锅炉安全附件

锅炉安全附件锅炉安全附件 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 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 cm sup 2 sup 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 cm sup 2 sup 公斤力 厘米 sup 2 sup 或 大气压单位 英制用 1b in sup 2 sup 磅 英寸 sup 2 sup 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 cm sup 2 sup 则该仪表的容许误差不得大于 10kgf cm sup 2 sup 2 5 0 25kgf cm sup 2 sup 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 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 w sub 1 sub 杠杆本身的重力 w sub 2 sub 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 w sub 1 sub n w sub 2 sub m 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 cm sup 2 sup a 安全阀的排汽面积 mm sup 2 sup 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 0 048 h d 20 时 c 0 085 h d 12 时 c 0 098 h d 4 时 c 0 235 d 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 k sub p sub k sub g sub k sub p sub 压力修正系数 k sub g sub 过热修正系数 k k sub p sub k sub g sub 可按表 1 计算 表中 亦可用代替 v sub g sub 过热蒸汽比容 m sup 3 sup kg v sub b sub 饱和蒸汽比容 m sup 3 sup kg t sub g sub 过热度 k p kpkgk kp kg 饱和111 p 120 过热 1 p 120 饱和 1 过热 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 cm sup 2 sup 的锅炉 安全 阀阀座内径应小于 25mm 工作压力 3 9mpa 39kgf cm sup 2 sup 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 2 表 2 锅炉安全阀开启压力 注 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 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 2 达到开启压力而不开启 1 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重损坏 长期泄漏 作用在 阀芯上的压力减小 安全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 调整的开启压力不准确 弹簧压紧不够 2 弹簧出现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安全装置 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 保证锅炉安全运行 水位是按照 连通器内水面高度相等 的原理制成的 因此 运行时水位表必须与锅炉保持畅通 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 水位表是根 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 这种水位表结构简单 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 过细会造毛细现象 影响水位指示的准确性 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 亦采用法兰连接 压力较低时 可以采用螺纹连接 但应注意防止螺纹泄漏 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 由于玻璃管破碎时 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 但应留有足够的观察间隙和 应有的照明 玻璃管水位表结构简单 价格便宜 使用方便 但其承压能力 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似 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 cm sup 2 sup 水位表壳是根据工作压 力的大小分别用铸铁 铸钢 球墨铸铁制成 单面水位表清晰 度不好 双面水位表可在其后面加照明 增加观察清晰度 安 装位置较高的水位表都是采用双面平板水位表 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均匀 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 易于分辨水位位置 二 水位表的安全技术要求 1 每台锅炉至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察的地方 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安全水位的明显标志 水位表 玻璃管 板 的最低可见部分应比最低安全水位低 25mm 最高 可见部分应比最高安全水位高 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 应对准在一条直线上 以免使玻璃管扭曲破碎 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 应有安全防护罩 防止破裂时伤人 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 应避免装设阀门 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 应装设高低水位警报器 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 应该 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 浮筒式高低水位警报器 浮筒式高低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 锅筒内高低水位警报器 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