试验装置和步骤

2024-06-28

试验装置和步骤（精选4篇）

试验装置和步骤篇1

摘要：某三代核电站厂址废物处理设施首次从德国引进了一种锥型干燥装置,用于对核岛产生的放射性废树脂干燥减容处理。为了开展锥型干燥装置的国产化研究工作,自行设计了一套小型锥型干燥装置,并对含水率约为55%的非放射性树脂(含一定比例的活性炭)进行真空干燥试验。结果表明:树脂减容效果明显,减容比达到2.63,初步验证了锥型干燥装置对废树脂减容处理的可行性。

关键词：废树脂,锥型干燥装置,真空干燥,减容

一台百万级核电机组每年将产生约10m3的放射性废树脂。如何实现对放射性废树脂减容处理,减小废物最终处置压力,是当前核电站放射性废树脂处理工艺研究的热点[1]。常见的废树脂减容处理工艺有湿法氧化法、蒸汽重整法、焚烧法、桶内干燥法等。我国某三代核电站的厂址废物处理设施首次从德国引进了热态超压工艺处理核岛产生的放射性废树脂(可能混有少量废活性炭),通过干燥和超压两道关键工序实现废树脂的减容处理[2]。在该工艺中,锥型干燥装置是关键设备之一,是通过真空干燥技术对含水率约为50%~60%的湿树脂在低温、真空状态下进行干燥,除去树脂中的游离水和大部分结合水,具有受热均匀、干燥速率快、传热效率高的特点。目前,真空干燥技术及锥型干燥装置在国内已广泛应用于制药、化工行业[3,4,5],但废树脂的真空干燥试验尚无具体研究。本文基于设备国产化的需求,结合三代核电厂放射性废树脂的特点,自行设计了一套小型锥型干燥装置,并对非放射性湿树脂(含一定比例的活性炭)进行初步的真空干燥试验,为今后开展放射性废树脂锥型干燥装置国产化研究提供参考。

1小型锥型干燥装置设计

1.1锥型干燥器的设计

作为小型锥型干燥装置的主体设备,锥型干燥器由锥型容器、过滤器、混合搅拌器和卸料球阀组成,其结构示意图示于图1。锥型容器通过热油加热,外壁包裹一定厚度的保温层。为便于卸料,锥型容器锥体的锥度设计为38°。锥体的热油通道和保温层采用双夹套结构,内锥体与隔板之间设有螺旋导流板,导流板焊接在内锥外壁上,对夹套内的热油起到导流作用,提高传热效率。锥型容器顶盖的热油通道和保温层采用盘管夹套结构,盘管内通热油,盘管外为保温层,对顶盖进行保温,防止水分蒸发之后再次凝结。混合搅拌器的搅拌叶片采用双螺旋结构[4]。混合搅拌器的转速可调节。锥型容器内的压力和物料温度可监控。顶盖上设有带灯视镜,便于观察。锥型干燥器的有效容积为80L,约为工程机有效容积的1/5。考虑到耐腐蚀性、强度、韧性和去污要求,锥型容器、过滤器、搅拌叶片、卸料球阀和接管等材料均采用316L不锈钢。

1.2试验台架设计

树脂真空干燥小试试验工艺流程示于图2。为了简化工艺流程及试验台架,锥型干燥器仅与真空泵和热油机组相连接,未设置物料计量系统、蒸汽冷凝系统、除水系统等辅助系统。非放射性湿树脂和活性炭经称重后通过锥型干燥器顶盖的加料口直接送入容器内。干燥过程产生的蒸汽经过滤后直接排到室外。真空泵向锥型干燥器提供最低50mbar的真空度。热油机组提供温度不高于300℃的热油。真空度和热油温度均可调节。

2试验材料与方法

2.1试验材料

树脂采用非放射性聚苯乙烯磺酸盐阳树脂,粒径为300μm~1200μm,初始含水率为55%。活性炭采用非放射性椰壳基活性炭,初始含水率低于3%。

试验过程使用到XQ201型电子水分测定仪(上海良平仪器仪表有限公司)、磅秤和量筒等。

2.2试验方法

1)往锥型干燥器先后加入35kg树脂和5kg活性炭(注:三代核电站核岛产生的放射性废树脂可能混有少量活性炭,试验时树脂和活性炭的混合比按7:1考虑)。启动混合搅拌器,观察并记录不同转速下(20r/min,30r/min,45r/min,60r/min)容器内树脂和活性炭的混合效果。

2)启动真空泵,使锥型干燥器内真空度保持在60mbar~300mbar范围内。混合搅拌器保持在最佳转速。先将热油温度设置在80℃对锥型干燥器加热,观察热油压力和夹套进出口热油温度,待热油压力、油温达到稳定状态后,逐步提高油温至120℃;观察物料温度计,当物料温度在10min时间内不再上升,继续提高油温至160℃,观察物料温度计,当物料温度达到120℃时,停止热油加热,干燥过程结束。记录干燥过程容器内温度、压力和干燥时间等试验数据。干燥结束后,采用电子水分测定仪测定干燥产物的含水率。

3结果与分析

3.1物料混合效果

分别以20r/min,30r/min,45r/min,60r/min四个转速启动混合搅拌器,搅拌时间为30min,观察树脂与活性炭混合搅拌效果,以达到树脂与活性炭充分混合为最佳转速。经观察分析发现,若搅拌速度过慢,则树脂与活性炭不能充分混合,搅拌效率低;若搅拌速度过快,则离心力过大,物料之间易分层,不能产生位移交换,导致加热效率降低。最终确定最佳的转速为30r/min,此转速下的物料混合效果最好。

混合搅拌器的搅拌叶片设计为双螺旋结构,相比于单螺旋结构,能使搅拌器受力更加均匀,物料混合更为充分。在树脂真空干燥过程中,搅拌叶片带动树脂沿着锥型干燥器内壁旋转并自下而上提升,物料到达最高点后依靠重力和惯性作用,自动流向旋涡中心并回流到锥型干燥器底部。在此过程中,物料在锥型干燥器内被强制扩散、对流和掺混,作全方位的不规则往复运动,从而完成物料与容器内壁表面高频率的传热交换。

3.2真空干燥效果

图3是锥型干燥器内夹套进口热油温度(以下简称夹套温度)、干燥器内气相温度(以下简称气相温度)和物料温度随加热时间的变化曲线。从图3可以看出,三条温度曲线变化趋势一致,夹套温度、气相温度和物料温度由大到小依次排序。从物料温度变化曲线可以看出,树脂和活性炭的真空干燥过程经历了预热加热、恒速干燥和降速干燥三个阶段[2,6]。通过热油加热约50min后,干燥器内物料即进入恒速干燥阶段,此时物料温度稳定在约53℃。由于在真空负压条件下运行,物料中的游离水在很短时间内就能完全蒸发,干燥过程随即转入降速干燥阶段,开始蒸发物料中的结合水。在加热150min后进入降速干燥阶段,此时物料温度快速上升,表明物料中结合水的含量在快速下降。在加热240min后,物料温度加速上升,逐渐趋近于气相温度和夹套热油,表明物料中结合水的含量已经显著下降。在加热300min后,物料温度超过120℃,此时干燥效率很低,如果继续对干燥器加热,物料的水分含量应几乎无变化。

图4是锥型干燥器内压力随加热时间的变化曲线。从图4可以看出,干燥过程中干燥器内的压力始终保持在60mbar~300mbar区间内,变化趋势与物料温度的变化趋势基本一致。在加热开始阶段,由于锥型干燥器内持续抽真空,而物料水分蒸发较少,因此干燥器内的压力先下降,然后随着水分蒸发速率的增大而不断上升。在恒速干燥阶段,物料中的游离水均速蒸发,干燥器内的压力基本不变,维持在140mbar。进入降速干燥阶段后,物料中的游离水几乎蒸发殆尽,开始蒸发物料中的结合水,此时干燥器内的压力下降明显,至干燥结束时维持在约100mbar。

物料的恒速干燥过程可通过Antoine蒸汽压方程来表示[7]:

式中P为蒸汽压力(mbar),T为蒸汽温度(°C),A、B、C为水蒸气相关常数。结合水蒸气相关常数的数据值,可得到饱和蒸汽压与饱和蒸汽压下温度值的对应关系如图5所示。从图5可以看出,蒸汽压140mbar对应的温度约为51℃,与干燥试验恒速阶段的物料温度基本一致。

干燥结束后,对从锥型干燥器卸出的干燥产物进行取样,并通过电子水分测定仪测得物料含水率约为3.75%(wt),表明游离水和结合水已基本除去,满足GB 12711-1991中游离水含量须小于固体废物重量的1%的放射性废物处置要求。从外观来看,干燥树脂仍保持为球状,但粒径缩小至干燥前的约70%,表明物料中的游离水和结合水已基本除去。

3.3干燥产物减容效果

干燥前,树脂和活性炭的体积分别为42L和10L。由于树脂与活性炭充分混合后的体积会有一定损耗,干燥前物料总体积约为50L。干燥后物料体积约为26L,即减容至之前的52%。由于椰壳基活性炭的含水率低于3%,干燥后活性炭的体积几乎无变化,则干燥树脂的体积约为:

树脂减容比为:

3结论

1)真空干燥技术可实现对树脂有效减容处理。干燥产物含水率约为3.75%(wt),能满足废物处置要求。

2)锥型干燥器试验机采用双螺旋结构的搅拌叶片,能使树脂和活性炭充分混合均匀,满足物料与干燥器内壁进行高频率传热交换的要求。

3)干燥器内的物料温度和压力是树脂真空干燥工艺的2个重要技术指标,用于监控干燥工艺过程和判断干燥终点。

参考文献

[1]高帅,郭喜良,高超,等.放射性废树脂处理技术[J].辐射防护通讯,2014,34(1):28-32.

[2]周焱,张海峰.核电站低中放废树脂热态超压处理技术应用探讨[J].原子能科学技术,2012,46(Suppl):142-146.

[3]孙盛敏,付常余,杨文意,等.立式锥形螺旋干燥器:中国专利,CN203375808[P].2014-01.

[4]陈永健,许琴,钱煜恺,张拥军.一种具有双螺旋搅拌器的单锥干燥器:中国专利,CN 201876086[P].2011-06.

[5]马锡林.一种高效多用途单锥干燥器:中国专利,CN201417061[P].2010-03.

[6]SZUKALA M,MUNTZEL W,GRUNDKE E,et a1.Treatment of spent ion_exchange resin in the nuc Iear power plant Phil Ippsburg[M]∥ICEM 7 95[C].Germanv:1995.

[7]金国淼,等.干燥设备[M].北京:化学工业出版社,2002.

试验装置和步骤篇2

第一章总则

第一条本标准规定了湖南华电常德发电有限公司热控关键设备保护及自动装置投退管理的定义、专用术语定义、执行程序、检查与考核、反馈。第二条本标准适用于湖南华电常德发电有限公司热控保护系统投退管理，安监部、发电部、设备部、生技部的所有生产技术、运行、检修维护人员应熟知本标准。

第二章规范性引用文件

第三条下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，鼓励各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。(一)(二)(三)GB/T 1.1-2000 标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写规则 GB/T 15498-1995企业标准体系技术、管理标准体系的构成和要求 DL/T774-2004 火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程

第三章专用术语定义

第四条关键设备

指一旦出现故障，将会对设备本身及人身安全、健康、环保、经济效益、电网等产生重大影响的设备，如出现人身伤亡、设备损坏、污染环境、机组停运或降出力等。

第五条关键设备保护及自动装置

指为关键设备配置的保护、联锁、信号、自动装置，在关键设备发生异常时及时告警或切除关键设备，使之退出正常运行状态。

第四章执行程序

第六条联锁、保护和报警系统投入(一)联锁、保护和报警系统投入前，须经联锁、保护和报警系统专业主管提出保护投入申请，并与运行人员共同确认联锁、保护和报警系统设备、控制回路及信号状态良好，并由双方在申请单上签字后方可投入。(二)发电机组正常运行时，主辅设备的保护应100%投入，任何人不得擅自退出机组保护或改动保护定值。(三)发电机组正常运行时，特殊情况下需要变更联锁、保护和报警系统定值或修改保护系统，由提出变更保护定值或修改保护系统的专业主管或部门负责人提出申请并填写联锁、保护和报警系统变更申请单，经总工程师或生产副经理审批完成后，方可进行系统的修改变更。(四)变更联锁、保护和报警系统定值工作完成后，保护具备投入条件时，应由设备检修部热工、电气专业主管提出保护投用申请，经公司生产技术部、主管领导审批后，通知值长和运行值班人员，按职责划分由该保护及自动装置主管部门专业技术人员或运行值班人员执行，确保投用与恢复的正确性。(五)保护设备的投入操作按公司内部责任划分由保护设备专责人或当值运行人员操作。运行岗位值班人员和值长做好记录。

第七条联锁、保护和报警系统停用，保护、联锁和报警系统停用按照管理流程图执行（见附录A）。第八条填写申请单(一)所有保护、联锁和报警系统装置的停用，必须办理保护、联锁和报警系统停用申请单。(二)保护、联锁和报警系统装置的停用申请单，由保护、联锁和报警系统装置的所在专业主管填写，并且严格按照申请单的格式进行填写。(三)对于非热控主设备保护、机电大联锁、风机大联锁的热控保护、联锁和报警，如需切除由运行岗位值班人员提出，并且在强制信号记录本上签字，当值值长审核后，热控专业该保护设备主人负责执行。(四)对于热控主保护、机电大联锁、风机大联锁的退出，由申请该保护退出的提出人负责填写热控主保护、机电大联锁、风机大联锁投退申请单。申请单首先经过本部门专业负责人或部门负责人签字后，再递交到生产技术部对口专业主管签字。(五)(六)生产技术部专业技术主管审核签字后，递交分管生产副经理批准。分管生产副经理批准签字后，递交当班值长执行；若由网局总调、当地调度管辖设备的保护投退，必须申请调度局继电保护处和总调、地调批准，然后由当班值长按调度命令执行。(七)主保护、机电大联锁、风机大联锁投退申请单一式两份，一份运行存档，一份由主保护、机电大联锁、风机大联锁系统装置的专责人存档。(八)夜间或紧急情况下（如：保护装置发生故障，误发信号等），经值长同意可以先将保护投退，后补办保护投退申请单。而由网局总调、当地调度管辖设备的保护必须按照调度人员的指令执行。(九)申请单的填写要认真、字迹工整，不得涂改。申请单所列的各审核签字栏，必须填写齐全，不得有遗漏和错签的现象。第九条投退操作的执行(一)对于热控专业，保护、联锁和报警的投退由设备检修部热控人员操作（有投退开关的保护由发电部运行相应专业操作员完成），投退期间热控设备专责人要做好操作或监督工作。(二)(三)保护、联锁和报警信号的投退必须执行监护标准，一人操作，一人监护。由热控人员投退的保护、联锁等，在执行过程前要与运行人员联系好，操作完毕及时通知运行人员，运行人员要加强监视，密切注意有关参数的变化。(四)联锁、保护的投退，当值值长要登记清楚，包括保护名称、投退起至时间、投退原因等，若主保护退出超过72小时，必须报上级部门备案。第十条严禁擅自、随意将运行中保护、联锁和报警信号投退。

第十一条 DCS控制系统中保护、联锁和报警信号的投退，必须将主控制器和备份控制器中的保护、联锁和报警信号都投退，严禁只投退主控制器中的保护、联锁和报警信号而不投退备分控制器中的保护、联锁和报警信号。

第十二条

保护、联锁和报警信号投入前必须对信号进行认真检查，确认输入信号正常、逻辑正常、设备运行正常（确认的方法和工具一定要有明确规定），方可将保护、联锁和报警信号投入运行。

第十三条

新增保护、联锁或保护装置、保护定值、保护逻辑发生异动，必须填写保护异动报告和保护异动申请单。新增保护或异动后的保护投入运行之前，必须对保护回路进行传动试验，确保保护回路正确动作。并对运行人员做书面交待，办理保护投入申请单，方可投入该套保护。

第五章自动装置管理第十四条热工自动控制系统的各种参数的整定值是根据设备运行状况和控制对象的特性经不断摸索整定出来的，任何人不得随意调整，不得擅自取消自动控制系统。无特殊情况，热工自动控制系统应尽可能投入运行

第十五条热工主要自动装置如要取消，应由热工专业工程师提出申请，经设备管理部热工首席工程师审核、总工程师批准后报上级主管部门同意后方可取消。第十六条因控制系统或设备等异常而无法投入主要控制系统时，应由相关专业工程师（或班组工程师）填写《热工自动投退申请单》并说明退出原因、有关安全技术措施及退出期限，报设备管理部审核经总工程师批准后实施。第十七条因控制系统控制特性不理想或设备异常等原因需调整自动控制系统的参数时，必须征得控制部主任或热工专业工程师同意并开具工作票方可进行调整，调整时设备管理部热工首席工程师应现场协作和监督，工程师站应设置自动装置调整专用记录本，自动控制系统参数调整前后必须要有详细记录，调整完毕要报热工专业工程师和设备管理部热工首席工程师备案并存档。

第十八条机组运行稳定时应投入热工自动装置，热工自动装置有故障时应及时登缺，其考核按照缺陷管理制度执行。

第六章自动装置试验管理

第十九条投入运行的自动调节控制系统应定期做扰动试验（试验周期暂定为两年）。除定期试验外，出现设备大修、控制策略变动、调节参数有较大修改、自动控制系统发生异常等情况时，也应做扰动试验。

第二十条试验前应编写完整的试验方案，试验方案应包含组织措施、安全措施、试验步骤等基本内容，试验方案须经运行副总及以上人员批准后方可执行。第二十一条试验结束后，应填写试验报告。试验报告应附有各种原始数据及相关趋势图。最后应有明确的试验结果。

第二十二条试验结果如达不到规定的调节品质要求，应分析原因，提出解决问题的方法。

第二十三条自动调节控制系统的扰动试验须分别进行内扰试验和外扰试验。扰动试验应在70%以上负荷进行，扰动量为被调参数满量程的10%。内扰试验时，被调量的峰值应低于保护动作值。外扰试验（负荷扰动）时，机组主要参数变化范围应在《机组主要参数范围设定值》范围内。第二十四条热工自动装置的相关试验数据，由控制部热工专业整理存档。

第七章其他

试验装置和步骤篇3

GB7000.1-2007《灯具-第1部分:一般要求与试验》标准于2009年开始实施, 根据IEC62035光源的安全标准, 可能导致镇流器、变压器或者启动装置过载的某些金属卤化物灯和某些高压钠灯变得不安全, 除GB7000.1-2007标准中附录C中图C.3注2的规定以外, 都应用标准中附录C中图C.3所示的试验电路专门的试验方法进行模拟异常电路验证。这些试验方法包括对试验设备的要求, 作为灯具的检测基础的需要, 要引起足够的关注。

1 试验要求

试验电路见图1所示。

(1) 试验电路的部件要求

(1) D (整流二极管) ——100 A, 600 V。

(2) (可变电阻) ——0~200 (电阻的额定功率至少是光源的1/2) 。

(3) A——电流表

(2) 试验对象要求 (附录中图注)

—额定功率不小于1000 W的高压钠灯。

——设计成直接代替汞灯的高压钠灯。

——由IEC62035识别的寿命终了不易发生整流效应的高压钠灯和金属卤化物灯。

——由光源制造商识别的寿命终了无整流效应危险的其他的高压钠灯和金属卤化物灯 (这种灯具可能仅限于适宜于特殊的光源制造者) 。

2 试验电路分析

根据上述标准规定分析:

(1) R可变电阻要求

我们按灯具1 000 W功率计算:

根据标准提出的可变电阻的额定功率至少是光源的1/2, (按1/2功率计算)

(1) 当我们进行异常状态整流效应试验时 (可变电阻取1/2值) , 根据 (1) 、 (2) 和 (3) 式, 可变电阻的额定电流小于灯具的实际电流。

(2) 见试验电路图1, 当我们按试验电路试验开始时, 在电路中虽然有D (整流二极管) 分流, 但是整流二极管有门槛电阻, 在可变电阻起调 (从0起调) , 可变电阻的阻值在小于整流二极管门槛电阻时, 灯具的实际电流全部流经可变电阻, 可变电阻将严重超载。

(3) 在试验开始后, 将电阻调到需要二倍电流或三倍电流时, 整流二极管是半波整流, 最大分流1/2电流值, 在这样状态下, 电阻满载运行, 容易发热, 不安全。

(4) 高压钠灯和金属卤化物灯的灯具的镇流器是带有铁心的电感镇流器温升有一定的迟后, 况且, 异常状态整流效应试验要求温升的温度到达稳定状态, 所以温升稳定有一定的时间, 这样电阻功率显然不够。

(5) 电阻是一个发热元件, 长时间满载运行肯定发热, 影响阻值的稳定。

(6) 一般被试灯具带有热保护装置, 在温升的温度达到设定值时, 有时候会频繁通断, 这样对一个大功率电感元件来讲, 电压、电流冲击相当大。势必影响到已经满载运行的电阻正常工作。

(2) DD整流二极管) 要求

(1) 大电流运行。

(2) 上述第6条被试灯具会频繁通断, 在大功率电感元件作用下, 存在电压、电流冲击。

(3) 电流表要求

从试验电路图1电路中我们可以看到, 整流二极管和电阻并联, 一部分电流从电阻中流过, 另一部分从整流二极管流过, 故电流表中既有交流电流, 又有整流二极管流出的直流电流。

在电阻为零电流时的电流波形见图2所示。

3 电路元件设计

(1) 可变电阻

从上述可变电阻使用的分析中可以看出, 可变电阻取1/2值时存在不足。据经验推断电阻的功率取值在2~3倍使用功率时较为稳定, 而且发热较少, 阻值也不会变化。假如取值2倍。

方法一:在可变电阻的电流达到10 A时满足使用要求, 但是可变电阻功率达到20 k W功率时体积相当大, 价格不菲。在防通风罩的试验室内也存不下如此庞大的可变电阻。

方法二:为达到可变电阻符合使用要求, 减少体积, 降低成本, 购买阻值较小的可变电阻, 串接固定电阻, 来达到符合标准要求的阻值, 但是, 这样无法做到无级调阻值, 不能满足标准要求, 也不尽理想。

方法三:为可变电阻达到10 A电流使用要求, 又因为使用的电压是固定的, 可变电阻采用以250 V电压, 用在25时能承受10 A电流设计, 在电压固定的条件下, 随着电阻增大承受电流减少的方法进行定制。即在同一瓷管上分别0~32时用能承受10 A电流的电阻丝绕制, 在32~42用能承受8 A电流的电阻丝绕制, 在42~63用能承受6 A电流的电阻丝绕制, 在63~200用能承受4 A电流的电阻丝绕制, 满足连续可调的使用要求。

电阻功率:3=×3=250×10=2.5 k W

从方法三中可以看到10 A电流时, 电阻功率减少到原来的1/8。满足我们需要的0~200连续可调的使用要求, 又减少电阻功率, 减少了体积, 降低了成本。

(2) 整流二极管

从图1中可以看到整流二极管并联在电路中, 随着可变电阻的阻值的变大, 整流二极管的整流效应逐步增大, 电感镇流器中的磁饱和逐步加深, 感抗随磁饱和逐步加深而减少, 随之电流逐步增大, 流经整流二极管电流加大。

通过大电流的整流二极管极易发热, 整流二极管工作时必须加快散热。确保整流二极管正常工作。

试验电路分析第6条中指出, 灯具热稳定时有些灯具保护元件工作时会频繁通断。在大功率电感元件作用下, 高电压、电流冲击整流二极管。故整流二极管的耐压选用可以略微选高一些, 但不宜过高, 耐压过高的整流二极管内阻大, 我们试验的结果是使用整流二极管之间存在差异。

(3) 电流表

电流表是串接电路中的, 从上述分析我们可以知道, 电路中既存在交流又存在直流, 在不同阶段电流状况也不同。

电源输入时的电流波形后见图3所示。

在三倍电流时的电流波形见图4所示。

从图2中知当电流通过镇流器以后, 已经不是我们所见的正弦波, 谐波成分很大, 当加载三倍电流后, 通过试验装置测得电流波形见图4, 所见也不是完整的半波图而是三角波和少量的正弦波迭加, 所以现有的交流电流表或直流电流表都无法正确反映实际电流的状况。实际使用中需要使用交直流电流表才能完整正确测量电流量。

4 试验操作

(1) 试验电路接线

当有了合适的试验器材, 就可以对金属卤化物灯或高压钠灯整流效应试验电路用专门的试验方法进行模拟异常电路验证试验。按图1接线, 见图5所示。

(2) 调整电阻

接通试验电源, 电阻首先调整在0上, 按以往惯例作为负载电阻从大阻值往小调到需要的电流, 但现在从图1的试验线路中电阻值从小往大调。

线路分析从图5中我们可知:

当电阻0时, 由于二极管存在内阻, 电流基本经电阻流过的, 又由于镇流器存在感抗, 此时线路电阻等于感抗 (相当于光源短路, 电流接近镇流器标称值)

(3) 增加阻值

按试验需要要增加电流, 这时逐步调整电阻, 增加阻值, 见图6所示。

从图6中我们可以看出随着电阻增加, 电流出现分流, 一部分按原路经电阻流出, 另一部分电流经二极管流过。

当电流流过整流二极管时电流经过整流, 变成直流, 对带铁芯的电感而言, 直流成分的增加, 电感的磁通量趋向磁饱和, 电流中的交流分量将不能再引起磁通量的变化, 感抗随之下降, 从而引起电流增加。调整电阻, 改变交流分量, 配合电流表调到我们需要的电流值, 根据标准要求进行异常电路验证试验。

(4) 试验目的

部分金属卤化物灯和高压钠灯光源在寿命终了时, 电极会发生钝化, 这时, 电极发射不对称, 将产生整流效应。即图7所示。光源电极电子单向流通, 如:当交流电正半周时从A→B触发, 负半周时B→A不触发, 形成整流效应, 使镇流器磁通量饱和, 感抗下降, 从而造成电流成倍增加, 引起不安全事件发生, 试验就是验证, 一旦光源发生整流效应, 灯具也是安全的。

5 总结

金属卤化物灯和高压钠灯整流效应试验电路装置虽然简单, 但是在制造过程中走过弯路, 确实碰到不少难点。

首先是电流表。目前市场上一般都是交流数显表或直流数显表, 无法找到数显的交流和直流混合电流表, 最后用交直流功率计来替代电流表。

其次可变电阻。选型时, 市场上0~200可变电阻都是小功率的, 大功率的需要定做。电阻制造厂都按公式 (6) 计算生产的。体积大, 价格高很难承受。最后通过与电阻制造厂设计人员沟通, 得到符合需要的可变电阻。

还有, 随着电子产业发展整流二极管使用范围缩小, 需要的电流100 A, 耐压600 V整流二极管没有, 通过努力采购到电流100 A, 耐压1000 V的理想整流二极管。

整流效应试验电路装置制作完成了, 符合标准, 满足了使用, 但是还存在体积较大, 电流表数据显示变化较大的不足。准备在下一次研制中加以改进。

参考文献

试验装置和步骤篇4

自动扶梯和倾斜式自动人行道( 以下简称扶梯人行道)“广泛应用于地铁、车站、机场、商场[1]”以及超市等人员密集、客流量较集中的公共场合, 其安全状况将直接影响人们的生活质量以及公众的出行安全。

近年来, 国内接连出现多起正在上行的自动扶梯突然逆转下行, 一度造成人们对扶梯的综合恐慌症, 引发了社会舆论对扶梯人行道安全运行的高度关注。特别是“2011 年北京地铁自动扶梯逆转事故、2010 年深圳地铁自动扶梯逆转事故已经表明自动扶梯超速和逆转会带来的严重后果[2]”。“非操纵逆转、梯级或踏板缺失等故障一旦发生, 都有可能引发惨痛的人员伤亡事故[3]”。因此对扶梯人行道如何防止发生逆转以及降低这种事故的危害程度, 引起了业界对此问题的关注和重视, 一时间验证扶梯人行道非操纵逆转保护装置的试验方法成为了有关技术人员争相研究的课题和对象。

2 标准制定的必要性

现行的标准、安全技术规范等规范性指导文件中都规定了扶梯人行道在制造、安装、检验、检测等环节中对非操纵逆转保护装置设置的要求, 也规定了对该装置在出现逆转危险状况下其保护装置( 机构) 的动作要求。但对其逆转保护装置有效性的验证方法, 却没有给出具体的、可操作性的指导意见。

“由于目前自动扶梯或自动人行道自身的设计特点, 其安全保护装置有效性的验证普遍较为困难, 日常的设备检查中几乎无法对这些装置进行验证[4]”, 再加上实施的相关作业人员对标准、规范理解和认识的不同, 造成了对扶梯人行道非操纵逆转保护装置缺乏统一性、规范性试验验证方法的困境。“总结自动扶梯( 人行道) 的超速和非操纵逆转保护功能检测一直是业界一个难题, 原因是实现上述功能的装置和原理有多重多样……[5]”。由于设备本身品种多样性, 以及由主观因素造成的对该项目漏检和误判等原因。给扶梯人行道的运行安全带来了一定的威胁, 因此制定本标准具有紧迫性和必要性。其制定和实施将进一步推动检验检测技术手段的革新, 有利于在一定范围内形成统一、操作有序、规范的实施环境。对于预防和减少由于逆转而引起的意外事故, 更好地保障公众的出行安全, 促进特种设备安全事业的发展等都具有重要的现实意义和指导作用。

3 标准编制基本原则

在编制本标准之前需要进行资料的收集及整理, 首先调阅了国内有关的法律规范、标准、国外有关机械安全的标准体系以及专业技术文献等资料, 并调研了相关安装和使用单位。

标准的制定依据现有的《特种设备安全法》、《特种设备安全监察条例》等法律法规; 技术依据有GB16899-2011《自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范》、TSG T7005-2012《电梯监督检验和定期检验规则——自动扶梯与自动人行道》等技术规范。

根据相关要求本标准的编制应考虑同现行国家、行业标准、规范相一致的原则, 并确定标准编制的层次以及标准编制的基本原则。在进行标准编制时, 除应遵循标准编制的一般原则外, 还应当立足于围绕被测设备本身的特点进行直接实施的最基本的指导思路,同时也要考虑生产厂商产品品种的多样性。要根据不同类型非操纵逆转保护装置的作用原理, 来编制标准的内容具有广泛性和通用性, 这是编制制定本标准的指导目标, 尽量减少标准中不必要的内容( 操作方法)是优化本标准的关键。

4 标准编制概况

4.1 主要制定过程

地方标准管理部门于2014 年元月下达标准编制计划,2014 年2 月完成该标准初稿的拟稿工作, 经相关专家的审阅提出对标准初稿的修改意见, 形成标准征求意见稿。然后召集省院、部分地市特种设备检验检测单位及部分电梯制造厂、安装单位的有关技术人员, 对标准征求意见稿组织会议进行讨论, 在广泛征求社会各相关单位的意见和建议基础上形成标准送审稿。标准管理部门组织对标准送审稿进行会审, 提出修改意见, 经修改完善后于7 月完成审定稿, 后经标准管理部门批准发布,该标准的编制成为国内首个对扶梯人行道设备本身进行试验验证, 并规范其操作方法的地方标准。

4.2 技术调研

课题组对目前应用的手动盘车、切( 拆) 除信号线以及调整其预先设定的正常值[6,7,8]等试验方法进行了技术调研, 发现每种试验方法都存在有一定局限性和不足。课题组经过对每种试验方法进行的综合分析和筛选, 在广泛征求意见和反复论证的基础上, 确定了标准内容的要具有可行性和可操作性的编制原则, 以及要求标准的技术内容符合实际的编制方案。在标准内容的编制方面抛弃了有质疑和有技术争论问题的试验方法, 保留了较为容易实施的“盘车试验[9]”方案。并在进行深入分析和充分调研的基础上, 提出了更加合理的试验程序。完善了“盘车试验”方法的试验内容, 增加了“试验原理[9]”以及“承载试验[9]”的方法, 标准编制的内容体现了具有合理性和广泛的适应性的特点。

课题组还对本标准用语、内容及技术实现方式的编制等问题进行了统一, 规范了本标准中应用的专业词汇及用语。对非操纵逆转保护的逆转触发系统的技术形式进行了研究, 如“采用机械机构和电气开关实现防逆转保护[10]”的方式统一定义为“机械触发逆转检测装置”;如“采用速度监控元件及测速原理起到防逆转保护作用[10]”的方式和( 或) 利用各种形式的传感器式作为逆转触发系统的方式统一定义为“非机械触发逆转检测装置”。把标准编制初稿中的“盘车法”、“手动盘车试验”等用词统一规定为“盘车试验”, 对在编制本标准“盘车试验”内容中的“上行”、“下行”的准确性和关系进行了规范。确定被测设备在测试时选定一个运行方向时, 约定为扶梯人行道的上行运行方向; 在选定另一个运行方向时, 约定为扶梯人行道的下行运行方向。把编制标准初稿中的“载荷试验法”、“有载试验法”等用词统一规定为“承载试验”, 对在编制本标准“承载试验”内容中的“上行”、“下行”, 规定为扶梯人行道实际的运行方向。

4.3 内容框架

该标准是将“盘车试验”、“承载试验”作为编制标准的主题内容, 把“试验原理”作为标准的核心内容,也是本标准编制内容的精髓。标准内容中的“盘车试验”和“承载试验”是本标准内容的精华,是重要的操作方法、程序。“承载试验”又是对“盘车试验”必不可少的补充实施程序。标准的编制内容主要有范围、规范性引用文件、术语和定义、试验方法、试验结果评价等五部分,本标准编制的基本内容框架如图1 所示。

5 技术要点和创新

标准主要规定了针对扶梯人行道不同类型的非操纵逆转保护装置的辨识, 以及采用的试验方法种类、试验程序、试验内容和要求等做了相应的规定, 以确保按本标准要求实施时对试验结果判定评价的一致性。主要有以下的要点和技术创新。

5.1 “试验原理”的技术创新

本标准内容中的“试验原理”是编制标准最具新颖性的一个重要技术要素,“试验原理”是指导实施试验的基本原则, 是本标准实施操作的前提。编制了在试验操作时必须在有逆转工况的实施过程, 这个实施过程是试验中必须遵循的依据, 是本标准的一个创新点。标准中也编制了在试验过程中对被测试设备操作时的响应状态, 以及对被测试设备在响应后的结果评价和判定原则等, 都给予了比较明确的操作方案, 对于试验的实施提供了一个有可操作性的作业指导程序文件。

5.2 “盘车试验”的技术要点

“盘车试验”方法重点解决了非机械触发逆转检测装置采用传感器式进行监测的难题。原因是传感器输出的是脉冲信号, 而且“传感器的脉冲信号由于传感器电缆过长, 分布电容和电感, 电磁干扰等因素导致信号畸变, 影响速度监控的正确性……[5]”。如果要测量传感器的脉冲信号和辨别其信号是否受到干扰, 对于目前安装、检验检测单位使用的常规检验检测仪器和常规手段是不易获得与实现的, 所以对其进行的检查和测试显得不太方便。而应用盘车试验方法可以使复杂的问题简单化, 并且不需要仪器设备及其它工辅具, 解决了不需要对传感器脉冲信号本身进行测量测试的难题。并且此方法不依赖于逆转检测装置( 触发机构) 本身, 无论采取什么样的传感器类型, 都与传感器自身无关, 真正解决了从传感器信号源上去处理问题的最初研究方案的弊端。

标准中编制了盘车试验在选定上行方向进行试验时, 首先要按选定的一个方向( 例如上行) 进行盘车,确定被测试设备的响应状态, 然后再进行逆转方向( 例如下行) 的盘车, 此时被测试设备应有响应, 以这个响应的结果, 来判定被测试设备的非操纵逆转保护装置是否有效、符合。

5.3 “承载试验”的技术创新

“承载试验”方法是利用扶梯人行道在自动扶梯梯级或倾斜式自动人行道踏板承载的方式进行有载荷试验的工况下, 进行制动距离试验原理的转用方案, 是应用在扶梯人行道逆转保护装置试验方法上的技术创新。“承载试验”方法采取的技术手段具有真实性、直接性, 能够最大限度地体现和满足扶梯人行道实际运行工况的特点, 该“承载试验”方法填补了该项目试验的空白。

“承载试验”方法的编制内容是首先要在自动扶梯的梯级或倾斜式自动人行道的踏板上布置适当载荷, 然后启动被测试设备上行, 在被测试设备启动后, 观察梯级或踏板的上行运动状态。当发现梯级或踏板已有上行运动的过程时, 应立即切断驱动电动机的工作电源( 试验前已采取了可靠的措施)。这时虽然切断了驱动电动机的供电( 驱动电动机失电), 但控制电路没有切断, 仍然有供电, 所以这时工作制动器( 或附加制动器) 仍处于打开状态。梯级或踏板上行停止并在载荷作用下向下滑行, 此时自动扶梯或倾斜式自动人行道呈现逆转( 工况) 状态, 以此验证被测试设备的非操纵逆转保护装置的有效性, 通过这个过程判定此时被测试设备的非操纵逆转保护装置是否有效、符合。

同时在编制中也考虑到当自动扶梯或倾斜式自动人行道驱动能力明显不足时的规定要求, 明确了对这种情况测试时的实施原则。如在自动扶梯或倾斜式自动人行道启动上行后, 因自动扶梯或倾斜式自动人行道驱动能力明显不足, 而导致的不足以带动梯级或踏板上行( 因梯级或踏板上有试验载荷), 虽然此时看不到梯级或踏板向上运行的状态, 但可明显观察到梯级或踏板有向上移动的暂短过程和( 或) 有向上运动的状态, 因此也可以看作是存在有逆转工况的, 从而判定在此状态下被测试设备非操纵逆转保护装置的有效性和符合性。

5.4 试验结果的评价

标准编制了对自动扶梯或倾斜式自动人行道试验结果的评价内容, 标准中规定了被测试设备必须进行的试验项目以及试验结果的评价内容, 设置了较为科学严谨的判定准则, 纠正了单项试验方法的不全面性, 减少和避免了漏检的可能。同时在标准中也规定了被测试设备必须同时满足和符合两个单项试验结果综合判定原则的要求。在进行单项试验时, 若试验结果满足单项试验结果的要求, 则可判定该被测单项符合要求。若试验结果不满足单项试验结果的要求, 则可判定该被测单项不符合要求。并且两个单项试验项目的结果都达到和符合要求时, 才能综合判定被试设备合格的规定。若不满足其中任何一项单项试验结果要求时, 则综合判定该被试设备为不合格。

6 结束语

本标准为扶梯人行道非操纵逆转保护装置的试验提供了一个有力的技术支持和技术准备, 也为非操纵逆转保护装置的检验检测及检查试验提供了一个行之有效的方法, 规范了在一定区域范围内的作业指导书、作业程序文件和现场实施措施。本标准采取的技术手段、试验操作内容程序科学规范, 操作过程安全可靠, 本标准中的操作方法符合实际, 为检验检测、检查试验人员提供了一个切实可行的实施方案。通过对有关工程项目的实施, 以及项目应用的效果来看, 本标准的评价结果可靠,具有操作性强、适应性广、容易实施的特点, 有广泛的推广应用价值。

本标准的编制和实施不但与现行的相关国家标准、安全技术规范相协调, 而且是对现行标准、规范的有益补充、完善和具体落实。其颁布对于客观公正地验证非操纵逆转保护装置应具备的功能和作用, 提供了科学依据。对于规范特种设备检测检验的工作行为, 推动检验检测工作质量的提高, 都具有重要的指导作用。

摘要：本文对自动扶梯和倾斜式自动人行道非操纵逆转保护装置试验方法标准进行研究,从制定标准的必要性到标准编制的基本原则,提出了标准编制的内容框架,阐述了标准中的基本内容和技术要点,以及对试验项目结果的评价。

关键词：自动扶梯,倾斜式自动人行道,非操纵逆转保护,装置,试验方法,地方标准

参考文献

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