器作为参考项, 其余为被测项, 每次测量可得到两个电流互感器的介损差值。测量数据如表1所示, 其中, CN为标准项, CX为被测项, (tanθ2-tanθ1) 为实测介损差值, (tanθ20-tanθ10) 为相应的设备预防性试验值。tanθ21-tanθ11为停电状态下, 外加高压所得高压介损计算值。

比较带电测量值与停电测量值所测结果, 可以得出以下结论:与传统的预防性试验数据相比较, 绝缘良好的试品三种数据很接近, 此种状态下校验系统的介损测量误差不大于0.05%。单试品绝缘不好时三者便出现了差异, 介损相互相差0.24%, 造成此误差的原因主要是绝缘变差的试品介损随所加电压改变而改变, 随试品温度变化而变化。因此, 用此种试品进行校验是不行的应该选用绝缘良好, 介损稳定的试品作为校验被试品。

4 结束语

针对容性设备在线监测装置的容性设备在线监测装置的全系统、全量程校验方法:

(1) 校验试品的选择:应选择绝缘状态良好的试品进行试验。

(2) 通过正确选择校验试品, 校验系统对容性设备在线监测装置的全范围、宽量程的校验, 可以提高被校验系统的测量准确性。

(3) 校验系统在对在线监测系统进行校验的同时可发现绝缘已有问题的试品。

其中:CT、CT1、CT2——电流传感器, Cx1、Cx2、Cx3、Cxn——容性设备, PT1、PT2——电压互感器

摘要：对容性设备在线监测装置进行全量程校验提供其测量准确性具有重要意义。本文在分析被试品绝缘特性基础上结合现场校验所发现的问题, 提出对于有绝缘缺陷的被试品不可作为参考试品使用的观点, 对提高现场校验准确性有较大的帮助。

关键词：容性设备,在线监测,全量程,校验方法,介质损耗

参考文献

[1]王赋, 李小建, 赵现平.容性设备介损在线测试数据与预防性试验数据等效性, [J云南电力技术, 2003. (11) .

[2]陈化钢.电力设备预防性试验技术问答[M].中国水利电力出版社, 1998.

[3]电力设备预防性试验规程[S].Q/CS114002-2011, 2011.10.26.实施.