锅炉三大安全附件

锅炉安全附件是锅炉运行中不可缺少的部分，主要是指压力表、水位计、安全阀、汽水阀、排污阀等附件。

这些附件对锅炉安全运行极为重要，特别是压力表、水位计和安全阀，是锅炉操作人员进行正常操作的耳目，是保证锅炉安全运行的基本附件，因此，通常被人们称为锅炉三大安全附件。

下面重点介绍锅炉三大安全附件的构造原理及其安全技术要求。

一、压力表压力表用以测量锅炉运行时锅内的压力。

有了压力表，工作人员才能正确操作锅炉，保证锅炉安全运行。

工业锅炉常用的压力表是弹簧管式压力表，它具有结构简单、使用方便和准确可靠等优点。

(安全管理交流-)(一) 弹簧管式压力表的构造弹簧管式压力表的构造如图1所示。

图1 弹簧管式压力表1―弹簧管2―支座3―外壳4―接头5―拉杆6―扇形齿轮7―指针8―游丝9―刻度盘10―调整螺丝压力表外壳里面有一弯曲中空的弹簧管，弹簧管一般是用无缝黄铜管制成，而压力高于15~20MPa(150~200kgf/cm2)则用无缝钢管制成。

弯管的横断面有椭圆形的，有扁平形的。

它的一端和锅炉蒸汽部分引出的(U形或环形)存水弯管一端的塞门相连接，另一端是封闭的。

封闭一端是悬空放置可以活动的，用连杆或杠杆相连，杠杆的另一端连接扇形齿轮和中心轴上的小齿轮相啮合，指针固定在小齿轮轴上。

当弹簧内受到压力时，它的横断面有膨胀成圆形的趋热，因而迫使弯管向外伸展。

压力越高，向外伸展的趋势也越大。

这一动作通过连杆、杠杆、扇形齿轮和小齿轮等传递给指针，使指针转动，便可由表盘刻度指示出蒸汽压力值。

当蒸汽压力降低时，由于弹簧弯管要恢复原状，因此指针被退回到适当刻度处。

表面的刻度单位，公制用kgf/cm2(公斤力/厘米2)，或大气压单位，英制用1b/in2(磅/英寸2)。

压力表所指示的是大气压力以上的压力值，即表压力。

弹簧管式压力表的准确程度，用准确度等级来表示。

所谓准确度等级，是以相当于仪表刻度标尺的限值百分数来表示容许误差数值。

例如，准确度2.5级的压力表，如刻度标尺限值为10kgf/cm2，则该仪表的容许误差不得大于10kgf/cm2×2.5%=0.25kgf/cm2。

压力表的准确等级在刻度表盘上有明显标志。

(二) 压力表的装置及其附属设备压力表应装在便于观察和温度较低的地方。

如果压力表装在靠近高温的地方，它的传动机构受热后所产生的变形将要影响指示压力的准确度。

所以压力表的安装地点应尽可能远离蒸道或易受辐射的地方，并且要有充分的照明，使锅炉工作人员随时都能看到它所指示的汽压。

压力表下方应装有存水弯管(U形或圆环形)，使蒸汽在弯管内凝。

这样作用于压力表的是凝结水而不是高温蒸汽。

如果不装存水弯管，蒸汽直接冲入表中的弹簧弯管，将会损坏表内零件，或使指示的压力不准。

存水弯管的式样如图2所示。

图2 几种不同形式的存水弯管在压力表和存水管之间应装有三通旋塞(俗称考克)，以便冲洗存水弯管和校验压力表。

如无三通旋塞，则可以装置三通在其三端各加装一只普通旋塞来代替三通旋塞。

三通旋塞的使用方法，如图3所示。

图3 三通旋塞位置变换图1―正常工作时的位置2―压力表联通大气的位置3―冲洗存水弯管时的位置4―使存水弯管内蓄积凝结水的位置5―校对压力表的位置将手柄转到2的位置，这时压力表指针应回到零。

将手柄转到1的位置，指针指示在原来的压力数值位置。

冲洗存水弯管时，将手柄转到3的位置。

当管子冲洗完毕并放出管内存水以后，转动手柄，将阀门放在半开半闭的位置4，等管子内积满凝结水的，再将阀门恢复到1的位置。

校正压力表时，在法兰上装上一个已经校对准确的压力表，将后柄转到位置5上，这时两只压力表的指示值必须相同。

三通旋塞的手柄必须缓慢地转动，以免凝结水冲入表内而损坏压力表。

(三) 压力表的安全技术要求锅炉上装置的压力表应符合下列要求：1. 每台锅炉必须装有与锅筒蒸汽空间直接相连接的压力表。

在可分式省煤器出口、给水管的调节阀前、过热器出口和主汽阀之间、再热器进出口处均装置压力表。

2. 工作压力<25atm的锅炉，压力表精确度不应低于2.5级;工作压力≥25atm的锅炉，压力表精度不应低于1.5级。

3. 压力表应该根据锅炉工作压力选用。

压力表表盘刻度极限值应该为锅炉工作压力的1.5~3倍，最好为2倍。

刻度盘上应划有红线，指示最高许可工作压力。

4. 压力表应装置在便于观察和吹洗的位置。

并应防止受到辐射热、冰冻和震动的影响。

5. 压力表距离观察地点的高度小于2m时，表盘直径不得小于100mm;2~5m时，不得小于150mm，超过5m时，不得小于250mm。

6. 压力表下面应有三通旋塞和存水弯管，以便吹洗管道和更换压力表。

存水弯管用铜管时，其内径不应小于6mm;用钢管时，其内径不应小于10mm。

7. 压力表的装置、检验和维护应符合国家计量部门的规定。

压力表每半年至少检验一次，校验后应该铅封。

8. 压力表有下列情况之一时，应停止使用：(1) 有限制钉的压力表，在无压力时，指针转动后不能回到限制钉处;无限制钉的压力表，在无压力时，指针离零位的数值超过压力表规定的允许误差数值;(2) 表面玻璃破碎或表盘刻度模糊不清;(3) 封印损坏或超过校验有效期限;(4) 表内漏汽或指针跳动;(5) 其它影响压力表准确的缺陷。

二、安全阀安全阀是锅炉的重要安全附件之一，它能自动防止锅炉的蒸汽压力超过预定的允许范围，保证锅炉安全运行。

安全阀的作用：1. 当锅炉内压力达到规定限度时，安全阀即自动开启，放出蒸汽，发出警报，使操作人中有所警惕，采取措施。

2. 安全阀开启后能排出足够的蒸汽，使锅炉内的压力下降，直到降到比阀开启时更低的某点，阀即自动关闭。

这样，使锅炉的压力保持在安全限度以内，不致酿成爆炸事故。

工业锅炉上使用的安全阀一般为弹簧式安全阀和杠杆式安全阀两种。

，下面介绍杠杆式安全阀。

(一) 杠杆式安全阀的构造和原理杠杆式安全阀主要由阀体、阀座、阀芯、阀杆、杠杆、导架和重锤等组成，如图4所示。

图4 杠杆式安全阀1―阀体2―阀座3―阀芯4―支点5―力点6―导架7―杠杆8―重锤杠杆式安全阀的开启压力是靠调整重锤和支点间的距离来控制的。

安全阀的开启压力确定之后，便可利用杠杆原理计算出重锤与支点间的距离，亦即确定了重锤的位置。

设： d——阀的直径;W——重锤的重力;W1——杠杆本身的重力;W2——阀芯的重力;P——蒸汽压力;G——作用在阀芯上的蒸汽总压力();L——重锤与支点间的距离;m——阀芯与支点间的距离;n——杠杆重心与支点间的距离。

如图5所示，取各力绕支点F的力矩为：WL+W1n+W2m=Gm则重锤与支点间的距离为：图5重锤与支点间的距离确定以后，为防止重锤自动移动，必须用定位螺丝把重锤固定。

另外还需设有限制杠杆越出的导架。

杠杆式安全阀应垂直安装，杠杆在两点间应保持水平。

杠杆式安全阀的优点是：结构简单、调整方便、动作灵活、准确可靠。

但与弹簧式安全阀比较，仍存在笨重且灵敏度较差的缺点。

(二) 安全阀的安全技术要求锅炉上装置安全阀应符合下列要求：1. 蒸发量>0.5t/h的锅炉，至少装一个安全阀。

蒸汽过热器出口处和可分式省煤器出口处(或入口处)、再热器入口处和出口处、直流锅炉的启动分离器，都必须装设安全阀。

2. 安全阀应垂直地装在锅筒(或联箱)的最高位置。

在安全阀和锅筒(或联箱)之间，不得装有取用蒸汽的出汽管和阀门。

3. 安全阀上必须有下列装置：(1) 杠杆式安全阀要有防止重锤自行移动的装置和限制杠杆越出的导架;(2) 弹簧式安全阀要有提升手把和防止随便拧动调整螺丝的装置;(3) 静重式安全阀要有防止重片飞脱的装置。

4. 安全阀的总排汽能力，必须大于锅炉最大连续蒸发量。

并保证在锅筒和过热器上所有的安全阀开启后，锅炉内的蒸汽压力上升辐度不超过安全阀较高开启压力的30%，并不得使锅炉的蒸汽压力超过设计压力的1.1倍。

5. 蒸汽安全阀的排汽能力可参照下式计算：E=CA(P+1)K式中 E——安全阀的排汽能力(kg/h);P——安全阀入口处的蒸汽压力(MPa)，(kgf/cm2);A——安全阀的排汽面积(mm2)一般可用或安全阀制造厂规定的面积;C——安全阀的排汽常数，按制造厂提供的数据或按下列数值选用：h≥d/40时， C=0.048h≥d/20时， C=0.085h≥d/12时， C=0.098h≥d/4时， C=0.235d=安全阀的内径(mm);h——安全阀的提升高度(mm);K——安全阀入口处蒸汽比容的修正系数K=KPKgKP——压力修正系数;Kg——过热修正系数。

K、KP、Kg可按表1计算。

表中*亦可用代替;Vg——过热蒸汽比容(m3/kg);Vb——饱和蒸汽比容(m3/kg);Tg——过热度(℃)。

表1过热器和再热器出口处安全阀的排汽量，应保证在该排汽量下，过热器和再热器有足够的冷却，不致于烧坏;省煤器安全阀的截面积由设计单位确定。

6. 几个安全阀如果共同装置在一个与锅筒直接相连的短管上，则短管的通路截面积应不小于所有安全阀截面积总和的1.25倍。

工作压力≤3.9MPa(39kgf/cm2)的锅炉，安全阀阀座内径应小于25mm;工作压力>3.9MPa(39kgf/cm2)的锅炉安全阀阀座内径应不于小20mm。

7. 安全阀一般应装设排汽管，防止排汽时伤人。

排汽截面积至少为安全阀总截面积的两倍。

安全阀排汽管下方应有接到安全地点的泄水管。

在排汽管和泄水管上都不允许装设任何阀门。

如果安全阀排汽声音不能使司炉在工作地点听到，则应装有信号装置(如汽笛)。

省煤器的安全阀应装设排水管并通至安全地点，在排水管上不允许装设任何阀门。

8. 为防止安全阀的阀芯与阀座粘住，应定期对安全阀作手动或自动的放汽或放水试验。

9. 炉筒和过热器上的安全阀应按制造厂的要求或按表2中规定的压力进行调整和校验。

表略表2 锅炉安全阀开启压力注：①锅炉上必须有一个安全阀按表中较低的开启压力进行调整。

对有过热器和锅炉，按较压力进行调整的安全阀必须为过热器上的安全阀，以保证过热器上的安全阀先开启。

②表中的工作压力，对于冲动式安全阀系指冲量接出地点的工作压力，对于其它类型的安全阀系指安全阀装置地点的工作压力。

省煤器安全阀的开启压力为装置地点工作压力的1.10倍。

10. 安全阀经过校验后，应加锁或铅封，并将校验结果填入锅炉技术档案。

(三) 安全阀常见故障及原因1. 漏汽(1) 阀芯和阀座接触面损坏，或中间夹有脏物;(2) 阀杆或衬套磨损，弹簧与阀杆之间间隙太大，阀杆弯曲，安装时阀杆倾斜，中心线不正;(3) 杠杆与支点之间偏斜，阀芯阀座接触面因受压力不均匀而损坏;(4) 弹簧永久性变形，失去弹力;(5) 弹簧与弹簧托盘接触面不平整;(6) 弹簧的平面不平行或两侧撑杆长度不一致，使弹簧受力不均，引起阀芯阀盖接触不正;(7) 弹簧腐蚀后断面减少，弹力不够。