鍋爐安全附件是鍋爐運(yùn)行中不可缺少的部分，主要是指壓力表、水位計、安全閥、汽水閥、排污閥等附件。這些附件對鍋爐安全運(yùn)行極為重要，特別是壓力表、水位計和安全閥，是鍋爐操作人員進(jìn)行正常操作的耳目，是保證鍋爐安全運(yùn)行的基本附件，因此，通常被人們稱為鍋爐三大安全附件。

下面重點介紹鍋爐三大安全附件的構(gòu)造原理及其安全技術(shù)要求。

一、 壓力表

壓力表用以測量鍋爐運(yùn)行時鍋內(nèi)的壓力。有了壓力表，工作人員才能正確操作鍋爐，保證鍋爐安全運(yùn)行。

工業(yè)鍋爐常用的壓力表是彈簧管式壓力表，它具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便和準(zhǔn)確可靠等優(yōu)點。

（一） 彈簧管式壓力表的構(gòu)造

彈簧管式壓力表的構(gòu)造如圖1所示。



圖1 彈簧管式壓力表

1―彈簧管 2―支座 3―外殼 4―接頭 5―拉桿 6―扇形齒輪 7―指針 8―游絲 9―刻度盤 10―調(diào)整螺絲

壓力表外殼里面有一彎曲中空的彈簧管，彈簧管一般是用無縫黃銅管制成，而壓力高于15~20MPa（150~200kgf/cm＜sup＞2＜sup＞）則用無縫鋼管制成。彎管的橫斷面有橢圓形的，有扁平形的。它的一端和鍋爐蒸汽部分引出的（U形或環(huán)形）存水彎管一端的塞門相連接，另一端是封閉的。封閉一端是懸空放置可以活動的，用連桿或杠桿相連，杠桿的另一端連接扇形齒輪和中心軸上的小齒輪相嚙合，指針固定在小齒輪軸上。當(dāng)彈簧內(nèi)受到壓力時，它的橫斷面有膨脹成圓形的趨熱，因而迫使彎管向外伸展。壓力越高，向外伸展的趨勢也越大。這一動作通過連桿、杠桿、扇形齒輪和小齒輪等傳遞給指針，使指針轉(zhuǎn)動，便可由表盤刻度指示出蒸汽壓力值。當(dāng)蒸汽壓力降低時，由于彈簧彎管要恢復(fù)原狀，因此指針被退回到適當(dāng)刻度處。表面的刻度單位，公制用kgf/cm＜sup＞2＜sup＞（公斤力/厘米＜sup＞2＜sup＞），或大氣壓單位，英制用1b/in＜sup＞2＜sup＞（磅/英寸＜sup＞2＜sup＞）。壓力表所指示的是大氣壓力以上的壓力值，即表壓力。

彈簧管式壓力表的準(zhǔn)確程度，用準(zhǔn)確度等級來表示。所謂準(zhǔn)確度等級，是以相當(dāng)于儀表刻度標(biāo)尺的限值百分?jǐn)?shù)來表示容許誤差數(shù)值。例如，準(zhǔn)確度2.5級的壓力表，如刻度標(biāo)尺限值為10kgf/cm＜sup＞2＜sup＞，則該儀表的容許誤差不得大于10kgf/cm＜sup＞2＜sup＞×2.5%=0.25kgf/cm＜sup＞2＜sup＞。壓力表的準(zhǔn)確等級在刻度表盤上有明顯標(biāo)志。

（二） 壓力表的裝置及其附屬設(shè)備

壓力表應(yīng)裝在便于觀察和溫度較低的地方。如果壓力表裝在靠近高溫的地方，它的傳動機(jī)構(gòu)受熱后所產(chǎn)生的變形將要影響指示壓力的準(zhǔn)確度。所以壓力表的安裝地點應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離蒸道或易受輻射的地方，并且要有充分的照明，使鍋爐工作人員隨時都能看到它所指示的汽壓。

壓力表下方應(yīng)裝有存水彎管（U形或圓環(huán)形），使蒸汽在彎管內(nèi)凝。這樣作用于壓力表的是凝結(jié)水而不是高溫蒸汽。如果不裝存水彎管，蒸汽直接沖入表中的彈簧彎管，將會損壞表內(nèi)零件，或使指示的壓力不準(zhǔn)。存水彎管的式樣如圖2所示。



圖2 幾種不同形式的存水彎管

在壓力表和存水管之間應(yīng)裝有三通旋塞（俗稱考克），以便沖洗存水彎管和校驗壓力表。如無三通旋塞，則可以裝置三通在其三端各加裝一只普通旋塞來代替三通旋塞。

三通旋塞的使用方法，如圖3所示。



圖3 三通旋塞位置變換圖

1―正常工作時的位置 2―壓力表聯(lián)通大氣的位置 3―沖洗存水彎管時的位置 4―使存水彎管內(nèi)蓄積凝結(jié)水的位置 5―校對壓力表的位置

將手柄轉(zhuǎn)到2的位置，這時壓力表指針應(yīng)回到零。將手柄轉(zhuǎn)到1的位置，指針指示在原來的壓力數(shù)值位置。

沖洗存水彎管時，將手柄轉(zhuǎn)到3的位置。當(dāng)管子沖洗完畢并放出管內(nèi)存水以后，轉(zhuǎn)動手柄，將閥門放在半開半閉的位置4，等管子內(nèi)積滿凝結(jié)水的，再將閥門恢復(fù)到1的位置。

校正壓力表時，在法蘭上裝上一個已經(jīng)校對準(zhǔn)確的壓力表，將后柄轉(zhuǎn)到位置5上，這時兩只壓力表的指示值必須相同。

三通旋塞的手柄必須緩慢地轉(zhuǎn)動，以免凝結(jié)水沖入表內(nèi)而損壞壓力表。

（三） 壓力表的安全技術(shù)要求

鍋爐上裝置的壓力表應(yīng)符合下列要求：

1． 每臺鍋爐必須裝有與鍋筒蒸汽空間直接相連接的壓力表。在可分式省煤器出口、給水管的調(diào)節(jié)閥前、過熱器出口和主汽閥之間、再熱器進(jìn)出口處均裝置壓力表。

2． 工作壓力＜25atm的鍋爐，壓力表精確度不應(yīng)低于2.5級；工作壓力≥25atm的鍋爐，壓力表精度不應(yīng)低于1.5級。

3． 壓力表應(yīng)該根據(jù)鍋爐工作壓力選用。壓力表表盤刻度極限值應(yīng)該為鍋爐工作壓力的1.5~3倍，最好為2倍?？潭缺P上應(yīng)劃有紅線，指示最高許可工作壓力。

4． 壓力表應(yīng)裝置在便于觀察和吹洗的位置。并應(yīng)防止受到輻射熱、冰凍和震動的影響。

5． 壓力表距離觀察地點的高度小于2m時，表盤直徑不得小于100mm；2~5m時，不得小于150mm，超過5m時，不得小于250mm。

6． 壓力表下面應(yīng)有三通旋塞和存水彎管，以便吹洗管道和更換壓力表。存水彎管用銅管時，其內(nèi)徑不應(yīng)小于6mm；用鋼管時，其內(nèi)徑不應(yīng)小于10mm。

7． 壓力表的裝置、檢驗和維護(hù)應(yīng)符合國家計量部門的規(guī)定。壓力表每半年至少檢驗一次，校驗后應(yīng)該鉛封。

8． 壓力表有下列情況之一時，應(yīng)停止使用：

（1） 有限制釘?shù)膲毫Ρ?，在無壓力時，指針轉(zhuǎn)動后不能回到限制釘處；無限制釘?shù)膲毫Ρ?，在無壓力時，指針離零位的數(shù)值超過壓力表規(guī)定的允許誤差數(shù)值；

（2） 表面玻璃破碎或表盤刻度模糊不清；

（3） 封印損壞或超過校驗有效期限；

（4） 表內(nèi)漏汽或指針跳動；

（5） 其它影響壓力表準(zhǔn)確的缺陷。

二、 安全閥

安全閥是鍋爐的重要安全附件之一，它能自動防止鍋爐的蒸汽壓力超過預(yù)定的允許范圍，保證鍋爐安全運(yùn)行。

安全閥的作用：

1． 當(dāng)鍋爐內(nèi)壓力達(dá)到規(guī)定限度時，安全閥即自動開啟，放出蒸汽，發(fā)出警報，使操作人中有所警惕，采取措施。

2． 安全閥開啟后能排出足夠的蒸汽，使鍋爐內(nèi)的壓力下降，直到降到比閥開啟時更低的某點，閥即自動關(guān)閉。這樣，使鍋爐的壓力保持在安全限度以內(nèi)，不致釀成爆炸事故。

工業(yè)鍋爐上使用的安全閥一般為彈簧式安全閥和杠桿式安全閥兩種。，下面介紹杠桿式安全閥。

（一） 杠桿式安全閥的構(gòu)造和原理

杠桿式安全閥主要由閥體、閥座、閥芯、閥桿、杠桿、導(dǎo)架和重錘等組成，如圖4所示。



圖4 杠桿式安全閥

１―閥體 2―閥座 3―閥芯 4―支點 5―力點 6―導(dǎo)架 7―杠桿 8―重錘

杠桿式安全閥的開啟壓力是靠調(diào)整重錘和支點間的距離來控制的。安全閥的開啟壓力確定之后，便可利用杠桿原理計算出重錘與支點間的距離，亦即確定了重錘的位置。

設(shè)： d——閥的直徑；

W——重錘的重力；

W＜sub＞1＜sub＞——杠桿本身的重力；

W＜sub＞2＜sub＞——閥芯的重力；

P——蒸汽壓力；

G——作用在閥芯上的蒸汽總壓力（）；

L——重錘與支點間的距離；

m——閥芯與支點間的距離；

n——杠桿重心與支點間的距離。

如圖5所示，取各力繞支點F的力矩為：

WL+W＜sub＞1＜sub＞n+W＜sub＞2＜sub＞m=Gm

則重錘與支點間的距離為：





圖5

重錘與支點間的距離確定以后，為防止重錘自動移動，必須用定位螺絲把重錘固定。另外還需設(shè)有限制杠桿越出的導(dǎo)架。

杠桿式安全閥應(yīng)垂直安裝，杠桿在兩點間應(yīng)保持水平。

杠桿式安全閥的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整方便、動作靈活、準(zhǔn)確可靠。但與彈簧式安全閥比較，仍存在笨重且靈敏度較差的缺點。

（二） 安全閥的安全技術(shù)要求

鍋爐上裝置安全閥應(yīng)符合下列要求：

1． 蒸發(fā)量＞0.5t/h的鍋爐，至少裝一個安全閥。蒸汽過熱器出口處和可分式省煤器出口處（或入口處）、再熱器入口處和出口處、直流鍋爐的啟動分離器，都必須裝設(shè)安全閥。

2． 安全閥應(yīng)垂直地裝在鍋筒（或聯(lián)箱）的最高位置。在安全閥和鍋筒（或聯(lián)箱）之間，不得裝有取用蒸汽的出汽管和閥門。

3． 安全閥上必須有下列裝置：

（1） 杠桿式安全閥要有防止重錘自行移動的裝置和限制杠桿越出的導(dǎo)架；

（2） 彈簧式安全閥要有提升手把和防止隨便擰動調(diào)整螺絲的裝置；

（3） 靜重式安全閥要有防止重片飛脫的裝置。

4． 安全閥的總排汽能力，必須大于鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量。并保證在鍋筒和過熱器上所有的安全閥開啟后，鍋爐內(nèi)的蒸汽壓力上升輻度不超過安全閥較高開啟壓力的30%，并不得使鍋爐的蒸汽壓力超過設(shè)計壓力的1.1倍。

5． 蒸汽安全閥的排汽能力可參照下式計算：

E=CA（P+1）K

式中 E——安全閥的排汽能力（kg/h）；

P——安全閥入口處的蒸汽壓力（MPa），（kgf/cm＜sup＞2＜sup＞）；

A——安全閥的排汽面積（mm＜sup＞2＜sup＞）一般可用或安全閥制造廠規(guī)定的面積；

C——安全閥的排汽常數(shù)，按制造廠提供的數(shù)據(jù)或按下列數(shù)值選用：

h≥d/40時， C=0.048

h≥d/20時， C=0.085

h≥d/12時， C=0.098

h≥d/4時， C=0.235

d=安全閥的內(nèi)徑（mm）；