1 問題提出的背景
安全閥是防止鍋爐運行中超壓，避免引起設(shè)備重大惡性事故的安全部件，安全閥校驗壓力偏差直接影響其動作的準確性。根據(jù)國家電力監(jiān)管委員會辦公廳2009年5月13日下發(fā)的《關(guān)于電站鍋爐安全閥校驗壓力偏差有關(guān)情況的通報》，目前，大部分電站鍋爐安全閥在日常運行過程中校驗壓力偏差不符合要求，存在超期校驗和運行中隨意提高校驗壓力的問題。為此，國家電力監(jiān)管委員會又專門下發(fā)了《關(guān)于進一步推進電力安全生產(chǎn)“三項行動”的通知》（電監(jiān)安全[2009]12號），要求對電站鍋爐安全閥存在的隱患和問題進行排查治理，整治校驗壓力偏差不符合要求的安全閥，加強電站鍋爐安全閥的管理，加強電站鍋爐安全閥安全運行和管理方面的教育培訓。
《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》（勞部發(fā)[1996]276號）[1]規(guī)定：在用鍋爐的安全閥每年至少應(yīng)校驗一次，安全閥的校驗一般應(yīng)在鍋爐運行狀態(tài)下進行，鍋爐運行中安全閥嚴禁解列。
《電力工業(yè)鍋爐壓力容器監(jiān)察規(guī)程》（DL 612一1996）[2]規(guī)定：鍋爐安裝和大修完畢及安全閥經(jīng)檢修后，都應(yīng)校驗安全閥的起座壓力。純機械彈簧式安全閥可采用液壓裝置進行校驗調(diào)整，一般在75%～80%額定壓力下進行。經(jīng)液壓裝置調(diào)整后的安全閥，應(yīng)至少對最低起座值的安全閥進行實際起座復核。安全閥應(yīng)定期進行放汽試驗。鍋爐安全閥的試驗間隔不大于一個小修間隔。電磁安全閥電氣回路試驗每月應(yīng)進行一次。鍋爐運行中禁止將安全閥解列。在役電站鍋爐安全閥每年至少應(yīng)校驗一次。每一個小修周期應(yīng)進行檢查，必要時應(yīng)進行校驗或排放試驗。
《電站鍋爐壓力容器檢驗規(guī)程》（DL 647一2004）[3]規(guī)定：不得解列安全閥或任意提高起座壓力。
《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項重點要求》（國家電力公司）[4]規(guī)定：嚴防鍋爐缺水和超溫超壓運行，嚴禁在水位表數(shù)量不足、安全閥解列的狀況下運行。
《電站鍋爐安全閥應(yīng)用導則》（DL / T 959一2005）[5]規(guī)定：電站安全閥的現(xiàn)場校驗方法一般采用在線熱態(tài)校驗，可分為用專門儀器（安全閥在線定壓儀）校驗和升壓實跳校驗。升壓實跳校驗由于工作環(huán)境惡劣，起跳次數(shù)多，會帶來密封面的損壞、噪音污染和校驗時的安全性等問題。純機械彈簧式安全閥及碟形彈簧安全閥可使用安全閥在線定壓儀進行校驗調(diào)整。校驗調(diào)整可以在機組啟動或帶負荷運行的過程中（一般在60％～80％額定壓力下）進行。 首次經(jīng)安全閥在線定壓儀調(diào)整后的安全閥，應(yīng)對最低起跳值的安全閥進行實際起跳復核，經(jīng)復核，誤差值在表5規(guī)定的校驗壓力偏差以內(nèi)時，其他使用安全閥在線定壓儀校驗的安全閥可不必做實跳試驗。安全閥在線定壓儀所配的壓力傳感器和力值傳感器應(yīng)定期校驗。使用的安全閥在線定壓儀應(yīng)保證與實跳值的誤差在允許的范圍內(nèi)，并具有數(shù)據(jù)自動記錄和處理功能，避免人為判斷因素帶來的誤差。安全閥定壓儀與被測安全閥應(yīng)具有一定的安全距離。
2 托電安全閥管理的現(xiàn)狀
托電公司一、三、四期工程六臺600MW亞臨界鍋爐安全閥均為德萊賽公司生產(chǎn)1700系列，二期工程兩臺600MW亞臨界鍋爐安全閥為克羅斯比公司生產(chǎn)HE、HCI系列。自一期工程2003年7月投產(chǎn)以來，鍋爐安全閥校驗一直隨著機組大小修進行（沒有做到每年至少應(yīng)校驗一次），且采用在線冷態(tài)校驗。2009年6月至12月，一、二期鍋爐安全閥運行中頻繁發(fā)生誤起座事件，甚至引起汽包水位大幅度波動，造成#4機組非停，嚴重影響了機組的安全穩(wěn)定運行。2009年一、二期鍋爐安全閥共發(fā)生誤起座事件6起（其中汽包3起，過熱器2起，再熱器出口1起）。目前有3只安全閥因內(nèi)漏嚴重或頻繁誤起座被迫解列（用卡具壓死），有2只安全閥因內(nèi)漏嚴重被迫熱緊后校驗壓力偏差不符合要求（實際整定值正偏差已嚴重超過標準，分別是#3爐汽包右后安全閥實際整定值為20.793 MPa，正偏差為4.27%，已經(jīng)嚴重超過±1%的標準；#4爐再熱器出口#2安全閥現(xiàn)在實際整定值為4.21MPa，正偏差為0.18 MPa，已超過±0.07 MPa的標準），有49只鍋爐安全閥存在超期校驗問題（分別是#1爐超期7個月、#7爐超期44個月、#8爐爐超期42個月），有7只安全閥發(fā)生內(nèi)漏。
2009年06月10日，#4機組負荷600MW，汽包壓力18.93MPa，主汽壓力17.15MPa,過熱器出口#1安全閥誤啟座（設(shè)計校驗壓力18.44MPa），導致汽包虛假水位瞬間上升至277mm,鍋爐MFT,機組非計劃停運。
2009年06月11日，#3機組負荷600MW，汽包壓力19.15MPa，主汽壓力17.3MPa，汽包左前安全閥誤啟座（設(shè)計校驗壓力19.82MPa），機組降壓運行后安全閥回座，經(jīng)現(xiàn)場確認該安全閥下調(diào)整螺釘被啟座時沖出的蒸汽沖掉，上調(diào)整螺釘退出約10mm，且啟座過程中的振動使下調(diào)整環(huán)跑位，安全閥回座壓力改變，由于運行中無法對安全閥進行調(diào)整，為防止安全閥的再次啟座而無法回座，已申請將#3爐汽包左側(cè)前部安全閥解列（用卡具壓死）。
2009年06月12日，#3機組負荷600MW，汽包壓力18.4MPa，主汽壓力16.59MPa，再熱器出口壓力3.5MPa，再熱器出口#2安全閥誤啟座（設(shè)計校驗壓力4.03MPa），期間汽包水位發(fā)生大幅波動，汽包水位有兩點急劇下降至-230mm以下，有一點突升至300mm以上。
2009.07.10日17:53，#4機組負荷550MW，汽包壓力18.578MPa，汽包右中安全門動作,汽包壓力降至18.349MPa，汽包第1、2點水位由+10mm升至+312mm，經(jīng)運行人員緊急處理后恢復正常。
2009年12月2日，#4機組再熱器出口#1安全閥因內(nèi)漏嚴重被迫解列（用卡具壓死）。
2009年12月31日，#1機組負荷580MW，主汽壓力17.09MPa,過熱器出口#1安全閥誤啟座（設(shè)計校驗壓力18.18MPa），由于運行中無法對安全閥進行調(diào)整（壓緊螺母外六方已經(jīng)被損壞），為防止安全閥的再次誤啟座，已申請將該安全閥解列（用卡具壓死）。
3 原因分析
（1）安全閥欠維修。自2003年7月一期工程#1、#2鍋爐投產(chǎn)以來，鍋爐安全閥一直沒有隨著機組大小修進行過解體檢修。鍋爐安全閥長期運行且未進行過解體檢修，可能會導致安全閥密封面被高溫高壓的蒸汽沖刷而受到損傷，使安全閥閥瓣與閥座的有效接觸面積減小。根據(jù)公式P=F/A（其中P代表安全閥入口處蒸汽作用在閥瓣與閥座的非有效接觸面積上的壓力，F代表安全閥彈簧通過閥桿及閥瓣施加給閥座上的向下的作用力，A代表安全閥閥瓣與閥座的有效接觸面積）可以得出：當安全閥閥瓣與閥座的有效接觸面積減?。捶怯行Ы佑|面積增大）時，在安全閥彈簧緊力不變的情況下，蒸汽對閥瓣向上的壓力增大，當壓力增大到足以克服彈簧通過閥桿及閥瓣施加給閥座上的向下的作用力時，安全閥即可發(fā)生提前起跳（即誤起座）。隨著安全閥運行時間的增加，容易造成安全閥啟座壓力逐步降低，這是造成安全閥內(nèi)漏，甚至安全閥誤起座的原因之一。
（2）安全閥檢修工藝和質(zhì)量差。安全閥密封面平整度差、粗糙度低、閥桿垂直度不合格、安裝不到位、回裝時攜帶雜物等是造成安全閥內(nèi)漏，甚至安全閥誤起座的原因之一。
（3）安全閥冷態(tài)校驗值較熱態(tài)校驗值偏低（見表1）[6][7]，且容易造成密封面的損壞。由于安全閥校驗在冷態(tài)下進行時，安全閥的微啟是在介質(zhì)壓力為零，完全依靠在線校驗裝置液壓缸的提升力來實現(xiàn)的。同一安全閥在冷態(tài)下的提升力遠遠大于熱態(tài)的下的提升力，為了使冷態(tài)校驗結(jié)果接近安全閥的設(shè)計校驗值，往往通過經(jīng)驗值來加以修正。并且安全閥的冷態(tài)校驗，無法檢測到安全閥的內(nèi)漏情況，僅僅是檢測安全閥的彈簧性能，而安全閥的熱態(tài)校驗，可以檢測到安全閥的內(nèi)漏情況，是檢測整個安全閥裝置的性能。這是造成安全閥誤起座的另外一個重要原因。
表1 安全閥整定記錄表
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項目
位置
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設(shè)計整定值（MPa）
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冷態(tài)整定值（MPa）
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熱態(tài)整定值（MPa）
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偏差值（MPa）
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#1爐過熱器出口左側(cè)
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18.18
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18.1
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17.461
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-0.639（超過±1%的標準）
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#3爐過熱器出口左側(cè)
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18.55
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18.55
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18.27
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-0.28（ 超過±1%的標準）
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#3爐汽包右前
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20.29
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20.282
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19.31
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-0.972（超過±1%的標準）
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備注：整定日期：2009.10.18日。
（4）安全閥在長期高溫高壓運行條件下，彈簧性能逐漸下降，壓緊力降低，容易導致安全閥誤動作（提前起座）。
4 采取的措施
（1）根據(jù)安全閥提前起跳偏差值，將安全閥進行熱態(tài)壓緊（對于過熱器和汽包安全閥，克羅斯比安全閥每熱緊一圈壓力約提高2.5MPa；德萊賽安全閥每熱緊一圈壓力約提高3.0MPa；再熱器安全閥每熱緊一圈壓力約提高0.5MPa)[8][9]，并對安全門進行熱態(tài)校驗。
（2）利用今后機組停爐的機會，將安全閥進行解體檢修（研磨閥瓣與閥座的接觸面或更換新的閥瓣并將閥座進行研磨），并進行熱態(tài)校驗，使安全閥熱態(tài)校驗值恢復到廠家給定設(shè)計值；
（3）鑒于冷態(tài)校驗下的安全閥校驗壓力普遍低于安全閥熱態(tài)校驗壓力和設(shè)計校驗壓力的實際情況，且冷態(tài)校驗無法全面反映安全閥的實際情況，決定將今后機組大、小修停運前的鍋爐安全閥排汽試驗改為安全閥熱態(tài)校驗，并對校驗后安全閥的異常情況及運行狀態(tài)下的安全閥內(nèi)漏等異常情況結(jié)合大、小修進行解體檢修，防止安全閥欠維修。
（4）加強安全閥的管理，制定并頒發(fā)了《安全閥校驗暫行管理規(guī)定》：①安全閥冷態(tài)校驗僅適用于低壓（0.1MPa≤p＜1.6 MPa）安全閥；②安全閥熱態(tài)校驗適用于中壓（1.6MPa≤p＜10 MPa）、高壓（10MPa≤p＜100 MPa）及超高壓（p≥100 MPa）安全閥；③委托有安全閥校驗資質(zhì)的單位進行安全閥熱態(tài)校驗。安全閥熱態(tài)校驗一般安排在小修機組停爐過程中進行（不做全行程放汽試驗，只做熱態(tài)校驗）；④每次機組大、中修前停爐過程中不做放汽試驗和熱態(tài)校驗；⑤每次機組大、中修時必須對安全閥全部進行解體檢修，并在機組啟動過程中進行熱態(tài)校驗及對最低校驗值安全閥進行實跳，以保證安全閥的正常動作，避免發(fā)生拒跳、頻跳和泄漏等現(xiàn)象，保證電站鍋爐的安全穩(wěn)定運行；⑥每次機組小修時只對有缺陷的安全閥進行解體檢修，并在機組啟動過程中進行熱態(tài)校驗及對最低校驗值安全閥進行實跳；⑦各專業(yè)要加強對安全閥的檢修過程管理，適當縮短安全閥的點檢周期，并建立安全閥內(nèi)漏臺帳。
5 效果分析
2009年7月，#6爐大修中開始實施新的規(guī)定對鍋爐安全閥全部進行了解體檢修，并在機組啟動過程中委托國內(nèi)首家取得中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局頒發(fā)的“電站鍋爐安全閥在線校驗”核準證書的特種設(shè)備檢測檢驗機構(gòu)——中電特檢（北京）安全技術(shù)中心有限公司進行了熱態(tài)校驗及對最低校驗值安全閥進行了實跳。自#6爐2009.09.12大修結(jié)束至今，沒有發(fā)生過安全閥誤啟座事件，且安全閥未發(fā)生過內(nèi)漏現(xiàn)象。
通過對安全閥進行解體檢修，可以從根本上解決安全閥欠維修的問題，保證了閥門密封面的嚴密性，有效地防止了安全閥內(nèi)漏現(xiàn)象的發(fā)生，并經(jīng)過安全閥的熱態(tài)整定，且保證整定壓力偏差在規(guī)定范圍內(nèi)，有效地防止了安全閥拒跳、誤跳、頻跳和泄漏等現(xiàn)象的發(fā)生，有力地保證了機組的安全穩(wěn)定運行。
6 結(jié)束語
實踐證明，加強安全閥的管理（保證校驗壓力偏差符合要求，嚴禁超期校驗和運行中隨意提高校驗壓力），防止安全閥欠維修，提高安全閥檢修工藝和質(zhì)量，委托具有安全閥在線校驗資質(zhì)且具有雄厚技術(shù)力量和國內(nèi)同類型600MW機組安全閥校驗現(xiàn)場實踐經(jīng)驗的特種設(shè)備檢測檢驗機構(gòu)進行安全閥熱態(tài)校驗是防止安全閥誤起座及安全閥內(nèi)漏的有效途徑。
參考文獻
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[2] 董長林、王世江等.電力工業(yè)鍋爐壓力容器監(jiān)察規(guī)程（DL 612一1996）. 北京:中國電力出版社,1997
[3] 張勇、鄭志良等.電站鍋爐壓力容器檢驗規(guī)程（DL 647一2004）.北京:中國電力出版社,2004
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[5]張傳虎.、劉琨等.電站鍋爐安全閥應(yīng)用導則》（DL / T 959一2005）.北京:中國電力出版社,2005
[6]一期HG—2008/17.4—YM5鍋爐說明書.2003
[7] 二期B&WB—2028/17.5—M鍋爐說明書.2004 [8]克羅斯比安全閥安裝、操作與維護說明書.1995
[9]德萊賽1700系列安全閥安裝、操作與維護說明書.2003
作者簡介：盧存河（1969—），男，高級工程師，電力工業(yè)鍋爐壓力容器安全監(jiān)督管理工程師，畢業(yè)于內(nèi)蒙古工業(yè)大學，碩士學位，長期從事電站鍋爐檢修與點檢工作，現(xiàn)任內(nèi)蒙古大唐國際托克托發(fā)電有限責任公司設(shè)備部主任工程師。