锅炉安全附件是锅炉运行中不可缺少的部分，主要是指压力表、水位计、安全阀、汽水阀、排污阀等附件。这些附件对锅炉安全运行极为重要，特别是压力表、水位计和安全阀，是锅炉操作人员进行正常操作的耳目，是保证锅炉安全运行的基本附件，因此，通常被人们称为锅炉三大安全附件。

下面重点介绍锅炉三大安全附件的构造原理及其安全技术要求。

一、 压力表

压力表用以测量锅炉运行时锅内的压力。有了压力表，工作人员才能正确操作锅炉，保证锅炉安全运行。

工业锅炉常用的压力表是弹簧管式压力表，它具有结构简单、使用方便和准确可靠等优点。

（一） 弹簧管式压力表的构造

弹簧管式压力表的构造如图1所示。



图1 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―调整螺丝

压力表外壳里面有一弯曲中空的弹簧管，弹簧管一般是用无缝黄铜管制成，而压力高于15~20MPa（150~200kgf/cm＜sup＞2＜sup＞）则用无缝钢管制成。弯管的横断面有椭圆形的，有扁平形的。它的一端和锅炉蒸汽部分引出的（U形或环形）存水弯管一端的塞门相连接，另一端是封闭的。封闭一端是悬空放置可以活动的，用连杆或杠杆相连，杠杆的另一端连接扇形齿轮和中心轴上的小齿轮相啮合，指针固定在小齿轮轴上。当弹簧内受到压力时，它的横断面有膨胀成圆形的趋热，因而迫使弯管向外伸展。压力越高，向外伸展的趋势也越大。这一动作通过连杆、杠杆、扇形齿轮和小齿轮等传递给指针，使指针转动，便可由表盘刻度指示出蒸汽压力值。当蒸汽压力降低时，由于弹簧弯管要恢复原状，因此指针被退回到适当刻度处。表面的刻度单位，公制用kgf/cm＜sup＞2＜sup＞（公斤力/厘米＜sup＞2＜sup＞），或大气压单位，英制用1b/in＜sup＞2＜sup＞（磅/英寸＜sup＞2＜sup＞）。压力表所指示的是大气压力以上的压力值，即表压力。

弹簧管式压力表的准确程度，用准确度等级来表示。所谓准确度等级，是以相当于仪表刻度标尺的限值百分数来表示容许误差数值。例如，准确度2.5级的压力表，如刻度标尺限值为10kgf/cm＜sup＞2＜sup＞，则该仪表的容许误差不得大于10kgf/cm＜sup＞2＜sup＞×2.5%=0.25kgf/cm＜sup＞2＜sup＞。压力表的准确等级在刻度表盘上有明显标志。

（二） 压力表的装置及其附属设备

压力表应装在便于观察和温度较低的地方。如果压力表装在靠近高温的地方，它的传动机构受热后所产生的变形将要影响指示压力的准确度。所以压力表的安装地点应尽可能远离蒸道或易受辐射的地方，并且要有充分的照明，使锅炉工作人员随时都能看到它所指示的汽压。

压力表下方应装有存水弯管（U形或圆环形），使蒸汽在弯管内凝。这样作用于压力表的是凝结水而不是高温蒸汽。如果不装存水弯管，蒸汽直接冲入表中的弹簧弯管，将会损坏表内零件，或使指示的压力不准。存水弯管的式样如图2所示。



图2 几种不同形式的存水弯管

在压力表和存水管之间应装有三通旋塞（俗称考克），以便冲洗存水弯管和校验压力表。如无三通旋塞，则可以装置三通在其三端各加装一只普通旋塞来代替三通旋塞。

三通旋塞的使用方法，如图3所示。



图3 三通旋塞位置变换图

1―正常工作时的位置 2―压力表联通大气的位置 3―冲洗存水弯管时的位置 4―使存水弯管内蓄积凝结水的位置 5―校对压力表的位置

将手柄转到2的位置，这时压力表指针应回到零。将手柄转到1的位置，指针指示在原来的压力数值位置。

冲洗存水弯管时，将手柄转到3的位置。当管子冲洗完毕并放出管内存水以后，转动手柄，将阀门放在半开半闭的位置4，等管子内积满凝结水的，再将阀门恢复到1的位置。

校正压力表时，在法兰上装上一个已经校对准确的压力表，将后柄转到位置5上，这时两只压力表的指示值必须相同。

三通旋塞的手柄必须缓慢地转动，以免凝结水冲入表内而损坏压力表。

（三） 压力表的安全技术要求

锅炉上装置的压力表应符合下列要求：

1． 每台锅炉必须装有与锅筒蒸汽空间直接相连接的压力表。在可分式省煤器出口、给水管的调节阀前、过热器出口和主汽阀之间、再热器进出口处均装置压力表。

2． 工作压力＜25atm的锅炉，压力表精确度不应低于2.5级；工作压力≥25atm的锅炉，压力表精度不应低于1.5级。

3． 压力表应该根据锅炉工作压力选用。压力表表盘刻度极限值应该为锅炉工作压力的1.5~3倍，最好为2倍。刻度盘上应划有红线，指示最高许可工作压力。

4． 压力表应装置在便于观察和吹洗的位置。并应防止受到辐射热、冰冻和震动的影响。

5． 压力表距离观察地点的高度小于2m时，表盘直径不得小于100mm；2~5m时，不得小于150mm，超过5m时，不得小于250mm。

6． 压力表下面应有三通旋塞和存水弯管，以便吹洗管道和更换压力表。存水弯管用铜管时，其内径不应小于6mm；用钢管时，其内径不应小于10mm。

7． 压力表的装置、检验和维护应符合国家计量部门的规定。压力表每半年至少检验一次，校验后应该铅封。

8． 压力表有下列情况之一时，应停止使用：

（1） 有限制钉的压力表，在无压力时，指针转动后不能回到限制钉处；无限制钉的压力表，在无压力时，指针离零位的数值超过压力表规定的允许误差数值；

（2） 表面玻璃破碎或表盘刻度模糊不清；

（3） 封印损坏或超过校验有效期限；

（4） 表内漏汽或指针跳动；

（5） 其它影响压力表准确的缺陷。

二、 安全阀

安全阀是锅炉的重要安全附件之一，它能自动防止锅炉的蒸汽压力超过预定的允许范围，保证锅炉安全运行。

安全阀的作用：

1． 当锅炉内压力达到规定限度时，安全阀即自动开启，放出蒸汽，发出警报，使操作人中有所警惕，采取措施。

2． 安全阀开启后能排出足够的蒸汽，使锅炉内的压力下降，直到降到比阀开启时更低的某点，阀即自动关闭。这样，使锅炉的压力保持在安全限度以内，不致酿成爆炸事故。

工业锅炉上使用的安全阀一般为弹簧式安全阀和杠杆式安全阀两种。，下面介绍杠杆式安全阀。

（一） 杠杆式安全阀的构造和原理

杠杆式安全阀主要由阀体、阀座、阀芯、阀杆、杠杆、导架和重锤等组成，如图4所示。



图4 杠杆式安全阀

１―阀体 2―阀座 3―阀芯 4―支点 5―力点 6―导架 7―杠杆 8―重锤

杠杆式安全阀的开启压力是靠调整重锤和支点间的距离来控制的。安全阀的开启压力确定之后，便可利用杠杆原理计算出重锤与支点间的距离，亦即确定了重锤的位置。

设： d——阀的直径；

W——重锤的重力；

W＜sub＞1＜sub＞——杠杆本身的重力；

W＜sub＞2＜sub＞——阀芯的重力；

P——蒸汽压力；

G——作用在阀芯上的蒸汽总压力（）；

L——重锤与支点间的距离；

m——阀芯与支点间的距离；

n——杠杆重心与支点间的距离。

如图5所示，取各力绕支点F的力矩为：

WL+W＜sub＞1＜sub＞n+W＜sub＞2＜sub＞m=Gm

则重锤与支点间的距离为：





图5

重锤与支点间的距离确定以后，为防止重锤自动移动，必须用定位螺丝把重锤固定。另外还需设有限制杠杆越出的导架。

杠杆式安全阀应垂直安装，杠杆在两点间应保持水平。

杠杆式安全阀的优点是：结构简单、调整方便、动作灵活、准确可靠。但与弹簧式安全阀比较，仍存在笨重且灵敏度较差的缺点。

（二） 安全阀的安全技术要求

锅炉上装置安全阀应符合下列要求：

1． 蒸发量＞0.5t/h的锅炉，至少装一个安全阀。蒸汽过热器出口处和可分式省煤器出口处（或入口处）、再热器入口处和出口处、直流锅炉的启动分离器，都必须装设安全阀。

2． 安全阀应垂直地装在锅筒（或联箱）的最高位置。在安全阀和锅筒（或联箱）之间，不得装有取用蒸汽的出汽管和阀门。

3． 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丝的装置；

（3） 静重式安全阀要有防止重片飞脱的装置。

4． 安全阀的总排汽能力，必须大于锅炉最大连续蒸发量。并保证在锅筒和过热器上所有的安全阀开启后，锅炉内的蒸汽压力上升辐度不超过安全阀较高开启压力的30%，并不得使锅炉的蒸汽压力超过设计压力的1.1倍。

5． 蒸汽安全阀的排汽能力可参照下式计算：

E=CA（P+1）K

式中 E——安全阀的排汽能力（kg/h）；

P——安全阀入口处的蒸汽压力（MPa），（kgf/cm＜sup＞2＜sup＞）；

A——安全阀的排汽面积（mm＜sup＞2＜sup＞）一般可用或安全阀制造厂规定的面积；

C——安全阀的排汽常数，按制造厂提供的数据或按下列数值选用：

h≥d/40时， C=0.048

h≥d/20时， C=0.085

h≥d/12时， C=0.098

h≥d/4时， C=0.235

d=安全阀的内径（mm）；