(山东电力建设第三工程公司)
摘要:燃气电站系统压力试验是电站施工安全、质量、进度、以及成本控制的重要环节,也是完成里程碑结点移交系统至调试的阶段的关键点,决定了系统是否能竣工移交。所以电站系统压力试验如何高质、高效、安全可靠的一次成功,便成为现场施工管理和过程质量管理的重点。通过电站系统压力试验TestPage和Manifold的应用,让压力试验从资料准备到实体系统安装、压力试验实施和试压后恢复有了清晰的控制逻辑,也使的系统试验的准确性,安全性有了质的提升。
关键词:压力试验,TestPage,Manifold,原理,用途,效率
1引言
随着中国电建行业在海外中高端市场的发展,燃机机组亦成为电建行业的重要组成部分。以沙特PP14联合循环GE7FA双燃料机组为载体,燃机附属管道子系统较多,管线复杂,且各子系统多相互独立,再加上压力试验需要考虑合同/图纸/规范相关技术要求,确定试验边界以及标识边界,对于边界内的焊接、NDT的完成情况进行检查,闭环焊缝处理;试压前还要对现场试验范围的工作完成情况进行检查,列出影响试验的未完工作项;水压试验所用介质检定,计量器具的校验状态的检查;压力试验过程见证及记录,吹扫或冲洗,试验后的恢复及检查等,涉及的要求多,过程复杂,过程控制逻辑要求严谨,如果缺少有效的控制措施和逐级检查管控和记录,极易导致试验失败或试验结果不被充分的信任,这些导致管道压力试验要安全可靠一次成功,资料准确完整有了不小的难度。PP14项目部根据燃机机组的系统压力试验的上述难点,创新性地设计和应用了管道压力试验TestPage和Manifold,极大地提高了压力试验的效率和安全性。
2TestPageandManifold的设计与技术原理
2.1黑盒原理
一端为要进行压力实验的系统,一端为压力试验压力源。黑盒原理主要用来满足通用设计。
安全阀选取时,安全阀设定压力不应超过系统试验压力中的较小者或设计压力的120%左右。
ASMEB31.3processpipePara322.6.3:Foraliquidthermalexpansionreliefdevicewhichprotectsonlyablocked-inportionofapipingsystem,thesetpressureshallnotexceedthelesserofthesystemtestpressureor120%ofdesignpressure.
2.2.3Manifold的设计示意图(图2)
压力试验能够实现压力介质的关断,控制介质流速,防止介质回流;实时读取试验压力;实现系统的隔离,保证压力试验独立性;能够保证压力试验安全进行;能够实现系统安全泄压;具有通用性,实现不同系统压力试验;重量较轻,方便运输。
2.3要素闭环法
系统压力试验成功要素梳理,输入合同、图纸、规范要求;现场实体条件要求;技术资料形成和检验完成情况要求;试验过程控制要求;试验计量记录要求;系统试验恢复要求。制成TestPage控制包的跟踪闭环单和信息表,根据闭环单完成打压要素文件准备和过程验证闭环。
压力试验信息表、压力试验包释放检查单、试压边界PID流程图和ISO图、边界图标示说明、管线清单、系统焊接检测信息统计表、计量表计和安全阀校验证书、现场系统符合性联检意见单和尾项清单、压力试验记录单、系统清理和恢复检查验收记录单、TestPage释放闭环单。
2.5TestPage的流程控制设计实现的作用
通过TestPage实现压力试验过程管理,整个试验流程控制。实现试压边界清晰;试压技术要求明确;试压准备齐全无漏项;试压前焊缝焊接和NDE检测完整;实现试压过程控制记录和试压后系统恢复验证闭环跟踪。
3.ManifoldandTestPage的应用和特点分析
3.1Manifold的应用
沙特PP14联合循环机组所采用的GE7FA.05型燃机附属管道共有22个子系统,其中参与管道压力试验的有12个系统。燃机附属管道系统有以下几个特点:接口尺寸不一,接口形式多样,有法兰连接,螺纹连接等连接形式;各系统试验压力各不相同,且每个子系统分为多路管线;项目采用3拖1的联合循环方式,共有6台燃机,参与压力试验的系统较多。详见PP14燃机机组燃机管道压力试验表。
采用临时管道逐个机组、逐个系统、逐条管线进行压力试验,施工工期的要求时间长,同时将造成临时管道材料浪费,临时管道焊接量增大,以及临时管道安装及拆除量增加。应用manifold结构简单,重量轻,整体重量较轻,便于运输和搬运。
3.2Manifold的应用特点分析
3.2.1承压能力强,安全性能好
自行设计的用于液压试验Manifold,试验压力达到了450Bar,满足了GE7FA.05型燃机,顶轴油试压压力400Bar的要求。Manifold装有安全阀和防脱绳(Whiplasharrestor)等部件,Manifold本身也起到类似缓冲罐的作用,保证了压力试验的安全进行。
3.2.2通用性强
可联通多条管线同时进行压力试验自行设计的Manifold将接口标准化:1/2’’NPT连接。螺纹连接便于拆装,同时使用液压软管(hydraulichoses)将压力源和系统连接起来,解决了燃机房内空间狭小,不便于安装金属管道的问题。同时可以通过增加进口隔离阀的数量来实现使多条管线,多个系统,甚至多个机组一起进行压力试验。压力试验时,系统与Manifold通过液压软管螺纹连接,为了保证螺纹连接的可靠性,连接处必须是female与male连接,连接处采用蘑菇头。
使用Manifold进行压力实验前,先对Manifold本身进行试验,检验其可靠性。Manifold应用于燃机附属管道系统压力试验,大大缩减了压力实验的时间,以一台燃机附属管道为例(GE7FA.05双燃料燃机附属管道立体图),参与压力试验的系统12个,共52条管线,用时一周。另外,间接减少了临时管道材料焊接和拆除的量,减少了管道压力试验耗费的工时。显著地提高工作效率。
PP14燃机机组,GT23采用传统的打压方式,逐个系统、逐条管线进行压力试验。由于现场管道压力实验的相关的验收点全部都是“H”点即停工待检点,需要QC部、监理方(WP)、厂代(GE),业主方(SEC)的共同见证,因此耗时较多。GT22将Manifold应用于管道压力试验,通过将多条管线连接在一起,一同进行压力试验,压力试验及验收工作一次完成。
3.2.3良好的经济效益
首先,Manifold应用于燃机管道压力试验,可以节约人力(见表一)。将6台燃机节约的人力累加将是一个很可观的效益。其次,Manifold的使用避免了临时管道材料、临时支架材料以及焊材的浪费。材料消耗,购买相关阀门及管道,购买渠道较多。原材到货后,通过组装即可完成,价格较低,且拥有所有权,同时,Manifold具有通用性且方便拆卸,可以反复使用,能够实现较高的经济效益。。
4.ManifoldandTestPage推广应用前景
压力试验包(Manifold)通过接口通用化和标准设计,实现了多条管线,多个系统(试压压力相同),甚至多个机组(相同系统)一起完成压力试验的目标,大大缩短压力试验工时,对其他同类型燃机机组有较强的示范作用。
Testpage通过将打压试验过程控制内容文件包化,各工序把关闭环化管理,整体试验过程逻辑控制严谨,从系统边界隔离情况到打压选用压力表和介质的检定情况,再到系统安装符合性、剩余的尾项工作,最后到系统压力试验和试验后清理恢复无不完整清晰的体现在Testpage控制包中。应用它能有效的提高打压一次合格率和控制现场施工遗留尾项,对于现场实体质量的控制起着至关重要的作用。
ManifoldandTestPage可推广应用至公司其他的燃机项目,也可推广至管道系统布置较为紧凑、管线较多的其他管道系统项目,能显著地提高工作效率、工作准确性和压力试验一次合格率,同时具备可观的经济效益。
5.结束语
通过TestPageandManifold创新优化和自主设计,有利于强化“一次达标”质量理念。TestPage流程规范化、作业标准化对压力试验指导更清晰明确,Manifold通用化有效的减少现场试验工作量和提高压力试验安全性,同时对施工工期控制和成本控制起到辅助作用。经过PP14项目多台机组的实践,已取得良好的实践成果。TestPageandManifold在电厂施工系统压力试验环节具有很大的推广价值。
参考文献
[1]ProcessPipeASMEcodeforpressurepipingB31ASMEB31.3-2006ChapterVIpressuretests.
[2]PowerpipeASMEcodeforpressurepipingB31ASMEB31.1-2012ChapterVIInspectionExaminationandTesting.
[3]PipingTechnicalSpecificationSaudiElectricityCompany2004.InspectionandTestRequirements.