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课题四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。一、安全阀的分类和结构根据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h1/4d（d是阀座喉部直径）时为微启式。当提升高度h≥1/4d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。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。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。开启压力的大小，可由调节螺母调整。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+0.04MPa1.27~3.821.04工作压力1.06工作压力3.821.05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。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%。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=0.048h≥d/20时C=0.085h≥d/12时C=0.098h≥d/4时C=0.235K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vb是饱和蒸汽比容，vg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。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。安全阀应该装设排汽管，防止排汽时伤人。排汽管尽量直通室外，并有足够的截面积，以减少阻力，保证排汽畅通。安全阀排汽管底部应该有接到地面的泄水管，在排汽管和汇水管上都不允许装设阀门。省煤汽安全阀应该装设排水管，并通至安全地点。在排水管上不允许装设任何阀门。为防止安全阀的阀芯和阀座粘住，应该定期对安全阀作手动或自动的放汽（放水）试验。安全阀经过调整或校验后，应加锁或铅封，严移移动重锤或拧动螺母改变开启压力。调整校验的结果应填入锅炉技术档案。四、安全阀的常见故障和原因（一）漏汽原因：阀芯和阀座封面不严密或磨损；阀芯与阀座密封面之间有水垢等污物；弹簧老化；弹性降低或失去弹性；阀杆弯曲、倾斜或杠杆与支点偏斜，造成阀芯和阀座错位。（二）到规定压力不开启原因：阀芯与阀座粘住，弹簧压得过紧或重锤与支点距离太远；杠杆被卡住或杠杆的销子生锈，阀杆受热膨胀后被卡住；阀门通道被盲板等物堵住。（三）不到规定压力开启原因：弹簧压得不紧或重锤想支点方向移动；弹簧老化弹力下降。（四）排汽后阀芯不回座。原因：弹簧弯曲；阀杆、阀芯安装位置不正或被卡住。第二节压力表压力表是测示锅炉汽水系统压力大小的仪表。严密监视锅炉各受压元件实际承受的压力，把它控制在安全限度之内，是锅炉实现安全运行的基本条件和基本要求，因而压力表是运行操作人员必不可少的耳目。锅炉没有压力表、压力表损坏或压力表的装设不符合要求，都不得投入运行或继续运行。一、压力表的构造原理锅炉中用得最为广泛的压力表是弹簧管式压力表，它具有结构简单、使用方便、准确可靠、测量范围大等优点。弹簧管式压力表的构造如图4-3所示。其主要部分是一个扁圆形截面的弹簧弯管，弹簧弯管的固定端焊牢在支座上，并与被测压力的传压管连在一起；弹簧弯管的自由端是封闭的，通过齿轮连杠系统与压力表指针相连。当弹簧弯管内受到被测压力的作用时，它的扁圆形横截面有变圆的趋势，与此相应，弹簧弯管有变直的趋势，使其自由端产生一个弹性位移，压力越高，位移越大，这一位移通过齿轮连杆系统传给指针，使指针相应偏转一个角度，并通过刻度盘反映出被测压力的大小。弹簧弯管的弹性变形性能会随温度的升高而发生变化。环境温度过高或弹簧弯管内介质温度过高，都会造成压力测量误差甚至损坏压力表，在安装、使用时必须注意这个问题。图4-3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-调整螺钉二、压力表的安全技术要求每台锅炉必须装有与锅筒蒸汽空间直接连接的压力表。在给水管的调节阀前，可分式省煤器出口、过热器出口和主汽阀间，都应装置压力表。工作压力2.45MPa的锅炉，压力表精确度不得小于2.5级；工作压力≥2.45MPa的锅炉，压力表精确度不得小于1.5级。压力表表盘直径不得小于100mm，以保证运行操作人员看清表面压力值。压力表的量程应与锅炉工作压力相适应，通常为锅炉工作压力的1.5—3倍，最好是2倍。压力表刻度盘上应该划红线，指出最高允许工作压力。压力表每半年至少检验一次，校验后应该铅封。压力表的连接管不应有漏水、漏汽现象，否则会降低压力表的指示值。压力表应装置在便于观察的地方，并防止受到热辐射、冰冻和震动的影响。为避免蒸汽直接进入弹簧管影响弹性，压力表下边应装设存水弯管，常见存水弯管的结构形式如图4-4几种。存水弯管用钢管时，其内径不应小于10毫米，用铜管时，其内径不应小于6毫米。为冲洗和校验压力表，在压力表与存水弯管之间应装设三通阀门或其他相应装置。压力表有下列情况之一时，停止使用：1、无压力时，有限制钉的压力表，指针不能恢复到限制钉处；无限制钉的压力表指针偏离零位的数值超过压力表规定允许误差；2、表面玻璃破碎或表盘刻度模糊不清；3、没有铅封、铅封损坏或超过校验期限；4、表内漏汽或指针跳动5、其他影响压力表准确的缺陷。图4-4压力表存水弯管三、压力表常见故障和原因指针不动原因：1、旋塞未开。2、旋塞、压力表汽连管或存水弯管堵塞。3、指针与中心轴松动或指针卡住。4、弹簧弯管与表座的焊口渗漏。5、扇形齿轮与小齿轮松动、脱开。指针回不到零位原因：1、弹簧弯管产生永久变形失去弹性。2、中心轮上的游丝失去弹性或脱落。3、旋塞、压力表连管或存水弯管的通道堵塞。4、`指针与中心轴松动，或指针卡住。指针抖动原因：1、游丝损坏2、弹簧弯管自由端与拉杆结合的铰轴不活动，当弯管伸展移动时，扇形齿轮抖动。3、中心轴两端弯曲，轴两端转动不同心。4、旋塞或存水弯管管通道局端被堵塞。5、小齿轮、扇形齿轮或轴等传动机构中间有脏物或生锈。6、周围震动影响。指示不正确、超过允许误差原因：1、弹簧管因高温或过载而产生过量变形。2、齿轮磨损松动。3、游丝紊乱。4、旋塞泄漏。第三节水位表和水位警报器水位表是用来显示锅筒（锅壳）内水位高低的仪表。运行操作人员可以通过水位表观察和调节水位，防止发生锅炉缺水或满水事故，进而避免由水位事故造成的受热面损坏及其他事故，保证锅炉安全运行。水位表是按照连通器内水位高度相等的原理装设的。水位表的水连管和汽连管分别与锅筒的水空间和汽空间相连，水位表和锅筒构成连通器，水位表显示的水位即是锅筒内的水位。锅炉上常用的水位表，有玻璃管式和玻璃板式两种。一、玻璃管式水位表玻璃管式水位表的构造如图4-5所示。它由玻璃管、汽连管、水连管、汽旋塞、水旋塞、放水旋塞等部分组成。汽连管和水连管通过法兰或者螺纹，连接在锅筒的水位表管接头上。玻璃管由耐热玻璃制作，直径一般有15毫米及20毫米两种。玻璃管式水位表结构简单，价格低廉，在低压小型锅炉上应用得非常广泛，但玻璃管的耐压能力有限，使用工作压力不宜超过1.57MPa。为防止玻璃管破碎伤人，玻璃管处应装设耐热的玻璃防护罩。图4-5玻璃管水位表1-汽旋塞2-水旋塞3-放水旋塞4-玻璃管5-防护罩二、玻璃板式水位表玻璃板式水位表与玻璃管式水位表不同之处就是用玻璃板代替了玻璃管，并且有安装玻璃板的金属框盒和压盖，如图4-6所示。玻璃板由耐热、耐压的玻璃平板制作，玻璃平板一侧沿纵向刻有三棱形沟槽。装置时，将玻璃平板嵌在金属框盒中，刻有沟槽的一面朝内，玻璃平板与框盒间垫有石棉橡胶板，同时用螺钉将压盖紧压在框盒中，使框盒、玻璃板、压盖三者严密配合不漏汽。玻璃板上的纵向沟槽可有有效的防止