呼和浩特抽水蓄能電站高壓鋼岔管水壓試驗保溫措施

張有林+++令狐丹丹

摘 要：呼和浩特抽水蓄能電站高壓鋼岔管是國內首個自主設計，自主制作完成的80kg級高強鋼岔管，作為一個兼科研與實用為一體的項目，故需要對制作完成的高壓鋼岔管進行必要的測試驗證——鋼岔管水壓試驗，水壓試驗時恰逢呼和浩特制作現場極端低溫天氣，全天平均氣溫在-11℃左右，最低氣溫為-20℃，為滿足設計要求的環境溫度和水溫溫度，我們制作單位也積極思考自主制作維溫設備設施，保證水壓試驗得順利進行。

關鍵詞：水壓試驗；設計溫度要求；加溫措施；防風防雨防雪棚

1 概況

內蒙古呼和浩特抽水蓄能電站所采用的兩個引水高壓鋼岔管的體型尺寸、所用材料、工作狀態等完全相同。岔管采用對稱“Y”型內加強月牙肋結構，主管直徑4.6m，支管直徑3.2m，最大公切球直徑5.2m，分岔角70°，岔管最大外形尺寸約為6.07×7.10×5.51m。設計內水壓力9.06MPa，采用790MPa級寶鋼廠生產的B780CF鋼材制造，岔管本體由6節和1個月牙肋構成，管殼厚度為70mm，岔管月牙肋厚度為140mm。

2 控制措施

2.1 水溫控制措施

內蒙古呼和浩特抽水蓄能電站2#高壓鋼岔管水壓試驗，于2012年11月9日凌晨00：37開始，按照設計單位要求，水壓試驗時環境溫度和試壓水溫都應在5℃。但鋼岔管水壓試驗階段，正處于呼蓄現場降溫階段，全天平均溫度在-11℃左右，全天最低溫度為-20℃，在這種惡劣的自然條件下，正常的施工作業完全沒有辦法實施，由于工地條件的限制，業主單位也沒有為我們建設施工廠房進行施工，只有我們自己利用簡單的彩鋼瓦和防雨布制作了簡單的防風防雨棚，保證雨雪天氣的正常施工，但這遠不能達到水壓試驗所規定的環境條件。為滿足高壓鋼岔管水壓試驗能按照設計要求順利進行，我們積極采取有效水壓試驗溫控措施，以確保鋼岔管水壓試驗能順利平穩安全的完成。首先就考慮水壓試驗過程中的注水溫度的控制，具體措施如下：

如上圖1圖所示，我們自主設計的水溫加熱裝置，其設計思路就是參考了現在很常見的家用即熱熱水器原理及工作特點：不需預熱，無需等待，隨時都可以用上熱水。一般市面上的即熱式電熱水器普遍功率較大，用時只要打開水龍頭，數秒中便可有溫度適宜的熱水供應，十分快捷方便。但我們選擇的加熱棒的功率還要遠大于家用的，一般家用的即熱熱水器的功率在6～8kW，可以保證熱水溫度在42℃左右，但其輸出的熱水量僅為2.5L左右。顯然這種出水量難以滿足水壓試驗鋼岔管近150m3的容量要求，我們設計的水溫加熱裝置的水箱容量為0.27m3，我們按照這一比例進行計算，設計了五根加熱棒，每根加熱棒的功率為12kW，整個水溫加熱裝置所用的加熱棒功率加起來總和為60kW，可以將我自主設計水箱內的即熱溫度預留在30℃左右，也滿足了正常的室溫要求，而實驗結果也正如我們所預期的那樣，注水溫度達到了27℃。當然我們這個裝置的安全性能，也是我們一個重要考慮環節，在容積為270L的金屬箱子里面裝置60kW的加熱棒，很可能會燒毀線路，很可能會使水箱的水溫過熱（如果不及時排水，或給水量不足的情況下），以妨礙我們水壓試驗的正常進行，我們派專職人員，時刻對溫控箱表面溫度進行檢測，一旦發現溫度過熱，就立刻斷電檢修，幸而整個實驗過程，均沒有出現類似事件。整個裝置的使用性能也得到了實驗驗證，也為我們今后在惡劣的低溫條件下進行水溫控制提供了可取借鑒。另外我們還在取水管外表面均包裹上保溫橡膠海綿（如下圖2所示）。

通過這一措施，我們做過實驗表明，基本可以保證從水壓試驗供水處引出的水到水溫加熱裝置處的水溫基本保持不變，在5℃左右，但最重要的是，我們可以預防在極端低溫的外部環境中，細內徑小流量的取水管在室外結冰凍結不能正常工作，耽誤水壓試驗進度及岔管交貨進度。經過我們采用的雙層溫控措施以后，高壓鋼岔管水壓試驗注水水溫溫度在27℃（如下圖3所示：為鋼岔管水壓試驗注水水溫測溫儀）。

2.2 環境溫度控制措施

在環境溫度控制方面，搭設彩鋼結構防風、防雨雪棚，外面包裹上防雨油布，保證棚子不透風、不透雨、不漏雪，處于一個封閉式狀態，以便于整個棚內的環境溫度能得到控制，將外部惡劣的自然環境隔開。為了能夠將棚內的環境溫度提高到適宜溫度，我們同時在搭好的防風棚內的岔管底部平臺上鋪上6組加熱板（6*6=36塊），棚子頂部設置9塊加熱板，一共45快加熱板，對水壓試驗施工環境進行提溫，棚內上下各布置1塊測溫計，在這種條件下，底部環境溫度穩定在12℃，頂部離加熱板更近，測量溫度在20℃，通過這一措施已經滿足了水壓試驗對環境溫度的要求。為防止長時間工作，導致加熱板過熱燒壞，我們購買了熱電偶，使得環境溫度可以設置在一個數值上，方便我們對環境溫度進行控制，同時又可以避免加熱板不間隙工作，導致電路疲勞工作引起線路燒毀，更讓造作人員減少控溫工作量。同時安排維護電工定時檢查電路安全狀態，保證水壓試驗全過程的環境溫度控制環節不出現故障。

3 結束語

我們通過上述幾項溫度控制措施，保證鋼岔管水壓試驗時的環境溫度及水的溫度滿足設計要求，從而保證了鋼岔管水壓試驗得以順利進行。

參考文獻

[1]DL/T 5017-2007[M].中國電力出版社，2007.

[2]電工學[M].高等教育出版社，2009.