РД 34.20.321

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ИСПЫТАНИЮ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ И ТРУБОПРОВОДОВ ТЭС

РД 34.20.321

(МУ 34-70-184-87)

Срок действия установлен с 01.01.88 г. до 01.01.98 г.

РАЗРАБОТАНО Московским головным предприятием Производственного объединения по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей "Союзтехэнерго"

ИСПОЛНИТЕЛИ В.Л. Зайдентрегер, А.В. Савостьянов

УТВЕРЖДЕНО Главным научно-техническим управлением энергетики и электрификации 21.09.87 г.

Заместитель начальника А.П. Берсенев

Методические указания устанавливают порядок организации, проведения и обработки результатов испытаний тепловой изоляции (в дальнейшем ТИ) основного и вспомогательного оборудования и трубопроводов тепловых электростанций.

Методические указания предназначены для персонала цехов наладки электростанций, служб наладки РЭУ и специализированных организаций, выполняющих работы по испытаниям и паспортизации ТИ на ТЭС.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Испытания ТИ имеют следующие основные цели:

- оценка качества ТИ при приемке после монтажа, ремонта или реконструкции;

- обследование состояния ТИ и ее паспортизация;

- определение суммарных потерь тепла через ТИ для подсчета КПД основного оборудования.

Во всех случаях производится проверка соответствия ТИ установленным нормам потерь тепла через ТИ и температуры на ее поверхности.

Полученные результаты испытаний ТИ позволяют путем сравнения их с нормативными или проектными показателями дать оценку качества выполнения или состояния ТИ, выявить дефектные участки ТИ, наметить пути устранения дефектов.

2. ОБЪЕКТ ИСПЫТАНИЙ

Испытаниям подлежит ТИ основного и вспомогательного оборудования и трубопроводов с температурой теплоносителя выше 100 °C:

- в котельных цехах: трубопроводы питательной воды, водоперепускные трубы в пределах котла, опускные трубы, коллекторы экранов, пароотводящие трубы, барабан, пароперепускные трубы, коллекторы пароперегревателя, трубопроводы перегретого пара (основного и вторично перегретого), холодные линии вторично перегретого пара, установка для подачи собственного конденсата на впрыски; обмуровка котла, воздушный и газовый тракт котла, системы пылеприготовления;

- в турбинных цехах: турбина, паропроводы свежего и вторично перегретого пара, трубопроводы питательной воды и конденсата, подогреватели, деаэраторы и др.

3. ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ

3.1. Основными показателями качества ТИ, подлежащими измерению при тепловых испытаниях, являются: удельные потери тепла с 1 м2 поверхности ТИ с радиусом кривизны больше 2 м или с поверхности ТИ 1 м длины трубопроводов и температура на внешней поверхности (покровном слое) ТИ.

3.2. Основные показатели работы ТИ определяются "Нормами проектирования тепловой изоляции для трубопроводов и оборудования ТЭС и АЭС" (М.: СПО Союзтехэнерго, 1987) и "Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей" (М.: Энергия, 1977). Значения допустимых потерь тепла через ТИ приведены в справочном приложении 1.

Согласно Нормам и ПТЭ (§ 23.14) при температуре окружающего воздуха +25 °C температура на поверхности ТИ оборудования, находящегося в помещении, не должна превышать следующих значений: при температуре теплоносителя, равной или меньшей 500 °C, - 45 °C, при температуре 501-650 °C - 48 °C.

Для объектов, расположенных на открытом воздухе, температура на поверхности ТИ не должна превышать 55 °C при металлическом покровном слое и 60 °C - при других видах покровного слоя.

3.3. В связи с тем, что удельные потери тепла и температура на поверхности ТИ нормируются в зависимости от температуры окружающего воздуха, во время испытаний должны проводиться измерения температуры окружающего воздуха вблизи мест измерений (0,8-1,5 м от точки измерения удельных потерь тепла).

3.4. Для котлов и турбин, работающих в полупиковом или пиковом режимах с регулярными остановами и пусками, важным показателем качества ТИ является степень остывания изолированного оборудования за определенное время после его останова. Допустимые графики остывания, представляющие собой зависимость температуры на поверхности оборудования или трубопроводов от времени, приведены в справочном приложении 2.

4. ТОЧНОСТЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

4.1. Точность определения основных показателей должна составлять:

Удельные потери тепла (%) при диапазоне измерений:

Приведенные потери тепла с 1 погонного метра (Вт/м) при диапазоне измерений:

4.2. Точность измерения линейных размеров ТИ должна соответствовать следующим значениям:

5. СРЕДСТВА ИСПЫТАНИЙ

5.1. Для измерения удельных потерь тепла с ТИ в окружающую среду должен применяться тепломер ИТП-2 с диапазоном измерений 0-500 Вт/м2. Для измерений на ТИ с неметаллическим покровным слоем или металлическим окрашенным используются окрашенные датчики, для ТИ с металлическим блестящим покровным слоем должны применяться неокрашенные датчики. Для плоских поверхностей ТИ и поверхностей с радиусом кривизны больше 2 м применяются плоские датчики, для поверхностей ТИ с радиусом кривизны меньше 2 м должны применяться цилиндрические поисковые датчики.

5.2. Для измерения температуры поверхностей ТИ применяется термометр ЭТП-М (ТУ-7-23-83), выпускаемый Экспериментальной базой Уральского ПромстройНИИпроекта (г.Свердловск). Термометр позволяет измерять температуру металлической поверхности в диапазоне от минус 30 до 120 °C. Класс точности 2,5.

5.3. Для измерения температуры поверхности металла применяются зачеканенные в специальные бобышки термоэлектроды. Погрешность измерения поверхностными термоэлектрическими термометрами температуры металла не превышает 1% при температурах до 600 °C.

5.4. Для измерения температуры окружающего воздуха следует использовать ртутные термометры общего назначения с ценой деления 1 °C.

5.5. Для измерения удельных потерь тепла и температур допускается применение других приборов, аттестованных Госстандартом или допущенных метрологической службой Минэнерго СССР в качестве отраслевых средств измерений, при условии, что они обеспечивают точность измерений не хуже, чем указано в разд.4.

5.6. Для измерения линейных размеров ТИ применяются линейки металлические и рулетки общего назначения (ГОСТ 8.020-75).

Толщина ТИ измеряется металлической линейкой при наличии свободных торцов или путем прокалывания ТИ толщиномером - заостренным стальным стержнем с нанесенными на нем мерными делениями через 5 мм.

6. УСЛОВИЯ ИСПЫТАНИЙ

6.1. Тепловые испытания ТИ на вновь вводимом оборудовании проводятся через 750-1000 ч работы оборудования с нанесенной ТИ.

6.2. Испытания (кроме снятия кривых охлаждения) проводятся при стационарной нагрузке котла, по возможности, близкой к номинальной, но не менее 60-70% номинальной. В случае останова котла в период испытаний до возобновления испытаний после пуска должно пройти не менее 3 суток для достижения тепловой стационарности теплоизоляционных конструкций.

В период испытаний ТИ ежедневно до и после выполнения измерений следует проводить запись (по произвольной форме) производительности и основных параметров работы оборудования, а также состав работающего вспомогательного оборудования (систем пылеприготовления, подогревателей воды и т.д.).

6.3. Снятие характеристик остывания производится после непрерывной работы энергоблока в течение не менее трех суток с нагрузкой не менее 80% номинальной. В течение 5-6 ч перед остановом температура свежего пара и пара промперегрева должна быть номинальной. Во время измерений должно быть исключено попадание воды или пара на контролируемые узлы и детали оборудования.

7. ПОДГОТОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

7.1. Перед началом испытаний необходимо подробно ознакомиться с проектом ТИ. При этом должны быть выяснены конструкция и материалы ТИ, расчетные общие и удельные потери тепла через ТИ и температура на ее поверхности.

Необходимо ознакомиться также с технологическими схемами оборудования и трубопроводов, желательно, представленными в аксонометрической проекции. Схемы следует сверить с фактическим составом и размещением оборудования и внести при необходимости коррективы.

При отсутствии схем необходимо составить эскизы оборудования и трубопроводов. По месту с учетом подходов, наличия лестниц и площадок следует выбрать точки для проведения измерений при испытаниях.

7.2. Необходимо произвести внешний осмотр и обмер ТИ. При внешнем осмотре следует зафиксировать в письменном виде с отметкой на схеме места с нарушенным покровным слоем, наличие разрушений ТИ (провисания на горизонтальных участках и сползания на вертикальных участках), других видимых дефектов или отсутствие ТИ.

Одновременно следует производить измерение (если возможно - послойно) толщины ТИ - не менее чем в трех точках для каждого изолированного агрегата или трубопровода. Для подсчета площади поверхности ТИ измеряются длина и ширина плоских стен, длина окружности и длина цилиндрических поверхностей ТИ.

7.3. На всех участках с возможными внутренними дефектами ТИ и с недостаточной толщиной ее следует произвести предварительные измерения температуры на поверхности ТИ и окружающего воздуха. При значительном превышении измеренной температуры поверхности над допустимой необходимо произвести вскрытие покровного и при необходимости теплоизоляционного слоя.

7.4. Все дефекты ТИ, выявленные в ходе осмотра, вскрытия и измерений толщины ТИ и температуры на ее поверхности должны быть сведены в общую ведомость, которая передается руководству ТЭС. Все серьезные дефекты ТИ должны быть устранены до начала тепловых испытаний.

7.5. Для снятия характеристик остывания оборудования и трубопроводов необходимо установить стандартные поверхностные термоэлектрические термометры:

- на пароперепускных трубах турбины - по одному в средней по длине точке;

- на клапанах турбины, не оснащенных штатными термометрами, - по одному в средней по высоте точке;

- на паропроводах (главном и горячего промперегрева) - по одному на концевом участке перед турбиной и в средней части трубопровода, включая имеющиеся штатные термометры.

7.6. Тепловые испытания состоят в измерении потерь тепла через ТИ, температуры поверхности ТИ и окружающего воздуха.

Измерения выполняются:

по барабану котла - по периметру в трех сечениях - осевом и на расстоянии 1,5-2 м от торцов, в 2-3 точках в каждом сечении;

по трубопроводам, относящимся к котлу, - через каждые 15-20 м длины, но не менее 2-3 измерений на каждом;

по газовоздушному тракту, системе пылеприготовления - через каждые 10-12 м по тракту, на сепараторах и циклонах - в 2-3 точках;

по обмуровке котла - через каждые 3-5 м высоты, в трех точках каждой стенки (фронтовая, боковые, задняя) на каждой выбранной отметке, оборудованной площадками;

по трубопроводам турбинного зала - одна точка через каждые 20-25 м, на коротких высоконагретых трубопроводах - в 1-2 точках;

по теплообменным аппаратам - в 2-3 точках на каждом аппарате;

по турбине - в связи с геометрической сложностью поверхности ТИ турбины и примыкающих к ней трубопроводов четкие рекомендации по выбору точек измерения дать невозможно. Ориентировочно следует проводить одно измерение на каждые 2-3 м2 поверхности ТИ.

7.7. Отсчет результатов измерений в каждой точке производится один раз после достижения стабильности показаний прибора.

На горизонтальных участках трубопроводов измерения производятся в середине любой верхней четверти по периметру ТИ.

Потери тепла арматурой, фланцами и компенсаторами принимаются согласно справочному приложению 3.

Температура окружающего воздуха измеряется на расстоянии 0,8-1,5 м от точки измерения температуры поверхности в направлении, перпендикулярном к ней. Если на расстоянии 1,0-1,5 м от поверхности ТИ имеется теплопоглощающая поверхность (например, стены и др.), то температура окружающего воздуха измеряется в непосредственной близости к этой теплопоглощающей поверхности.

7.8. Графики естественного остывания элементов энергоблока получают после останова регистрацией в течение 60 ч показаний поверхностных термометров в процессе естественного (без расхолаживания) остывания оборудования.

При снятии характеристик остывания температуры, как правило, фиксируются записывающими приборами. В случае использования показывающих приборов запись показаний производится не реже чем через каждые 4 ч.

Рекомендуемая форма записи измерений во время испытаний приведена в справочном приложении 4.

8. ОБРАБОТКА И АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ

8.1. Для сравнения с нормативными значениями результаты испытаний должны быть пересчитаны по следующим формулам:

- приведенные потери тепла к 1 м длины изолированного трубопровода q, Вт/м:

q = P q1,                                                                    (1)

где q1 - измеренные потери тепла с 1 м2 ТИ, Вт/м2;

P - длина окружности ТИ, м;

- удельные потери тепла при температуре окружающего воздуха 25 °C – q25, Вт/м2;

,                                                           (2)

где tт - температура теплоносителя в изолированных объектах, °C;

tв - температура окружающего воздуха, °C;

- температура поверхности ТИ при температуре окружающего воздуха 25 °C - , °C.

,                                                       (3)

где tти - измеренная температура поверхности ТИ, °C

8.2. В случае отсутствия тепломера данные измерения температуры поверхности изоляции и окружающего воздуха могут быть использованы для условного пересчета на тепловой поток по формуле:

,                                         (4)

где Тти, Тв - температура соответственно поверхности ТИ и окружающего воздуха, К;

c' - коэффициент излучения, Вт/(м·К).

c' = 4,88 Вт/(м·К) - для оштукатуренных, окрашенных и запыленных поверхностей ТИ;

c' = 2,67 Вт/(м·К) - для алюминиевого покровного слоя ТИ.

По формуле (4) построены номограммы, приведенные в справочном приложении 5.

Значение потерь тепла изолированными поверхностями, определяемое по данным измерений температуры поверхности изоляции и окружающего воздуха, является приближенным, что объясняется трудностью установления истинного коэффициента теплоотдачи (α).

8.3. Допускаемая относительная погрешность показателей измерений определяется по формуле

,                                                       (5)

где σдоп - допускаемая относительная погрешность датчика;

σпр - допускаемая относительная погрешность прибора;

σдi - дополнительная погрешность прибора, учитывающая влияние факторов окружающей среды;

k - количество внешних влияющих факторов, вызывающих появление дополнительных погрешностей датчика и прибора.

8.4. Основные погрешности определения конечных показателей q, q25, определяются по формулам:

;                                                (6)

;                                (7)

.                  (8)

8.5. Результаты измерений и расчетов должны быть сведены в таблицу, примерная форма которой приведена в рекомендуемом приложении 6.

8.6. Анализ результатов испытаний ТИ состоит в сравнении полученных данных с нормативными.

В случае, если удельные потери тепла через ТИ и температура на ее поверхности не превышают нормативных значений или превышают их не более чем на 15%, состояние ТИ считается удовлетворительным. Если удельные потери тепла превышают нормативные на 15% и более, состояние ТИ считается неудовлетворительным. Причинами сверхнормативных потерь тепла могут быть: недостаточная толщина ТИ, излишнее уплотнение ТИ из мягких изделий, разрушение или установка разрушенных теплоизоляционных изделий, отсутствие уплотнительной мастики между твердыми изделиями, замена проектных теплоизоляционных материалов менее качественными и т.д. Указанные причины выявляются в процессе предварительных измерений при подготовке к испытаниям (см. разд.7). В случае, если удельные значения потерь тепла и температура ТИ не превышают нормативных или выше их менее чем на 15%, по результатам испытаний составляется паспорт на ТИ согласно рекомендуемому приложению 7, действительный на весь период до следующего капитального ремонта оборудования. Если потери тепла превышают нормативные на 15-60%, выдается временный паспорт сроком на один год, в течение которого должны быть устранены все дефекты ТИ. На ТИ с потерями тепла, превышающими нормативные более чем на 60%, паспорт не выдается.

8.7. Анализ результатов по данным измерений характеристик остывания оборудования состоит в сравнении результатов измерений с допустимыми характеристиками остывания. Если разница температур по фактическим и допустимым характеристикам не превышает 40 °C, ТИ считается удовлетворительной. В противном случае необходимо устранить выявленные дефекты ТИ, если таковые имеются, или принять меры к усилению ТИ (увеличение толщины, использование более высокоэффективных материалов и теплоаккумулирующих вставок).

9. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

По результатам испытаний составляется технический отчет, который утверждается главным инженером предприятия-исполнителя. Отчет должен содержать материалы испытаний (результаты измерений и обследования), анализ материалов испытаний, выводы с оценкой качества ТИ и при необходимости рекомендации по повышению качества ТИ и доведению ее показателей до нормативных.

10. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

Лица, участвующие в проведении испытаний, должны знать и выполнять требования, изложенные в "Правилах безопасности при эксплуатации тепломеханического оборудования электростанций и тепловых сетей" (М.: Энергоатомиздат, 1985), и иметь запись в удостоверении о проверке знаний.

Приложение 1

Справочное

НОРМЫ ПОТЕРЬ ТЕПЛА ИЗОЛИРОВАННЫМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ

Нормы потерь тепла и коэффициенты для определения экономического теплового потока приведены в табл.П1.1-П1.4.

Таблица П1.1

Нормы потерь тепла изолированными поверхностями внутри помещений с расчетной температурой воздуха tв = 25 °C

Таблица П1.2

Коэффициенты для определения экономического теплового потока изолированными объектами в помещении в зависимости от стоимости тепла сравнительно с нормами экономического теплового потока при усредненных замыкающих затратах

Таблица П1.3

Нормы потерь тепла изолированными поверхностями на открытом воздухе с расчетной температурой воздуха tв = 5 °C

Таблица П1.4

Коэффициенты для определения экономического теплового потока изолированными объектами на открытом воздухе в зависимости от стоимости тепла сравнительно с нормами экономического теплового потока при усредненных замыкающих затратах

Приложение 2

Справочное

ДОПУСТИМЫЕ ГРАФИКИ ОСТЫВАНИЯ

На рис. П2.1 и П2.2 приведены допустимые графики остывания турбины и паропроводов.

Рис. П2.1. Допустимые графики остывания турбины:

1 - верх корпуса ЦВД в зоне паровпуска; 2 - верх корпуса ЦСД в зоне паровпуска;

3 - блок парораспределения или стопорный ЦВД; 4 - вынесенные регулирующий клапан ЦВД и стопорный клапан ЦСД; 5 - пароперепускные трубы ЦВД

Рис. П2.2. Допустимые графики остывания паропроводов с толщиной стенки:

1 - 17 мм; 2 - 25 мм; 3 - 35 мм; 4 - 45 мм; 5 - 60 мм

Приложение 3

Справочное

ПОТЕРИ ТЕПЛА

В табл. П3.1 и П3.2 приведены потери тепла изолированными и неизолированными вентилями соответственно, задвижками и компенсаторами в помещениях с расчетной температурой воздуха tв = 25 °C.

Таблица П3.1

Потери тепла изолированными вентилями, задвижками и компенсаторами в помещениях

Таблица П3.2

Потери тепла неизолированными вентилями, задвижками и компенсаторами в помещениях

Приложение 4

Рекомендуемое

ЖУРНАЛ ИСПЫТАНИЙ №______

Приложение 5

Справочное

НОМОГРАММЫ ЗАВИСИМОСТИ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ ОБШИВКИ ПРИ РАЗЛИЧНОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ ОКРУЖАЮЩЕГО ВОЗДУХА

Номограммы для различных коэффициентов излучения приведены на рис.П5.1, П5.2.

Рис. П5.1. Номограмма для коэффициента излучения поверхности C = 2,67 Вт/(м·К)

Рис. П5.2. Номограмма для коэффициента излучения поверхности C = 4,88 Вт/(м·К)

Приложение 6

Рекомендуемое

Наименование объекта, оборудования _______________________________________________

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ

Приложение 7

Рекомендуемое

ПАСПОРТ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ ______