呼和浩特抽水蓄能电站高压钢岔管水压试验保温措施

张有林+++令狐丹丹

摘 要：呼和浩特抽水蓄能电站高压钢岔管是国内首个自主设计，自主制作完成的80kg级高强钢岔管，作为一个兼科研与实用为一体的项目，故需要对制作完成的高压钢岔管进行必要的测试验证——钢岔管水压试验，水压试验时恰逢呼和浩特制作现场极端低温天气，全天平均气温在-11℃左右，最低气温为-20℃，为满足设计要求的环境温度和水温温度，我们制作单位也积极思考自主制作维温设备设施，保证水压试验得顺利进行。

关键词：水压试验；设计温度要求；加温措施；防风防雨防雪棚

1 概况

内蒙古呼和浩特抽水蓄能电站所采用的两个引水高压钢岔管的体型尺寸、所用材料、工作状态等完全相同。岔管采用对称“Y”型内加强月牙肋结构，主管直径4.6m，支管直径3.2m，最大公切球直径5.2m，分岔角70°，岔管最大外形尺寸约为6.07×7.10×5.51m。设计内水压力9.06MPa，采用790MPa级宝钢厂生产的B780CF钢材制造，岔管本体由6节和1个月牙肋构成，管壳厚度为70mm，岔管月牙肋厚度为140mm。

2 控制措施

2.1 水温控制措施

内蒙古呼和浩特抽水蓄能电站2#高压钢岔管水压试验，于2012年11月9日凌晨00：37开始，按照设计单位要求，水压试验时环境温度和试压水温都应在5℃。但钢岔管水压试验阶段，正处于呼蓄现场降温阶段，全天平均温度在-11℃左右，全天最低温度为-20℃，在这种恶劣的自然条件下，正常的施工作业完全没有办法实施，由于工地条件的限制，业主单位也没有为我们建设施工厂房进行施工，只有我们自己利用简单的彩钢瓦和防雨布制作了简单的防风防雨棚，保证雨雪天气的正常施工，但这远不能达到水压试验所规定的环境条件。为满足高压钢岔管水压试验能按照设计要求顺利进行，我们积极采取有效水压试验温控措施，以确保钢岔管水压试验能顺利平稳安全的完成。首先就考虑水压试验过程中的注水温度的控制，具体措施如下：

如上图1图所示，我们自主设计的水温加热装置，其设计思路就是参考了现在很常见的家用即热热水器原理及工作特点：不需预热，无需等待，随时都可以用上热水。一般市面上的即热式电热水器普遍功率较大，用时只要打开水龙头，数秒中便可有温度适宜的热水供应，十分快捷方便。但我们选择的加热棒的功率还要远大于家用的，一般家用的即热热水器的功率在6～8kW，可以保证热水温度在42℃左右，但其输出的热水量仅为2.5L左右。显然这种出水量难以满足水压试验钢岔管近150m3的容量要求，我们设计的水温加热装置的水箱容量为0.27m3，我们按照这一比例进行计算，设计了五根加热棒，每根加热棒的功率为12kW，整个水温加热装置所用的加热棒功率加起来总和为60kW，可以将我自主设计水箱内的即热温度预留在30℃左右，也满足了正常的室温要求，而实验结果也正如我们所预期的那样，注水温度达到了27℃。当然我们这个装置的安全性能，也是我们一个重要考虑环节，在容积为270L的金属箱子里面装置60kW的加热棒，很可能会烧毁线路，很可能会使水箱的水温过热（如果不及时排水，或给水量不足的情况下），以妨碍我们水压试验的正常进行，我们派专职人员，时刻对温控箱表面温度进行检测，一旦发现温度过热，就立刻断电检修，幸而整个实验过程，均没有出现类似事件。整个装置的使用性能也得到了实验验证，也为我们今后在恶劣的低温条件下进行水温控制提供了可取借鉴。另外我们还在取水管外表面均包裹上保温橡胶海绵（如下图2所示）。

通过这一措施，我们做过实验表明，基本可以保证从水压试验供水处引出的水到水温加热装置处的水温基本保持不变，在5℃左右，但最重要的是，我们可以预防在极端低温的外部环境中，细内径小流量的取水管在室外结冰冻结不能正常工作，耽误水压试验进度及岔管交货进度。经过我们采用的双层温控措施以后，高压钢岔管水压试验注水水温温度在27℃（如下图3所示：为钢岔管水压试验注水水温测温仪）。

2.2 环境温度控制措施

在环境温度控制方面，搭设彩钢结构防风、防雨雪棚，外面包裹上防雨油布，保证棚子不透风、不透雨、不漏雪，处于一个封闭式状态，以便于整个棚内的环境温度能得到控制，将外部恶劣的自然环境隔开。为了能够将棚内的环境温度提高到适宜温度，我们同时在搭好的防风棚内的岔管底部平台上铺上6组加热板（6*6=36块），棚子顶部设置9块加热板，一共45快加热板，对水压试验施工环境进行提温，棚内上下各布置1块测温计，在这种条件下，底部环境温度稳定在12℃，顶部离加热板更近，测量温度在20℃，通过这一措施已经满足了水压试验对环境温度的要求。为防止长时间工作，导致加热板过热烧坏，我们购买了热电偶，使得环境温度可以设置在一个数值上，方便我们对环境温度进行控制，同时又可以避免加热板不间隙工作，导致电路疲劳工作引起线路烧毁，更让造作人员减少控温工作量。同时安排维护电工定时检查电路安全状态，保证水压试验全过程的环境温度控制环节不出现故障。

3 结束语

我们通过上述几项温度控制措施，保证钢岔管水压试验时的环境温度及水的温度满足设计要求，从而保证了钢岔管水压试验得以顺利进行。

参考文献

[1]DL/T 5017-2007[M].中国电力出版社，2007.

[2]电工学[M].高等教育出版社，2009.