火电厂水压试验放水放气阀门压力等级选取

吕 博，朱 瑾，邹 浩，张琪琛

(中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司，四川成都 610021)

0 引言

火电厂的汽水管道在安装完毕后会按照相关标准进行水压试验，检验管道及组成件的强度以及管系的严密性，因此主管系上需要设置放水管和放气管。放水管和放气管分别设有放水阀和放气阀，该阀门会随主管系一起进行水压试验。

在实际工程中，会出现水压试验放水阀和放气阀的密封件损坏、阀门泄漏等现象，导致水压试验失败。产生这种现象的原因主要是管系的水压试验压力高于阀门出厂前的密封试验压力。

本文从管道水压试验压力、阀门出厂壳体试验压力和密封试验压力要求不同等方面进行详细分析，提出放水阀和放气阀的压力等级选择应综合考虑管系设计参数、管系水压试验压力以及阀门密封试验压力。

1 管道的水压试验压力

GB 50764—2012《电厂动力管道设计规范》 12.3.2条：管道系统的严密性试验宜采用水压试验，其水质应洁净。试验压力应按设计图纸的规定，其试验压力不应小于设计压力的1.5倍[1]。GB 50235—2010《工业金属管道工程施工规范》8.6.4条：承受内压的地上钢管道及有色金属管道试验压力应为设计压力的1.5倍。埋地钢管道的试验压力应为设计压力的1.5倍，并不得低于0.4 MPa。液压试验应缓慢升压，待达到试验压力后，稳压10 min，再将试验压力降至设计压力，稳压30 min ，应检查压力表有无压降、管道所有部位有无渗漏[2]。DL/T 5054—2016《火力发电厂汽水管道设计规范》 3.3.4条：水压试验的压力为表压，不应小于1.5倍设计压力，且不应小于0.2 MPa[3]。 DL 5190.5—2019《电力建设施工技术规范 第5部分：管道及系统》 6.2.3条：严密性试验采用水压试验时，水质应符合规定，充水时应保证将系统内空气排尽。试验压力应符合设计图纸的要求；如设计无规定，试验压力宜为设计压力的1.25倍，但不得大于任何非隔离元件(如系统内容器、阀门或泵)的最大允许试验压力，且不得小于0.2 MPa[4]。

根据各相关规范以及国内施工建设的经验，水压试验一般分为两部分：第1部分为强度试验，第2部分为严密性试验。水压试验要求对照如表1所示。

表1 水压试验要求

2 阀门的试验压力

阀门出厂前在制造厂内会按照相关标准进行压力试验，包括壳体试验和密封性试验。壳体试验是阀体和阀盖等联结而成的整个阀门外壳进行的压力试验，检验阀体和阀盖的致密性及包括阀体与阀盖联结处在内的整个壳体的耐压能力。密封性试验用于检验启闭件和阀体密封副密封性能。阀门压力试验的介质可采用液体。

按照GB/T 13927—2008 《工业阀门 压力试验》4.7条，试验介质采用液体时，阀门壳体试验压力至少是阀门在20 ℃时允许最大工作压力的1.5倍；阀门密封试验压力至少是阀门在20 ℃时允许最大工作压力的1.1倍[5]。

按照GB/T 12224—2015 《钢制阀门 一般要求》7.1和7.2条规定，阀门壳体试验压力不低于38 ℃压力额定值的1.5倍，其数值圆整到0.1 MPa，试验过程中阀门应处在部分开启状态；壳体试验后，阀门都应进行密封试验，试验压力应为38 ℃压力额定值的1.1倍[6]，密封试验过程中阀门应处在关闭状态；试验介质应以水(可含防腐剂)、煤油或其他黏度不大于水的适当液体，试验介质在5～50 ℃的温度下进行。

依据上述标准可以看出，阀门在关闭时，能承受的最大压力为阀门的密封试验压力，一旦超过该压力值，可能造成阀门密封损坏，阀门泄漏。

3 管道与阀门试验压力比较

管道系统水压试验第1部分强度试验的试验压力为设计压力的1.5倍，与阀门出厂前在制造厂内进行的壳体试验压力为最大工作压力的1.5倍基本一致；管道系统水压试验第2部分严密性试验的试验压力为设计压力的1.0倍，略低于最大工作压力的1.1倍的阀门密封性试验压力。

实际工程在进行管系水压试验时，先进行第1部分强度试验，试验压力为设计压力的1.5倍[7]；对于管系中的非放水放气阀门来说，通过设置设置临时堵板，非放水放气阀门处于开启状态，阀门能够承受该水压试验压力；但对于放水放气阀门，此时处于关闭状态，1.5倍的试验压力超过了阀门密封试验压力，可能造成阀门密封损坏，阀门泄漏。

以某工程凝结水管道为例，该管道的设计参数为3.62 MPa(此处及下文中压力均为表压)&50 ℃，管道的水压试验压力为1.5倍的设计压力(即5.43 MPa)，凝结水管道上有Z41H-40型主关断阀，以及J41H-40型放水放气阀。该主关断阀、放水放气阀在出厂前按GB/T 12224—2015中的要求分别进行了壳体试验和密封试验。壳体试验时，阀门能够承受至少6.12 MPa的试验压力(即4.08 MPa的1.5倍)；壳体试验时，该阀门是部分开启状态。密封试验时，阀门能够承受至少4.49 MPa 的试验压力(即4.08 MPa的1.1倍)；密封试验时，阀门是关闭状态。

在进行管道系统强度水压试验时，主关断阀处于开启状态，由于阀门壳体试验压力(6.12 MPa)高于水压试验压力(5.43 MPa)，因此主关断阀门能够承受该水压试验压力；而对于放水放气阀门，此时处于关闭状态，由于水压试验压力(5.43 MPa)超出了阀门密封试验压力(4.49 MPa)，因此可能造成阀门密封损坏，阀门泄漏，从而导致水压实验失败。为了避免上述情况，在进行放水放气阀门选型时，应考虑放水放气阀门密封试验压力。放水放气阀门的选型参数提高为4.94 MPa&50 ℃，放水放气阀型号提高为J41H-63，放水放气阀门的密封试验压力大于管道系统强度水压试验，管道系统可正常进行强度水压试验。

4 结束语

在火电厂的汽水管道安装完毕后进行管系水压试验时，对于管系中的水压试验放水放气阀门，此时处于关闭状态，1.5倍的试验压力超过了阀门密封试验压力，就可能造成阀门密封损坏，阀门泄漏，从而导致水压试验失败。因此，火电厂水压试验放水放气阀门压力等级选取，不仅要考虑设计参数，还应综合考虑放水放气阀门密封试验压力与管道系统水压试验要求。