安全附件包括安全阀、压力表、水位表、温度计、排污  和放水装置以及自动控制与保护装置等。

安全阀是锅炉必不可少的安全附件之一。它有两个作用  :  一是当锅炉压力达到预定限度时  ,  安全阀即自动开启  ,  放出  蒸汽  ,  发出警报  ,  使司炉人员能及时采取措施  ;  二是安全阀  开启后能排出足够的蒸汽  ,  使锅炉压力下降  ,  当压力降至额  定工作压力以下时  ,  安全阀即能自动关闭。

一、安全阀的结构及作用原理  安全阀是一种自开式阀门  ,  主要由阀座、阀瓣及施力装置三部分  .构成  ,  其阀瓣的动作不需施加外部作用力  ,  是利用  阀瓣上下压力之差来动作的。阀座内的通道与锅炉蒸汽空间  相通  ,  阀瓣由加压装置产生的压紧力紧紧地压在阀座上。我们来分析安全阀上的作用力  :  在工作状态下  ,  作用在阀瓣上的力  ,  包括加压装置产生的力以及阀瓣的重力  ,  其合力为W1，W1  使阀瓣压向阀座  ,  即阀瓣的关闭力  ,  另一方面  ,  由于蒸泯  压力作用于阀瓣的下部  ,  也要产生一个向上推开阀瓣的力为W2，W2  为阀瓣的开启力  ,  安全阀的受力情况见图  4-1  所示。

当  Wl>W2  时  ,  阀瓣紧贴阀座  ,  安全阀处于关闭状态  ,  如果锅内汽压升高  ,  蒸汽作用在阀瓣上的力也增犬  ,  当  W2>W1  时  ,  阀瓣就自动上升离开阀座  ,  安全阀处于开启状态  ,  使锅  内蒸汽排出  ,  当锅内汽压下降后  ,  阀瓣所受的  W2  力也随之降低  ;  当  W2<W1  时  ,  安全阀又自行关闭。

二、安全阀的形式  

工业锅炉上常用的安全阀一般有弹簧式安全阀、杠杆式安全阀、静重式安全阀、水封式安全装置和控制式安全阀等  多种。现将使用较普遍的弹簧式安全阀、杠杆式安全阀、静重式安全阀、水封式安全装置分别介绍如下  :

1.  弹簧式安全阀

它是由阀体、阀座、阀芯  (  或阀瓣  )  、阀杆、弹簧、弹簧

压盖、调节螺栓、销子及阀帽等组成  ,  见图  4-2  。

它的基本原理是靠弹簧的力通过阀芯  ,  压住锅内的蒸汽  压力  ,  而弹簧的力  ,  是由锁紧螺丝压弹簧而产生的。弹簧的  力向下正好压住阀芯  ,  当锅炉蒸汽压力超过弹簧压力的时候  ,  弹簧就被压缩  ,  使阀杆上升  ,  顶  开阀芯  ,  蒸汽就从阀芯与阀座之  间排出。安全阀的排汽量决定于阀座喉径和阀芯的开启高度。由  于开启高度不同  ,  可分为全启式  和微启式两类。阀芯开启高度为  阀座喉径  1/4  的称为全启式  ,  小  于  1/4  的称为微启式。由于全启式阀芯和阀座在开启后的问隙  较大  ,  它的排汽能力比微启式要  大得多  ,  蒸汽锅炉的汽空间上应  采用全启式弹簧式安全阀。

2.  杠杆式安全阀

它是由阀体、阀芯、阀座、阀杆、杠杆、重锤和调节螺丝等组成  ,  见图  4-3  。        

它的基本原理是利用杠杆和重锤的作用  ,  通过阀芯  ,  压  住锅炉的蒸汽压力  ,  当锅炉蒸汽压力超过重锤所能维持的压力的时候  ,  阀芯就被顶起  ,  使蒸汽排出。

3.  静重式安全阀  静重式安全阀主要由阀芯、阀座、重片和阀罩等部分组成  ,  见图4-4  。利用加在套盘上的重片的重量压住阀芯  ,  如果锅炉压力升高  ,  当蒸汽对阀芯向上的总压力超过生铁片的总  重量时  ,  阀芯被抬起离开阀座  ,  蒸汽即从排气口排出泄压  ,  直  至作用在阀芯上、下两面的压力恢复平衡  ,  阀芯才降落  ,  并  与阀座重新紧密结合  ,  排汽停止。为了防止因阀芯提升过高  使重片飞脱  ,  必须装设四个防飞螺钉。

静重式安全阀的优点是  ,  结构简单  ,  制造容易  ,  灵敏可靠。缺点是  ,  体积庞大笨重  ,  调整困难  ,  只适用于工作压力  小于  0.1MPa  的低压小型锅炉。

4.  水封式安全装置

        工作压力在  0.1MPa  以下的小型锅炉  ,  由于额定压力较低  ,  允许的压力波动也较小  ,  很容易发生超压事故。如将常  用的静重式、杠杆式或弹簧式安全阀装在这种锅炉上  ,  往往  灵敏度达不到要求  ,  而且阀口容易生锈。为了满足低压小型锅炉安全运行的要求  ,  可以采用水封安全装置代替安全阀。其  工作原理是依靠水柱压力来控制锅炉排汽  ,  使锅炉工作压力  保持在额定压力以内。常用的水封安全装置有  U  形管式和直  管式两种。

(1)U  形管水封式安全装置

        U  形管水封式安全装置主要由  U  形水封管、定压管和缓冲箱等部分组成  ,  见图  4-5  。缓冲箱的作用是分离汽水  ,  将水  排至安全地点  ;  如排水处已安全  ,  可不设缓冲箱。

水封管在锅筒上的位置  ,  必须在锅炉的最低水位线与最  高火界之间  ,  一般从水位表水连管相平处引出。

当锅炉元压时  ,U  形管中的  液面高度相等  ,  当锅炉内压力逐  渐升高  ,U  形管中形成液面高度  差  ,  高度差  h  即为锅炉内蒸汽压  力。当锅炉超压时  ,  定压管内的  水不断溢出  ,  直到锅筒内在水封管引出点以上的炉水全部排出  ,然后排出蒸汽  ,  从而达到泄压的目的。若在压力降低过程中  ,  向  锅炉上水  ,  水位超过水封管的引  出点后  ,  定压管内水位逐渐上升  ,  锅炉可继续运行。

(2)  直管式水封安全装置

        如图  4-6  。即把一根水封管直接插入锅炉最低安全水位以下  300mm  处  ,  但要高于锅炉最高火界。锅炉没有压力时  ,  管  内有水位  h,  锅炉内有压力时  ,  管内水柱上升  ,  水柱高度与水  位之差  H  即为锅炉内蒸汽压力。当水封管内向外溢水时  ,  说  明锅炉内压力超过了额定工作压力  ,  应减弱燃烧  ,  使锅炉工  作压力在允许范围内  o  直管式水封安全装置十分简单  ,  非常  可靠。

三、安全阀的安全技术要求

1.  每台锅炉至少应装设两个安全阀  (  不包括省煤器安全阀  ),  符合下面规定之一的  ,  可只装一个安全阀

        (1)  额定蒸发量小于或等于  0.5t/h  的蒸汽锅炉及额定供热量小于或等于  0.35MW  的热水锅炉。

        (2)  额定蒸发量小于  4t/h  的蒸汽锅炉及额定供热量小于2.8MW  的热水锅炉  ,  且装有可靠的超压联锁保护装置的锅  炉。

蒸汽锅炉的可分式省煤器出口处和蒸汽过热器出口处  ,  都必须装设安全阀。

2.  额定蒸汽压力小于  0.10MPa  的蒸汽锅炉  ,  应采用静重式安全阀或水封式安全装置。水封装置的水封管内径不应小  于  25mm,  且不得装设阀门  ,  同时应有防冻措施。热水锅炉上  设有水封式安全装置时  ,  可不装安全阀。

3.  安全阀应铅直安装  ,  并尽可能装在锅筒、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  取用蒸汽管的出汽管和阀门。

4.  安全阀的数量及阀座内径  ,  应根据计算确定。蒸汽锅  炉上安全阀的总排放量  ,  必须大于锅炉最大连续蒸发量  ,  并  且在锅筒和过热器上所有安全阀开启后  ,  锅筒内蒸汽压力上  升幅度不得超过设计压力的1.1  倍  ;  蒸汽过热器出口处安全阀的排放量  ,  应保证在该排放量下过热器有足够的冷却  ,  不  致被烧坏。在整定安全阀开启压力时  ,  应保证过热器上的安  全阀先开启。

5.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钉的装置。

        (3)  静重式安全阀要有防止重片飞脱的装置。

        6.  对于额定蒸汽压力小于或等于  3.82MPa  的蒸汽锅炉及热水锅炉  ,  安全阀流道直径不应小于  25mm  。

        7.  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  ,  短管的通路截面积应不小于所有安全阀排汽面积的  1.25  倍。

8.  采用螺纹连接的弹簧式安全阀  ,  其规格应符合  JB  2202  《弹簧式安全阀参数》的要求。此时安全阀应与带有螺  纹的短管相连接  ,  而短管与锅筒  (  锅壳  )  或集箱的筒体应采  用焊接连接。

9.  蒸汽锅炉安全阀一般应装设排汽管  ,  热水锅炉安全阀  应装设泄放管。排汽管与泄放管上均不允许装设阀门  ,  应直  通安全地点  ,  并有足够的截面积  ,  保证排泄畅通。蒸汽锅炉  安全阀排汽管底部  ,  应装有接到安全地点的疏水管  ,  在管上  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  ,  管上亦不允许装设阀门。

10.  在用锅炉的安全阀每年至少应校验一次  ,  安全阀经  校验后  ,  应加锁或铅封。严禁用加重物、移动重锤、将阀芯  卡死等手段任意提高安全阀始启压力或使安全阀失效。锅炉  运行中安全阀严禁解列。

11.  为防止安全阀的阅芯和阀座粘住  ,  应定期对安全阀  做手动的排放试验。

12.  安全阀出厂时  ,  应标有金属铭牌。铭牌上至少应载  明安全阀型号、制造厂名、产品编号、出厂年月、公称压力  (MPa)  、阀门流道直径  (mm)  、开启高度  (mm)  和排量、压  力等级级别系数等各项内容。