锅炉安全附件

1、 锅炉安全附件 锅炉平安附件是锅炉运行中不行缺少的部分，主要是指压力表、水位计、平安阀、汽水阀、排污阀等附件。这些附件对锅炉平安运行极为重要，特殊是压力表、水位计和平安阀，是锅炉操作人员进行正常操作的耳目，是保证锅炉平安运行的基本附件，因此，通常被人们称为锅炉三大平安附件。 下面重点介绍锅炉三大平安附件的构造原理及其平安技术要求。 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，保证锅炉平安运行。 工业锅炉常用的压力表是弹簧管式压力表，它具有结构简洁、使用便利和精确牢靠等优点。 （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

2、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1520MPa（150200kgf/cmsup2sup）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

3、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/cmsup2sup（公斤力/厘米sup2sup），或大气压单位，英制用1b/insup2sup（磅/英寸sup2sup）。压力表所指示的是大气压力以上的压力值，即表压力。 弹簧管式压力表的精确程度，用精确度等级来表示。所谓精确度等级，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，精确度2.5级的压力表，如刻度标尺限值为10kgf/cmsup2sup，则该仪表的容许误差不得大于10kgf/

4、cmsup2sup2.5%=0.25kgf/cmsup2sup。压力表的精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看和温度较低的地方。假如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精确度。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聚水而不是高温蒸汽。假如不装存水弯管，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

5、 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一般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聚水的位置 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，等管子内积满凝聚水的，再将阀门恢复到1的

6、位置。 校正压力表时，在法兰上装上一个已经校对精确的压力表，将后柄转到位置5上，这时两只压力表的指示值必需相同。 三通旋塞的手柄必需缓慢地转动，以免凝聚水冲入表内而损坏压力表。 （三） 压力表的平安技术要求 锅炉上装置的压力表应符合下列要求： 1 每台锅炉必需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、给水管的调整阀前、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 压力表应当依据锅炉工作压力选用。压力表表盘刻度极限值应当为锅炉工作压力的1.53倍，最好为

7、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看和吹洗的位置。并应防止受到辐射热、冰冻和震惊的影响。 5 压力表距离观看地点的高度小于2m时，表盘直径不得小于100mm；25m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，校验后应当铅封。 8 压力表有下列状况之一时，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

8、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） 表面玻璃破裂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） 其它影响压力表精确的缺陷。 二、 平安阀 平安阀是锅炉的重要平安附件之一，它能自动防止锅炉的蒸汽压力超过预定的允许范围，保证锅炉平安运行。 平安阀的作用： 1 当锅炉内压力达到规定限度时，平安阀即自动开启，放出蒸汽，发出警报，使操作人中有所警惕，实行措施。 2 平安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平安限度以内，不

9、致酿成爆炸事故。 工业锅炉上使用的平安阀一般为弹簧式平安阀和杠杆式平安阀两种。，下面介绍杠杆式平安阀。 （一） 杠杆式平安阀的构造和原理 杠杆式平安阀主要由阀体、阀座、阀芯、阀杆、杠杆、导架和重锤等组成，如图4所示。 图4 杠杆式平安阀 阀体 2阀座 3阀芯 4支点 5力点 6导架 7杠杆 8重锤 杠杆式平安阀的开启压力是靠调整重锤和支点间的距离来掌握的。平安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； Wsub1sub杠杆本身的重力； Wsub2sub阀芯的重力； P蒸汽压力； G作用在阀芯上的蒸汽总压力（）； L

10、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+Wsub1subn+Wsub2subm=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，必需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。 杠杆式平安阀应垂直安装，杠杆在两点间应保持水平。 杠杆式平安阀的优点是：结构简洁、调整便利、动作敏捷、精确牢靠。但与弹簧式平安阀比较，仍存在笨重且灵敏度较差的缺点。 （二） 平安阀的平安技术要求 锅炉上装置平安阀应符合下列要求： 1 蒸发量0.5t/h的锅炉，至少装一个平安阀。蒸汽过热器出口处和

11、可分式省煤器出口处（或入口处）、再热器入口处和出口处、直流锅炉的启动分别器，都必需装设平安阀。 2 平安阀应垂直地装在锅筒（或联箱）的最高位置。在平安阀和锅筒（或联箱）之间，不得装有取用蒸汽的出汽管和阀门。 3 平安阀上必需有下列装置： （1） 杠杆式平安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） 弹簧式平安阀要有提升手把和防止任凭拧动调整螺丝的装置； （3） 静重式平安阀要有防止重片飞脱的装置。 4 平安阀的总排汽力量，必需大于锅炉最大连续蒸发量。并保证在锅筒和过热器上全部的平安阀开启后，锅炉内的蒸汽压力上升辐度不超过平安阀较高开启压力的30%，并不得使锅炉的蒸汽压力超过设计

12、压力的1.1倍。 5 蒸汽平安阀的排汽力量可参照下式计算： E=CA（P+1）K 式中 E平安阀的排汽力量（kg/h）； P平安阀入口处的蒸汽压力（MPa），（kgf/cmsup2sup）； A平安阀的排汽面积（mmsup2sup）一般可用或平安阀制造厂规定的面积； C平安阀的排汽常数，按制造厂供应的数据或按下列数值选用： hd/40时， C=0.048 hd/20时， C=0.085 hd/12时， C=0.098 hd/4时， C=0.235 d=平安阀的内径（mm）； Kg K=Kpkg P120 饱和 1 1 1 过热 1 * * P120 饱和 1 * 过热 * 表1 过热器和再热器

13、出口处平安阀的排汽量，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；省煤器平安阀的截面积由设计单位确定。 6 几个平安阀假如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全部平安阀截面积总和的1.25倍。 工作压力3.9MPa（39kgf/cmsup2sup）的锅炉，平安阀阀座内径应小于25mm；工作压力3.9MPa（39kgf/cmsup2sup）的锅炉平安阀阀座内径应不于小20mm。 7 平安阀一般应装设排汽管，防止排汽时伤人。排汽截面积至少为平安阀总截面积的两倍。平安阀排汽管下方应有接到平安地点的泄水管。在排汽管和泄水管上都不允许装设任何阀门。假如平安阀排

14、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）。省煤器的平安阀应装设排水管并通至平安地点，在排水管上不允许装设任何阀门。 8 为防止平安阀的阀芯与阀座粘住，应定期对平安阀作手动或自动的放汽或放水试验。 9 炉筒和过热器上的平安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2） 表2 锅炉平安阀开启压力 注：锅炉上必需有一个平安阀按表中较低的开启压力进行调整。对有过热器和锅炉，按 较压力进行调整的平安阀必需为过热器上的平安阀，以保证过热器上的平安阀先开 启。 表中的工作压力，对于冲动式平安阀系指冲量接出地点的工作压力，对于其它类型 的平安阀系指平安阀装置地点的工作压力。

15、 省煤器平安阀的开启压力为装置地点工作压力的1.10倍。 10 平安阀经过校验后，应加锁或铅封，并将校验结果填入锅炉技术档案。 （三） 平安阀常见故障及缘由 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匀称而损坏； （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全都，使弹簧受力不均，引起阀芯阀盖接触不正； （7） 弹簧腐蚀后断面削减，弹力不够。 2 达到开启压力而不开启 （1

16、） 阀芯和阀座被粘住； （2） 阀杆与外壳衬套之间间隙过小，受热后膨胀卡死； （3） 阀芯和阀座之间的严密性严峻损坏，长期泄漏，作用在阀芯上的压力减小，平安阀不能在预定的压力下开启； （4） 调整不当，弹簧压得太紧，重锤向后移动过多。 3 不到规定压力即排汽 （1） 调整的开启压力不精确，弹簧压紧不够； （2） 弹簧消失永久性变形失去应有的压力； （3） 重锤未固定好。 三、 水位表 水位表是用来监视锅筒内水位的重要平安装置。用水位表内显示的水位，表示锅筒内锅水的水位。司炉人中依此进行正确操作，保证锅炉平安运行。 水位是根据“连通器内水面高度相等”的原理制成的。因此，运行时水位表必需与锅炉保持

17、畅通。 （一） 水位表的型式 一般小型锅炉常用的是玻璃管式和平板玻璃式水位表。此外，有的锅炉安装位置很高，只有安装在锅炉上的一般水位表将不便于观看，所以还要安装低位置水位表。这种水位表指示水位的液体分两种：一种是重于水的指示液（如四氯化乙炔），它的管子是U形的；另一种是轻于水的指示液，它的管子是型的，两种指示液都是与水比较接近较稳定的液体。水位表是依据压差不同而指示水位的。 1 玻璃管式水位表（图6） 图6 玻璃管 1汽旋塞 2玻璃管 3水旋塞 4排水旋塞 这种水位表结构简洁，主要由汽旋塞、水旋塞、排水旋塞及玻璃管组成。 玻璃管用耐热玻璃制成，内径有15mm及20mm两种规格。内径过细会造毛细

18、现象，影响水位指示的精确性。汽旋塞、水旋塞及排水旋塞由铸铁、铸钢、铸铜制成。旋塞有螺纹和法兰两种连接方式。使用压力较高时，亦采纳法兰连接。压力较低时，可以采纳螺纹连接，但应留意防止螺纹泄漏、腐蚀。水位表旋塞应在同一中心线上，以保证玻璃管不会受扭曲而破坏。 由于玻璃管破裂时，易于伤人，故玻璃管水位计应装有防护罩。防护罩用钢化玻璃或薄铁板制成，但应留有足够的观看间隙和应有的照明。 玻璃管水位表结构简洁、价格廉价、使用便利，但其承压力量低，只适用于低压小型锅炉。 2 平板型水位表 平板型水位表的构造与玻璃管水位表基本相像，只是把玻璃管换成平板玻璃和水位表壳。平板玻璃水位表有单面玻璃和双面玻璃两种，两

19、种形式的结构基本相同，如图7所示。 图7 平板型水位表 这种水位表多用于压力较高的锅炉上，可承受压力3.5MPa（35kgf/cmsup2sup）。水位表壳是依据工作压力的大小分别用铸铁、铸钢、球墨铸铁制成。单面水位表清楚度不好，双面水位表可在其后面加照明，增加观看清楚度。安装位置较高的水位表都是采纳双面平板水位表。 平板玻璃嵌入表壳时，利用石棉胶板衬垫，然后用排列较密的螺钉固定，以保证平板玻璃与表壳受力匀称，接触严密。 平板上显示水位的部位开以沟槽，使用中，由于沟槽的拆折射造成存水的部分发暗，有汽的部分发白，使水面上下色差较大，易于辨别水位位置。 （二） 水位表的平安技术要求 1 每台锅炉至

20、少装两个彼此独立的水位表，以防水位表故障时无法显示水位。但蒸发量0.2t/h的锅炉，可以只装一个水位表。 2 水位表要装在便于观看的地方，并且要有足够的照明。水位表距离操作地面高于6m时，应加装低地位水位表。低地位水位表连接管应单独接到锅筒上。连接管内径不得小于18mm。 3 水位表应有指示高度和最低平安水位的明显标志。水位表玻璃管（板）的最低可见部分应比最低平安水位低25mm，最高可见部分应比最高平安水位高25mm。 4 水位表和锅炉之间汽水连管长度500mm时，其内径不得小于18mm；长度500mm时，其内径应适当加大。 5 水连管和汽连管要水平布置，防止形成假水位。水位表上下接头中心线，

21、应对准在一条直线上，以免使玻璃管扭曲破裂。 6 放水旋塞下面应装设接到地面的放水管。玻璃管式水位表应有平安防护罩，防止裂开时伤人。 7 玻璃管内径及旋塞内径均应大于或等于8mm。 8 水位表和锅筒之间的汽水连接管上，应避开装设阀门，如装有阀门，在运行时 应将阀门全开，并予以铅封。 9 蒸发量2t/h的锅炉，应装设凹凸水位警报器。 四、 水位警报器 （一） 水位警报器的作用和分类 水位警报器是以声响的方式向司炉人员报告满水或缺水的信号，防止发生锅炉满水或缺水事故。大于2t/h的锅炉（水管）应当装设水位警报器。 水位警报器有浮筒式、水柱浮子式、磁铁式等几种。 （二） 浮筒式凹凸水位警报器 浮筒式凹凸水位警报器装在锅筒内，如图8所示。它由低水浮筒、高水浮筒、杠杆支点、阀杆、试鸣手柄、警报笛等件组成。 图8 锅筒内凹凸水位警报器 1低水浮筒 2高水浮筒 3杠杆 4支点 5阀杆 6锅筒 7试鸣 8警报笛 9停止阀 正常水位时，低于浮筒浸没在锅水中，受到水的浮力，高水浮筒悬在蒸汽中，杠杆逆时针旋转，阀杆被顶上去，汽门关闭。 当锅水升到高水位时，高、低浮筒皆浸在锅水中，受到相等的浮力，低水位浮筒侧杠杆长，杠杆具有顺时针旋转的趋势，阀杆受拉，汽门被打开；同样在低水位时，也有顺时针旋转趋势，阀门也打开。 这种水位警报器的高、低水位用一个警报笛。警报笛响后，司