工业锅炉省煤器制造中水压试验的探讨

摘 要：根据锅炉水压试验的相关法规标准，对工业锅炉省煤器制造过程中的水压试验进行探讨，对现有锅炉水压试验相关法规标准的不足提出意见和建议，指导制造厂对工业锅炉省煤器的水压试验。

关键词：水压试验；压力；省煤器；工业锅炉

引言

为了实现“十二五”高耗能特种设备节能发展规划，对锅炉等高能耗设备的节能降耗显得日益紧迫。随着TSG G0002-2010 《锅炉节能技术监督管理规程》和质检特函〔2012〕39号文的实施，工业锅炉尾部未加装烟气余热回收装置的使用单位，其锅炉的能效指标难以达到TSG G0002-2010的要求。而省煤器作为一种烟气余热回收装置，广泛应用在工业锅炉的尾部烟道中，以降低排烟温度，减少排烟损失。省煤器属于工业锅炉的主要承压附件，其制造质量直接影响锅炉的安全、经济运行。本文通过分析现有法规标准，对工业锅炉省煤器制造监督检验（以下简称监检）过程中的水压试验相关问题进行探讨。

1 水压试验的作用

水压试验是锅炉及其主要承压附件制造过程中重要的一道工序，是检验受压元件的强度及严密性的一个重要手段，是特种承压设备制造中的一道重要工序。其主要目的有：1）检验受压部件及其焊缝、胀口、密封面、法兰（或螺栓）等连接处及金属表面有无渗漏，是否严密。2）检验受压部件的耐压强度，在试验压力下是否产生肉眼可见的塑性变形。3）改变受压部件应力分布和改善缺陷处应力状况，发现和消除缺陷。

2 水压试验压力的确定

目前于工业锅炉省煤器普遍由多组螺旋肋片管与U型弯管焊接组成，图纸设计考虑锅炉启动时对省煤器的保护一般会加装出水旁路，即省煤器可不参与锅炉运行，单独进行炉外循环。该类工业锅炉省煤器按材料分类属于钢管省煤器，按现场安装属于可分式省煤器。1996年版的《蒸汽锅炉安全技术监察规程》第207条中提到可分式省煤器的水压试验压力为1.25P+0.5MPa，而JB/T 1612-1994 《锅炉水压试验技术条件》中提到钢管省煤器水压试验压力为1.5P。这导致这种类型的省煤器按不同的标准有不同的水压试验压力，有些制造厂按1.5倍省煤器的设计压力进行水压试验，有些制造厂按1.25P+0.5MPa的压力进行水压试验。新颁布的TSG G0001-2012 《锅炉安全技术监察规程》第4.5.6.2中提到，铸铁省煤器的水压试验压力为1.5倍省煤器的工作压力。参考国外ASME有关标准，其锅炉及其他主要受压元件的水压试验压力均为最高允许工作压力的1.5倍。由此笔者建议，省煤器单独做水压试验时，不管是铸铁式还是钢管式，都按其设计压力的1.5倍进行。

3 水压试验中遇到的问题及分析

省煤器水压试验前的准备工作、水压试验中的操作以及合格标准应与锅炉本体一致，可参考相关法规标准，本文不再赘述。笔者就锅炉制造厂制造的省煤器进行监检时发现的一些问题进行探讨，分析总结如下：

3.1 水压试验压力表的选择

JB/T 1612-1994中提到水压试验时应装设两只经定期校验合格的压力表，量程为试验压力的1.5到3倍，最好两倍。笔者在一次去制造厂监检时发现，该厂用于省煤器水压试验的两只压力表均满足量程和精度要求，且在有效期内，但两只表的量程不一致。由于锅炉有关水压试验的相关法规标准没有要求两只压力表量程一致，没有要求两只压力表的量程要一致，也没有要求压力表的表盘直径。以至于在笔者提出此问题的时候，现场作业人员有不同的看法。参考容器相关标准，如GB 150-2011《压力容器》就明确提出，耐压试验如采用压力表测量试验压力，则应使用两个量程相同的、并经检定合格的压力表，表盘直径不小于100mm。因此，建议制造厂在对省煤器和其他设备在制造过程中进行水压试验时，选取两个量程一致、精度满足要求并在检验有效期内的压力表，表盘直径不小于100mm。

3.2 压力表的安装位置

笔者在一次监检时发现现场作业人员将其中一个压力表装在最高处，而另一个压力表装在底部注水口，两只压力表并没有都在最高处。另外一次是用于连接压力表的弯管弯角太大，使压力表低于省煤器最高点。查阅锅炉有关水压试验的法规标准，均没有对压力表的安装位置提出明确要求。而参考GB 150-2011《压力容器》，其中提到，试验用压力表应安装在被试验容器安装位置的顶部。这是因为压力容器的压力是以其顶部的压力为基准的，不考虑流体静液柱压强的影响。笔者认为参考压力容器，锅炉及其其受压元件在水压试验时压力表的安装位置应设在设备的最高处。

3.3 试验时省煤器内部气体未排净

一方面为了赶进度，对于省煤器等附属小设备的制造质量重视程度不够，另一方面由于省煤器主要由多组蛇形弯管组成，在做水压试验的时候，试压泵的水流量大，导致在试压时省煤器内部气体未排净。因为空气具有很大的可压缩性，如果水压试验时设备内有空气，升压会比较困难，会使压力的上升或下降具有较大的迟滞性，并且保压过程中压力可能会下降，进而影响试验结果的准确性。此外，如果泄漏量小并且泄漏的部位刚好残留有空气，没有滴水，很难发现该处的缺陷。因此在设备水压试验时，应先给设备注水，并且水是从设备底部缓慢注入，打开设备顶部安装压力表的位置排气，待设备内的空气排完再加装压力表。

3.4 升降压速率过快

省煤器由多组蛇形管排列组成，容积相对比较小，在水压试验操作过程中，若采用电动流量大的试压泵，如果设计压力是1.6MPa的省煤器，3分钟就能升到设计压力，保压后2.5分钟升至试验压力2.4MPa，升压速度快。升压过快一方面不利于省煤器内空气的排净，另一方面容易产生水击现象，产生局部应变过大而影响设备的强度和安全。而现有锅炉和压力容器的水压试验有关法规标准中，对升压速率只有定性的要求，即只提出缓慢升降压，具体速率多少才算缓慢，没有定量。参考《锅炉定期检验规则》对水压试验时升降压过程要求比较详细，如“缓慢升压至工作压力，升压速率不超过每分钟0.5MPa”；“缓慢升压至工作压力，升压速率不超过每分钟0.5MPa”；“缓慢降压至工作压力，降压速率不超过每分钟0.5MPa”。考虑到省煤器容积小，建议制造厂参考《锅炉定期检验规则》有关水压试验的要求对省煤器等小容积设备进行水压试验，可以几台参数相同的设备串联在一起同时试压，这样可以防止试压过程中升降压速度过快，同时提高效率。对于数量比较少经常单台设备试压的，可以采用手动试压泵进行升降压。

4 总结

省煤器在制造厂内的水压试验是对设备出厂前的一种验证性综合检查，一个合理的水压试验方法、试验操作将有助于设备的安全使用和长久寿命。不仅制造厂要制定详细可行的水压试验方案，相关部门也尽快制定相关的法规标准，规范制造厂水压试验的相关工艺和检验管理。

参考文献

[1]TSG G0002-2010 锅炉节能技术监督管理规程

[2]蒸汽锅炉安全技术监察规程

[3]TSG G0001-2012 锅炉安全技术监察规程

[4]JB/T 1612-1994 锅炉水压试验技术条件

[5]GB 150-2011 压力容器

作者简介：黄荣海（1985-），男，广东连州，硕士研究生，从事特种承压设备检验、锅炉能效测试。

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