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導熱油鍋爐的安全附件有哪些?在線等……

鍋爐安全附件是鍋爐運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、排汙閥等附件。這些附件對鍋爐安全運行極為重要,特別是壓力表、水位計和安全閥,是鍋爐操作人員進行正常操作的耳目,是保證鍋爐安全運行的基本附件,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造原理及其安全技術要求。

壹、 壓力表

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

工業鍋爐常用的壓力表是彈簧管式壓力表,它具有結構簡單、使用方便和準確可靠等優點。

(壹) 彈簧管式壓力表的構造

彈簧管式壓力表的構造如圖1所示。

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―遊絲 9―刻度盤 10―調整螺絲

壓力表外殼裏面有壹彎曲中空的彈簧管,彈簧管壹般是用無縫黃銅管制成,而壓力高於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。它的壹端和鍋爐蒸汽部分引出的(U形或環形)存水彎管壹端的塞門相連接,另壹端是封閉的。封閉壹端是懸空放置可以活動的,用連桿或杠桿相連,杠桿的另壹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。當彈簧內受到壓力時,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。這壹動作通過連桿、杠桿、扇形齒輪和小齒輪等傳遞給指針,使指針轉動,便可由表盤刻度指示出蒸汽壓力值。當蒸汽壓力降低時,由於彈簧彎管要恢復原狀,因此指針被退回到適當刻度處。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確程度,用準確度等級來表示。所謂準確度等級,是以相當於儀表刻度標尺的限值百分數來表示容許誤差數值。例如,準確度2.5級的壓力表,如刻度標尺限值為10kgf/cm<sup>2<sup>,則該儀表的容許誤差不得大於10kgf/cm<sup>2<sup>×2.5%=0.25kgf/cm<sup>2<sup>。壓力表的準確等級在刻度表盤上有明顯標誌。

(二) 壓力表的裝置及其附屬設備

壓力表應裝在便於觀察和溫度較低的地方。如果壓力表裝在靠近高溫的地方,它的傳動機構受熱後所產生的變形將要影響指示壓力的準確度。所以壓力表的安裝地點應盡可能遠離蒸道或易受輻射的地方,並且要有充分的照明,使鍋爐工作人員隨時都能看到它所指示的汽壓。

壓力表下方應裝有存水彎管(U形或圓環形),使蒸汽在彎管內凝。這樣作用於壓力表的是凝結水而不是高溫蒸汽。如果不裝存水彎管,蒸汽直接沖入表中的彈簧彎管,將會損壞表內零件,或使指示的壓力不準。存水彎管的式樣如圖2所示。

在壓力表和存水管之間應裝有三通旋塞(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壹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。

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

將手柄轉到2的位置,這時壓力表指針應回到零。將手柄轉到1的位置,指針指示在原來的壓力數值位置。

沖洗存水彎管時,將手柄轉到3的位置。當管子沖洗完畢並放出管內存水以後,轉動手柄,將閥門放在半開半閉的位置4,等管子內積滿凝結水的,再將閥門恢復到1的位置。

校正壓力表時,在法蘭上裝上壹個已經校對準確的壓力表,將後柄轉到位置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動,以免凝結水沖入表內而損壞壓力表。

(三) 壓力表的安全技術要求

鍋爐上裝置的壓力表應符合下列要求:

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、給水管的調節閥前、過熱器出口和主汽閥之間、再熱器進出口處均裝置壓力表。

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

3. 壓力表應該根據鍋爐工作壓力選用。壓力表表盤刻度極限值應該為鍋爐工作壓力的1.5~3倍,最好為2倍。刻度盤上應劃有紅線,指示最高許可工作壓力。

4. 壓力表應裝置在便於觀察和吹洗的位置。並應防止受到輻射熱、冰凍和震動的影響。

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

6. 壓力表下面應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,其內徑不應小於6mm;用鋼管時,其內徑不應小於10mm。

7. 壓力表的裝置、檢驗和維護應符合國家計量部門的規定。壓力表每半年至少檢驗壹次,校驗後應該鉛封。

8. 壓力表有下列情況之壹時,應停止使用:

(1) 有限制釘的壓力表,在無壓力時,指針轉動後不能回到限制釘處;無限制釘的壓力表,在無壓力時,指針離零位的數值超過壓力表規定的允許誤差數值;

(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) 表內漏汽或指針跳動;

(5) 其它影響壓力表準確的缺陷。

二、 安全閥

安全閥是鍋爐的重要安全附件之壹,它能自動防止鍋爐的蒸汽壓力超過預定的允許範圍,保證鍋爐安全運行。

安全閥的作用:

1. 當鍋爐內壓力達到規定限度時,安全閥即自動開啟,放出蒸汽,發出警報,使操作人中有所警惕,采取措施。

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

工業鍋爐上使用的安全閥壹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。

(壹) 杠桿式安全閥的構造和原理

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

1―閥體 2―閥座 3―閥芯 4―支點 5―力點 6―導架 7―杠桿 8―重錘

杠桿式安全閥的開啟壓力是靠調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後,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: 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:

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

杠桿式安全閥應垂直安裝,杠桿在兩點間應保持水平。

杠桿式安全閥的優點是:結構簡單、調整方便、動作靈活、準確可靠。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) 安全閥的安全技術要求

鍋爐上裝置安全閥應符合下列要求:

1. 蒸發量>0.5t/h的鍋爐,至少裝壹個安全閥。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,都必須裝設安全閥。

2. 安全閥應垂直地裝在鍋筒(或聯箱)的最高位置。在安全閥和鍋筒(或聯箱)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架;

(2) 彈簧式安全閥要有提升手把和防止隨便擰動調整螺絲的裝置;

(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,必須大於鍋爐最大連續蒸發量。並保證在鍋筒和過熱器上所有的安全閥開啟後,鍋爐內的蒸汽壓力上升輻度不超過安全閥較高開啟壓力的30%,並不得使鍋爐的蒸汽壓力超過設計壓力的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>)壹般可用或安全閥制造廠規定的面積;

C——安全閥的排汽常數,按制造廠提供的數據或按下列數值選用:

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=安全閥的內徑(mm);

h——安全閥的提升高度(mm);

K——安全閥入口處蒸汽比容的修正系數

K=K<sub>P<sub>K<sub>g<sub>

K<sub>P<sub>——壓力修正系數;

K<sub>g<sub>——過熱修正系數。

K、K<sub>P<sub>、K<sub>g<sub>可按表1計算。

表中*亦可用代替;

V<sub>g<sub>——過熱蒸汽比容(m<sup>3<sup>/kg);

V<sub>b<sub>——飽和蒸汽比容(m<sup>3<sup>/kg);

T<sub>g<sub>——過熱度(℃)。

過熱器和再熱器出口處安全閥的排汽量,應保證在該排汽量下,過熱器和再熱器有足夠的冷卻,不致於燒壞;省煤器安全閥的截面積由設計單位確定。

6. 幾個安全閥如果***同裝置在壹個與鍋筒直接相連的短管上,則短管的通路截面積應不小於所有安全閥截面積總和的1.25倍。

工作壓力≤3.9MPa(39kgf/cm<sup>2<sup>)的鍋爐,安全閥閥座內徑應小於25mm;工作壓力>3.9MPa(39kgf/cm<sup>2<sup>)的鍋爐安全閥閥座內徑應不於小20mm。

7. 安全閥壹般應裝設排汽管,防止排汽時傷人。排汽截面積至少為安全閥總截面積的兩倍。安全閥排汽管下方應有接到安全地點的泄水管。在排汽管和泄水管上都不允許裝設任何閥門。如果安全閥排汽聲音不能使司爐在工作地點聽到,則應裝有信號裝置(如汽笛)。省煤器的安全閥應裝設排水管並通至安全地點,在排水管上不允許裝設任何閥門。

8. 為防止安全閥的閥芯與閥座粘住,應定期對安全閥作手動或自動的放汽或放水試驗。

9. 爐筒和過熱器上的安全閥應按制造廠的要求或按表2中規定的壓力進行調整和校驗。

表略

表2 鍋爐安全閥開啟壓力

註:①鍋爐上必須有壹個安全閥按表中較低的開啟壓力進行調整。對有過熱器和鍋爐,按

較壓力進行調整的安全閥必須為過熱器上的安全閥,以保證過熱器上的安全閥先開

啟。

②表中的工作壓力,對於沖動式安全閥系指沖量接出地點的工作壓力,對於其它類型

的安全閥系指安全閥裝置地點的工作壓力。

省煤器安全閥的開啟壓力為裝置地點工作壓力的1.10倍。

10. 安全閥經過校驗後,應加鎖或鉛封,並將校驗結果填入鍋爐技術檔案。

(三) 安全閥常見故障及原因

1. 漏汽

(1) 閥芯和閥座接觸面損壞,或中間夾有臟物;

(2) 閥桿或襯套磨損,彈簧與閥桿之間間隙太大,閥桿彎曲,安裝時閥桿傾斜,中心線不正;

(3) 杠桿與支點之間偏斜,閥芯閥座接觸面因受壓力不均勻而損壞;

(4) 彈簧永久性變形,失去彈力;

(5) 彈簧與彈簧托盤接觸面不平整;

(6) 彈簧的平面不平行或兩側撐桿長度不壹致,使彈簧受力不均,引起閥芯閥蓋接觸不正;

(7) 彈簧腐蝕後斷面減少,彈力不夠。

2. 達到開啟壓力而不開啟

(1) 閥芯和閥座被粘住;

(2) 閥桿與外殼襯套之間間隙過小,受熱後膨脹卡死;

(3) 閥芯和閥座之間的嚴密性嚴重損壞,長期泄漏,作用在閥芯上的壓力減小,安全閥不能在預定的壓力下開啟;

(4) 調整不當,彈簧壓得太緊,重錘向後移動過多。

3. 不到規定壓力即排汽

(1) 調整的開啟壓力不準確,彈簧壓緊不夠;

(2) 彈簧出現永久性變形失去應有的壓力;

(3) 重錘未固定好。

三、 水位表

水位表是用來監視鍋筒內水位的重要安全裝置。用水位表內顯示的水位,表示鍋筒內鍋水的水位。司爐人中依此進行正確操作,保證鍋爐安全運行。

水位是按照“連通器內水面高度相等”的原理制成的。因此,運行時水位表必須與鍋爐保持暢通。

(壹) 水位表的型式

壹般小型鍋爐常用的是玻璃管式和平板玻璃式水位表。此外,有的鍋爐安裝位置很高,只有安裝在鍋爐上的壹般水位表將不便於觀看,所以還要安裝低位置水位表。這種水位表指示水位的液體分兩種:壹種是重於水的指示液(如四氯化乙炔),它的管子是U形的;另壹種是輕於水的指示液,它的管子是П型的,兩種指示液都是與水比較接近較穩定的液體。水位表是根據壓差不同而指示水位的。

1―汽旋塞 2―玻璃管 3―水旋塞 4―排水旋塞

這種水位表結構簡單,主要由汽旋塞、水旋塞、排水旋塞及玻璃管組成。

玻璃管用耐熱玻璃制成,內徑有15mm及20mm兩種規格。內徑過細會造毛細現象,影響水位指示的準確性。汽旋塞、水旋塞及排水旋塞由鑄鐵、鑄鋼、鑄銅制成。旋塞有螺紋和法蘭兩種連接方式。使用壓力較高時,亦采用法蘭連接。壓力較低時,可以采用螺紋連接,但應註意防止螺紋泄漏、腐蝕。水位表旋塞應在同壹中心線上,以保證玻璃管不會受扭曲而破壞。

由於玻璃管破碎時,易於傷人,故玻璃管水位計應裝有防護罩。防護罩用鋼化玻璃或薄鐵板制成,但應留有足夠的觀察間隙和應有的照明。

玻璃管水位表結構簡單、價格便宜、使用方便,但其承壓能力低,只適用於低壓小型鍋爐。

2. 平板型水位表

平板型水位表的構造與玻璃管水位表基本相似,只是把玻璃管換成平板玻璃和水位表殼。平板玻璃水位表有單面玻璃和雙面玻璃兩種,兩種形式的結構基本相同,如圖7所示。

這種水位表多用於壓力較高的鍋爐上,可承受壓力3.5MPa(35kgf/cm<sup>2<sup>)。水位表殼是根據工作壓力的大小分別用鑄鐵、鑄鋼、球墨鑄鐵制成。單面水位表清晰度不好,雙面水位表可在其後面加照明,增加觀察清晰度。安裝位置較高的水位表都是采用雙面平板水位表。

平板玻璃嵌入表殼時,利用石棉膠板襯墊,然後用排列較密的螺釘固定,以保證平板玻璃與表殼受力均勻,接觸嚴密。

平板上顯示水位的部位開以溝槽,使用中,由於溝槽的拆折射造成存水的部分發暗,有汽的部分發白,使水面上下色差較大,易於分辨水位位置。

(二) 水位表的安全技術要求

1. 每臺鍋爐至少裝兩個彼此獨立的水位表,以防水位表故障時無法顯示水位。但蒸發量≤0.2t/h的鍋爐,可以只裝壹個水位表。

2. 水位表要裝在便於觀察的地方,並且要有足夠的照明。水位表距離操作地面高於6m時,應加裝低地位水位表。低地位水位表連接管應單獨接到鍋筒上。連接管內徑不得小於18mm。

3. 水位表應有指示高度和最低安全水位的明顯標誌。水位表玻璃管(板)的最低可見部分應比最低安全水位低25mm,最高可見部分應比最高安全水位高25mm。

4. 水位表和鍋爐之間汽水連管長度≤500mm時,其內徑不得小於18mm;長度>500mm時,其內徑應適當加大。

5. 水連管和汽連管要水平布置,防止形成假水位。水位表上下接頭中心線,應對準在壹條直線上,以免使玻璃管扭曲破碎。

6. 放水旋塞下面應裝設接到地面的放水管。玻璃管式水位表應有安全防護罩,防止破裂時傷人。

7. 玻璃管內徑及旋塞內徑均應大於或等於8mm。

8. 水位表和鍋筒之間的汽水連接管上,應避免裝設閥門,如裝有閥門,在運行時應將閥門全開,並予以鉛封。

9. 蒸發量≥2t/h的鍋爐,應裝設高低水位警報器。

四、 水位警報器

(壹) 水位警報器的作用和分類

水位警報器是以聲響的方式向司爐人員報告滿水或缺水的信號,防止發生鍋爐滿水或缺水事故。大於2t/h的鍋爐(水管)應該裝設水位警報器。

水位警報器有浮筒式、水柱浮子式、磁鐵式等幾種。

(二) 浮筒式高低水位警報器

浮筒式高低水位警報器裝在鍋筒內,如圖8所示。它由低水浮筒、高水浮筒、杠桿支點、閥桿、試鳴手柄、警報笛等件組成。

圖8 鍋筒內高低水位警報器

1―低水浮筒 2―高水浮筒 3―杠桿 4―支點 5―閥桿 6―鍋筒 7―試鳴 8―警報笛 9-停止閥

正常水位時,低於浮筒浸沒在鍋水中,受到水的浮力,高水浮筒懸在蒸汽中,杠桿逆時針旋轉,閥桿被頂上去,汽門關閉。

當鍋水升到高水位時,高、低浮筒皆浸在鍋水中,受到相等的浮力,低水位浮筒側杠桿長,杠桿具有順時針旋轉的趨勢,閥桿受拉,汽門被打開;同樣在低水位時,也有順時針旋轉趨勢,閥門也打開。

這種水位警報器的高、低水位用壹個警報笛。警報笛響後,司爐人員應首先判明是滿水還是缺水,嚴防誤操作。

(三) 水柱浮子式水位警報器

如圖9所示,高、低水浮筒裝在壹個圓筒水柱內,故稱水柱浮子式高、低水位警報器。它由高、低水浮筒、連桿、針形閥浸在水中受浮力作用,通過連桿、小杠桿頂住左側針形閥,汽閥關閉,高水浮筒懸在空中,由小杠桿力矩作用,右側針形閥也關閉。

1―圓柱形容器 2―低水浮筒 3―高水浮筒 4、5―連桿 6―檔鐵 7―杠桿 8―右側針形閥 9―左側針形閥 10―蒸汽引入管 11―鍋水引入管

正常水位時,低水浮筒浸在水中受浮力作用,通過連桿、小杠桿頂住左側針形閥,汽閥關閉,高水浮筒懸在空中,由小杠桿力矩作用,右側針形閥也關閉。

低水位時,低水浮筒露出水面,低水浮筒的重量通過連桿、小杠桿拉開左側針形閥放汽。

高水位時,高水浮筒浸在水中,產生浮力,通過連桿上的擋鐵推動杠桿,右側針形閥開放。

高低水位警報器聲響不同,操作人員可根據聲響判斷是滿水或缺水,不會發生錯誤。

(四) 磁鐵式高低水位警報器

磁鐵式高低水位警報器裝有三組水銀開關,可以發現高水位、低水位、極限水位三種信號。它由浮球及調整箱等部件組成(見圖10)。

1―高水位開關 2―低水位開關 3―極限水位開關 4―磁鐵 5―浮球組件 6―外殼

當鍋爐水位改變時,浮筒內的浮球位置變化,它帶動磁鐵移動,利用磁極間相互排斥的作用力帶動水位開關突然動作而發出警報信號。

(五) 使用高、低水位警報器應註意的事項

1. 應依據鍋爐工作壓力和溫度選型;

2. 警報器的汽、水連通管采用φ32mm無縫綱管;汽、水連通管各裝閥門壹個,以便檢修警報器時切斷管路時用;

3. 防止閥芯被鐵銹等臟物粘住或卡死,應定期拉動試鳴桿,保持警報器靈敏可靠。