锅炉附件及仪表

二、压力表的结构及原理
锅炉上普遍使用的是弹簧管式压力表，主要由弹簧 弯管、连杆、扇形齿轮、小齿轮、中心轴、指针、 表盘等构件组成。
1—弹簧管 2—游丝 3—指针 4—小齿轮 5—扇形齿轮 6—自由端 7—连接杠杆 8—支点 缝钢管)制成 的。管子截面呈扁圆形或椭圆形，它的一端固定在支 撑座上，并与汽水介质相通；另一端是封闭的自由端， 与杠杆连接。杠杆的另一端连接扇形齿轮，扇形齿轮 又与中心轴上的小齿轮相啮合，压力表的指针固定在 中心轴上。 当弹簧弯管受到介质压力的作用时，它的截面有 变成圆形的趋势，迫使弹簧弯管逐渐伸直，从而使弹 簧弯管的自由端向上翘起。压力越高，自由端向上翘 起的幅度越大。这一动作经过杠杆、扇形齿轮、小齿 轮的传动，使指针偏转一个角度，在刻度盘上指示出 压力高低。当被测介质压力降低时，弹簧管要恢复原 状，指针退回到相应刻度处。
（4）锅炉的安全阀应采用全启式弹簧式安全阀、杠 杆式安全阀和控制式安全阀。对于额定蒸汽压力小于 或等于0．1 MPa的锅炉可采用静重式安全阀或水封式 安全装置。 （5）选购安全阀时，还应考虑阀体受压腔材料、弹 簧材料、阀壳材料、密封面材料、导向部分材料的材 质是否符合工作压力、工作温度的要求。
四、对安全阀的要求
锅炉附件及仪表
第一节 安全阀
一、安全阀的作用及原理



安全阀用在锅炉、压力容器及其他受压设备上，以防止 设备中的压力超过设计允许值。从而保护设备和运行人员的 安全。 当受压设备中介质压力由于某种原因而异常升高，超过 设计规定值时，阀门自动开启；随着压力继续升高，阀门达 到规定开启高度，作全量排放；当介质压力由于安全阀的排 放而降低，达到另一规定值时，阀门又自动关闭，阻止介质 继续排出。当介质压力处于正常工作压力时，阀门保持关闭 和密封状态。 由于安全阀可以不依赖任何外部能源而动作，所以常常 作为受压设备的最后一道保护装置。从这个意义上说，它的 作用是不能用其他保护装置来代替的。
当设备内的压力超过规定的工作压力并达到安 全阀的开启压力时，内部介质作用于闹瓣上面 的力大于加载机构施加在它上面的力，于是阀 瓣离开阀座，安全阀开启，设备内的介质即通 过阀座排出、如果安全阀的排量大于设备的安 全泄放量，设备内压力即逐渐下降，而且通过 短时间的排气后，压力即降回至正常工作压力。 此时内压作用于阀瓣上面的力又小于加载机构 施加在它上面的力，阀瓣又紧压着阀座，介质 停止排出，设备保持正常的工作压力继续运行。 所以，安全阀是通过阀瓣上介质作用力与加载 机构作用力的消长，自行关闭或开启以达到防 止设备超压的目的。
(2)安全阀应铅直安装，并应装在锅筒、集箱的最高 位置。在安全阀和锅筒之间或安全阀和集箱之间，不 得装有取用蒸汽的出汽管和阀门。 (3)几个安全阀如共同装置在一个与锅筒直接相连接 的短管上，短管的流通截面积应不小于所有安全阀流 道面积之和。 对于额定蒸汽压力小于或等于3．8MPa的锅炉， 安全阀的流道直径不应小于25 mm；对于额定蒸汽压 力大于3．8MPa的锅炉，安全阀的流道直径不应小于 20mm。
常见故障
发生故障的原因
排除故障的方法
(1)工作温度变化， 如在常温下调整而 没 到 整 定 压 在高温下使用 力 时 ， 安 全 (2)弹簧产生永久变 阀开启 形，失去弹性 (3)杠杆式安全阀重 锤向支点移动
(1)适当旋紧调整螺丝
(2)调换弹簧 (3)重新调整重锤与支点之间距 离后拧紧定位螺丝
常见故障



静重式安全阀是利用加在套盘上的环状铁块的重量 将阀芯压紧在阀座上，使锅炉蒸汽压力保持在允许 范围之内。当阀芯底部的蒸汽托力大于环状铁块的 总重量时，阀芯被顶起离开阀座，蒸汽向外排泄。 当作用于阀芯底部的蒸汽托力小于环状铁块的总重 量时，阀芯下压与阀座重新紧密结合，蒸汽停止排 泄。为了防止因阀芯提升过快使环状铁块飞脱，必 须装设防飞螺丝。 静重式安全阀的整定压力是通过增减环状铁块的数 量(改变总重量)来调节的。增加环状铁块数量，总 重量增加，整定压力被调高；反之，减少环状铁块 的数量，总重量减少，整定压力被调低。 静重式安全阀由于体积庞大，过于笨重，适应压力 范围很低，现已很少有厂家生产，目前主要用于 p<0．1 MPa的E2级生活锅炉。


弹簧式安全阀按其开启高度，还可分为微启式和全 启式两种结构形式。 微启式弹簧安全阀在超压开启时，它的阀芯开启高 度变化与介质压力成比例增大，排出的流量也相应 成比例增大，没有突然的变化，所以也称作比例作 用式安全阀。它的阀芯开启高度一般相当于阀座密 封面内径(即喉径)的1/40～1/20。 全启式弹簧安全阀在阀芯的外边增加了一个与阀芯 同步动作的反冲盘，从而利用蒸汽排出时产生的反 冲力使阀芯开启高度增大到相当于喉径的1／4以上， 排出蒸汽的环形面积增大到微启式阀芯的5～10倍， 排量也相应大幅度增加。
2、弹簧式安全阀
弹簧式安全阀是燃油(气)锅炉上使用最广泛的安全阀。 主要由阀体、阀座、阀芯、阀杆、弹簧和调整螺杆等 组成。
1—调整螺杆 2—阀杆 3—弹簧 4—阀盖 5—导向套 6—反冲盘 7—阀体 8—阀瓣 9—调节圈 10—阀座


弹簧式安全阀是利用安全阀中的弹簧被压缩后产生 的弹力将阀芯压紧在阀座上，使锅炉蒸汽压力保持 在允许范围之内。当作用于阀芯底部的蒸汽托力大 于弹簧作用在阀芯上部的弹力时，弹簧就被压缩， 使阀芯被顶起离开阀座，蒸汽通过阀芯与阀座之间 的间隙向外排泄；当作用于阀芯底部的蒸汽托力小 于弹簧作用在阀芯上部的弹力时，弹簧就伸长，使 阀芯与阀座重新紧密结合，蒸汽停止排泄。 弹簧式安全阀的整定压力是通过拧紧或放松调整螺 杆来调节的。拧紧调整螺杆，弹簧被压缩，弹力增 加，作用于阀芯上的压力也就增大，安全阀整定压 力被调高；反之，放松调整螺杆，弹簧被放松，弹 力减小，作用于阀芯上的压力也就减小，安全阀整 定压力被调低。
在燃油(气)锅炉上还有一种使用较多的是电接点 压力表。电接点压力表是在普通弹簧管压力表上加装 一套高低限电接点装置构成的。它不但能随时测量介 质压力变化情况，而且还能将被测介质保持在一定压 力范围内，当被测压力超过这一范围时，能自动发出 报警信号。电接点压力表也可带继电器及接触器的电 气线路，获得自动控制信号，通过控制机构，使被测 介质的压力自动保持在上下限给定值的范围内。
（3）安全阀的排汽能力 锅筒上的安全阀和过热器上的安全阀的总排放量，必 须大于锅炉的额定蒸发量，并且在锅筒和过热器上所 有安全阀开启后，锅筒内蒸汽压力不得超过设计时计 算压力的1．1倍。过热器和再热器出口处安全阀的排 放量，应保证过热器和再热器得到足够的冷却。 蒸汽安全阀的排放量可按《蒸汽锅炉安全技术监察规 程》第134条推荐的公式或方法进行计算。
发生故障的原因
排除故障的方法 (1)检查确认后予以拆除
(1)误操作使安全阀解列，如 水压后盲板未拆除，安全阀与 锅筒、集箱连接处违章装了阀 门并忘记打开 (2)长期未开启，使阀芯、阀 座锈死 (3)调整不当，使弹簧压得太 超过整定压力 紧或重锤与支点间距离过长， 时，安全阀不 静重式生铁盘上另加重物 开启 (4)制造公差不足，使阀杆与 外壳间隙小，阀杆受热膨胀后 被卡住 (5)安装位置不正确，阀芯在 启闭时被卡住 (6)安全阀泄漏或安全阀与锅 筒之间装有取用蒸汽的出汽管 产生分压
3、杠杆式安全阀
杠杆式安全阀主要由阀体、阀座、阀芯、杠杆和重锤 等构件组成。 1—阀盖 2—杠杆 3—重锤 4—阀杆 5—阀体 6—阀座 7—阀芯


杠杆式安全阀是利用重锤的重量通过杠杆力矩作用， 将阀芯压紧在阀座上，使锅炉蒸汽压力保持在允许 范围之内。当蒸汽托力产生的力矩大于重锤产生的 力矩时，阀芯被顶起离开阀座，蒸汽向外排泄；当 蒸汽托力产生的力矩小于重锤产生的力矩时，阀芯 又重新被压紧在阀座上，蒸汽停止排泄。 杠杆式安全阀的整定压力是通过移动重锤与杠杆支 点间的距离来调节的。把重锤与杠杆支点的距离增 大，安全阀整定压力被调高；反之，把重锤与杠杆 支点的距离减小，整定压力就被调低。
（2）最大工作压力 最大工作压力是指安全阀在某一工作温度下允许承受 的最大压力，同一公称压力的安全阀在工作温度超过 其材质相对应的额定介质温度后(如碳钢制造的安全 阀工作温度在200℃以上)，因为材料强度随温度升高 而降低，故这时安全阀的最大工作压力≤公称压力。 即安全阀的公称压力并不等于最大允许工作压力，还 需考虑温度因素。
二、安全阀的形式与结构 工业锅炉上常用的安全阀，根据阀芯上加 压装置的方式不同可分为静重式、弹簧式、杠 杆式三种，由于它们都是借助机械力作用达到 密封的，所以称为直接载荷式安全阀。根据阀 芯在开启时的压力提升高度可分为微启式、全 启式两种。
1、静重式安全阀
静重式安全阀主要由阀体、阀座、阀芯、环状铁块、 防飞螺丝和阀罩等构件组成。 1—阀体 2—泄水孔 3—阀座螺丝 4—环状生铁块 5—防飞螺丝 6—阀罩 7—载重套 8—阀座 9—外罩
安全阀的原理：
安全阀主要由阀座、阀瓣阀芯和加载机构三部 分组成。阀座有的和阀体是一个整体，有的是 和阀体组装在一起的，它与设备连通。阀瓣常 连带有阀杆，它紧扣在阀座上。阀瓣上面是加 载机构，载荷的大小可以调节。当设备内的压 力在一定的工作压力范围之内时，内部介质作 用于阀瓣上面的力小于加载机构加在阀上面的 力，两者之差构成阀瓣与阀座之间的密封力， 使阀瓣紧压着阀座，设备的介质无法排出。
(1)每台锅炉至少应装设两个安全阀(不包括省煤器安 全阀)。符合下列规定之一的，可只装一个安全阀： 1)额定蒸发量小于或等于0．5t／h的锅炉。 2)额定蒸发量小于4 t／h且装有可靠的超压联锁 保护装置的锅炉。 可分式省煤器出口处、蒸汽过热器出口处、再热 器入口处和出口处以及直流锅炉的启动分离器，都必 须装设安全阀。
(4)安全阀应装设排汽管，排汽管应直通安全地点，并 有足够的流通截面积，保证排汽畅通。同时排汽管应 予以固定。 安全阀排汽管底部应装有接到安全地点的疏水管， 在排汽管和疏水管上都不允许装设阀门。 省煤器的安全阀应装排水管，并通至安全地点。 在排水管上不允许装设阀门。 (5)安全阀排汽管上如装有消音器，应有足够的流通截 面积，以防止安全阀排放时所产生的背压过高影响安 全阀的正常动作及其排放量。消音板或其他元件的结 构应避免因结垢而减小蒸汽的流通截面。