锅炉安全附件

第一节 安全阀 安全阀是锅炉设备中的重要附件之一， 它能自动地开启排汽以防止锅炉压力超过预 定限度。安全阀应该具有的功能是：当锅炉 中介质压力超过允许压力时，安全阀自动开 启，排汽降压，同时发出鸣叫声向运行人员 报警；当介质压力降到允许工作压力之后， 自动“回座”关闭，使锅炉继续运行；在锅 炉正常运行中，安全阀能保持密闭不漏。
弹簧式安全阀结构紧凑，轻便，能承受振动 而不漏气，是目前锅炉上应用得最为广泛的 安全阀。但由于弹簧的性能会随温度、时间 等因素的影响而发生变化，因而可靠性较差。 在使用中必须定期对安全阀进行校验。
二、安全阀的开启压力和排量 安全阀应该在什么压力之下开启排汽，是根据锅炉 受压元件的承压能力，人为规定的。一般说来，在 锅炉正常工作压力下安全阀应处于闭合状态，在锅 炉压力超过正常工作压力时安全阀才应开启排汽。 但安全阀的开启压力不允许超过锅炉正常工作压力 太多，以保证锅炉受压元件有足够的安全裕度；安 全阀的开启压力也不应太接近锅炉正常工作压力， 以免安全阀频繁开启，损伤安全阀并影响锅炉的正 常运行。 我国蒸汽锅炉安全技术监察规程规定的锅炉锅筒和 过热器安全阀开启压力，如表4——1所示。
额定工作压力（MPa） 安全阀的开启压力（MPa） <1.27 工作压力+0.02MPa 工作压力+0.04MPa
1.27~3.82
>3.82
1.04工作压力 1.06工作压力
1.05工作压力 1.08工作压力
表中的额定工作压力，是反映安全阀装置 处的工作压力。一般装设两个安全阀的锅炉， 其中一个安全阀按表中较低的开启压力开启。 对有过热器的锅炉，按较低压力开启的安全 阀应是过热器上的安全阀。 省煤器安全阀的开启压力应为省煤器工作压 力的倍 1.1倍。
图4-2弹簧安全阀 1-阀体 2-阀套 3-导环 4-支承螺栓
5-阀芯
6-套筒 7-轴杆
8-弹簧
9-手柄 10-调节弹簧帽 11-调节弹簧压力杆
弹簧式安全阀主要由阀座、阀芯、阀杆、弹簧、调 节螺母、提升把手等部分组成。它是利用蒸汽压力 和弹簧压力之间的压差变化，来控制阀门的开启和 关闭。锅炉正常工作时，弹簧压力大于作用在阀芯 上的蒸汽压力，弹簧与蒸汽压力之差，将阀芯压紧 在阀座上；当锅炉压力升高，使作用于阀芯上的蒸 汽压力超过弹簧压力的时候，弹簧被压缩，阀杆与 阀芯上升，安全阀开启排汽。当排汽使压力降低到 稍低于正常工作压力时，作用于阀芯上的蒸汽压力 小于弹簧压力，弹簧伸长，使阀芯与阀座密合，阀 又呈关闭状态。开启安全阀闭合压力的不同来源，可把安全阀分为 杠杆式、弹簧式等种；根据安全阀开启时阀芯提升 高度的不同，可把安全阀分为微启式和全启式等种： 当提升高度h<1/4 d（d是阀座喉部直径）时为微 启式。当提升高度 h≥1/4 d时，为全启式。 杠杆式安全阀的结构如图4—1所示。主要由阀 体、阀座、阀芯、阀杆、杠杆和重锤等部分构成。 它是利用杠杆和重锤的作用，将阀芯压紧在阀座上， 当蒸汽作用在阀芯上的压力超过重锤作用于阀杆的 压力时，阀芯被顶起，蒸汽被排出，汽压随之降低； 当作用于阀芯上的汽压小于作用于阀杆上的重锤压 力时，阀芯重新被压紧在阀座上，使锅炉维持继续 运行。
安全阀必须有足够的排放能力，在开启排汽后才能 起到降压作用。不然的话，即使安全阀排汽，锅炉 内的压力仍会继续不断上升。安全阀的排汽量，可 按下式计算： E=CA（10.2P+1）K 式中: E安全阀的排汽量，千克/时。 P安全阀入口处蒸汽压力MPa。 A安全阀的排汽面积mm2。一般为πd2/4，d为安全 阀阀座最小内直径（喉径）。 C安全阀的排放系数，取决于安全阀的提升高度h。
h≥d/40时 C=0.048 h≥d/20时 C=0.085 h≥d/12时 C=0.098 h≥d/4时 C=0.235 K安全阀入口蒸汽比容修正系数，当压力 P≤11.77MPa（120公斤/厘米2）时，对饱和蒸 汽K=1；对过热蒸汽K= vb/vg，此处v b是饱和 蒸汽比容，v g是同压力下所计算过热蒸汽比容。 为保证在锅炉用汽单位全部停用蒸汽时也不导致锅 炉超压，锅炉上所有安全阀的总排汽量，必须大 于锅炉的最大连续蒸发量。
锅炉安全阀能否在规定开启压力之下开启， 取决于安全阀本身加压装置的加压程度，即 杠杆式安全阀重锤的重量和位置，弹簧式安 全阀弹簧的松紧程度。调整确定安全阀重锤 位置或弹簧松紧以确保安全阀在规定压力开 启，叫安全阀调整或检验。新安装的锅炉及 检修后的锅炉都应进行安全阀调整。调整中 不仅要确定安全阀的开启压力，还要检验安 全阀的回座压力，回座压差（开启压力与回 座压力之差）一般应为开启压力的4—6%， 最大不超过10%。
三、对安全阀的安全技术要求 蒸发量大于0.5吨/时的锅炉，至少应该装设两个安全阀（不 包括省煤器安全阀）。蒸汽过热器出口处和可分式省煤器出 口处（或入口处），必须装设安全阀。 安全阀应该垂地装在锅筒、集箱的最高位置。在安全阀和锅 筒、安全阀和集箱之间不得装设取用蒸汽的出汽管和阀门。 杠杆式安全阀要有防止重锤自行移动的装置和限制杠杆自行 越出的导架；弹簧式安全阀要有提升把手和防止随便拧动调 正螺母的装置。 如果几个安全阀共同装设在一根与锅筒直接相连的短管上， 短管的截面积应该不小于所有安全阀流通截面积的1.25倍。 工作压力≤3.82MPa的锅炉，安全阀阀座内径不应小于25 毫米；工作压力>3.82MPa的锅炉，安全阀阀座内径不小于 20毫米。
图4-1 杠杆式安全阀 1-阀体 2-阀芯 3-阀杆 4-杠杆 5-调整螺丝 6-固定螺丝 7-重锤 8阀罩 9-支点 10-力点 11-导架
杠杆式安全阀的开启压力是靠调节重锤与 支点间的距离来控制的。安全阀的开启压力 确定之后，可利用杠杆原理计算出重锤和支 点间的距离，即确定了重锤的位置。 杠杆式安全阀结构简单，调整方便，动作 灵活，比较准确可靠。但重锤比较笨重，单 只安全阀的排汽能力受到限制，对安装的要 求也比较严格。 弹簧式安全阀的结构如图4——2所示。