安全附件及阀门

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1、一、锅炉结构的基本要求 锅炉的结构是根据所选用的锅炉出力、工作压力、工作温度、燃料特性和燃烧方式等参数 , 按照蒸汽锅炉安全技 术监察规程 : 和热水锅炉安全技术监察规程等有关规定确定的。二台理想的锅炉 , 不论属于哪种形式 , 都应满足 “ 节煤节电、消烟除尘、安全运行 “ 的总要求。从安全的角度 考虑 , 对锅炉结构的要求为 : (1) 选用合格的钢材 , 经过严格质量检验 , 保证各受压部件有足够的强度。 (2) 结构具有一定的强度 , 保证各部分在运行中能够自由膨胀。 (3) 水循环要合理可靠 , 保证各受热面在运行中能够得到良好的冷却。(4) 锅炉本身应有适当的人孔、检查孔和手孔 ,

2、 炉墙部 位应有适当的检查孔、看火孔、除灰门等。保证能对锅炉方便地进行内外部检查、修理和清扫。 从经济的角度考虑 , 对锅炉结构的要求为 : (1) 合理地布置炉体和受热面 , 最大限度地减少各种热损失 , 提高热效率。 (2) 合理使用钢材 , 尽量降低 “ 钢汽比 “( 产生 1t 蒸汽所需要的钢材量 ), 节约金属。 (3) 尽量采用适宜煤种的高效机械燃烧设备。 (4) 尽量降低鼓风机、引风机等与锅炉配套的辅机及出渣、运煤等辅助设备的耗电量。 二、锅炉的基本构成 -二、锅炉微计算机控制，是近年来开发的一项新技术，它是微型计算机软、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物，我国现有

3、中、小型锅炉30多万台，每年耗煤量占我国原煤产量的1/3，目前大多数工业锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染等严重的生产状态。提高热效率，降低耗煤量，用微机进行控制是一件具有深远意义的工作。作为锅炉控制装置，其主要任务是保证锅炉的安全、稳定、经济运行，减轻操作人员的劳动强度。采用微计算机控制，能对锅炉进行过程的自动检测、自动控制等多项功能。锅炉微机控制系统，一般由以下几部分组成，即由锅炉本体、一次仪表、微机、手自动切换操作、执行机构及阀、滑差电机等部分组成，一次仪表将锅炉的温度、压力、流量、氧量、转速等量转换成电压、电流等送入微机，手自动切换操作部分，手动时由操作人员手动控制，用操作器控制滑差电

4、机及阀等，自动时对微机发出控制信号经执行部分进行自动操作。微机对整个锅炉的运行进行监测、报警、控制以保证锅炉正常、可靠地运行，除此以外为保证锅炉运行的安全，在进行微机系统设计时，对锅炉水位、锅炉汽包压力等重要参数应设置常规仪表及报警装置，以保证水位和汽包压力有双重甚至三重报警装置，这是必不可少的，以免锅炉发生重大事故。微机控制系统由机箱、通道箱、CRT显示器、打印机、键盘、报警装置、低通滤波器及I/V转换板等组成，能完成对给水、给煤、鼓风、引风等进行自动控制，使锅炉的汽包水位、蒸汽压力保持在规定的数值上，以保证锅炉的安全运行，平稳操作，达到降低煤耗、提高供汽质量的目的，同时对运行参数如压力、温

5、度等有流程动态模拟图、光柱模拟图等多幅画面并配有数字说明，还可对汽包水位、压力、炉温等进行越限报警，发出声光信号，还可定时打印出十几种运行参数的数据。以形成生产日志和班、日产耗统计报表，有定时打印、随机打印等几种方式。锅炉控制系统的硬件配置，目前有几种，功能较好首推可编程序控制器PLC，适合于多台大型锅炉控制，由于PLC具有输入输出光电隔离、停电保护、自诊断等功能，所以抗干扰能力强，能置于环境恶劣的工业现场中，故障率低，如北京丽都饭店使用的PLC控制系统，运行几年来从未发生任何故障。PLC编程简单，易于通信和联网，多台PLC进行同位链接及计算机进行上位链接，实现一台计算机和若干台PLC构成分布

6、式控制网络，但是，价格较高，如果是控制单台，资源不能充分利用，多台锅炉控制能提高性能价格比，如果从长远观点看，其寿命长，故障率低，易于维修，值得选用。第二种是16位STD总线工业控制机为主机构成的系统，由于其性能价格比较高，所以国内用的较多，微机内部一般采用总线式模块结构，组态灵活，维修方便，STD总线结构很适于工业环境，按测量参数的多少和控制回路的数目选配相应的模板，在操作上，考虑到现场人员的技术水平，对开机操作，控制目标，控制参数的修改，手/自动切换等设置了最简便的操作，国内有许多家搞这方面的研制，就其产品而言，使用较好的是大连DMC-500T系列产品，适用于10吨以上锅炉使用，价格适中。

7、第三种是智能仪表控制，以单（双）回路可编程控制器为主，以PC机为上位机，彼此间采用RS-232相连，它可以接受多路模拟量及开关量输入，实现复杂的运算、控制、通信及故障诊断功能，出于危险分散的考虑，它虽有若干路模拟量及开关量输入，但只有一（二）路采用420mA直接信号输出，即原则上只控制一（二）个执行器，它与模拟仪表一样，可与常规仪表混合合作，它作为集散控制系数的一部分，是现代自动控制、计算机及通信技术最新发展产物。该仪表编程方式采用模块化，容易掌握。山东酒精总厂就是用该仪表构成锅炉微机控制系统，运行良好。锅炉控制系统，一般有燃烧、水位等控制系统。燃烧控制实质上是能量平衡系统，它以蒸汽压力作为能

8、量平衡指标，量出而入不断根据用汽量与压力的变化成比例地调整燃料量与送风量，同时保证燃料的充分燃烧及热量的充分利用，其中保持合适的“空燃比”是一个重要因素。“空燃比”是指燃烧中空气量与燃烧量的比值系数。汽包水位控制系统，实质上是维持锅炉进出水量平衡的系统。它是以水位作为水量平衡与否的控制指标，通过调整进水量的多少来达到进出平衡，将汽包水位维持在汽水分离界面最大的汽包中位线附近，以提高锅炉的蒸发效率，保证生产安全。由于锅炉水位系统是一个设有自平衡能力的被控对象，运行中存在虚假水位现象，实际应用中可根据情况采用水位单冲量、水位蒸汽量双重量和水位、蒸汽量、给水量三冲量的控制系统。炉膛负压控制系统是使进

9、出炉膛的空气量维持平衡的控制系统，一般以炉膛压力作为空气量平衡与否的控制指标，通过调整排向大气的引风量达到空气量进出平衡，为提高控制品质，一般以送风量或送风档板开度作为前馈量构成前馈反馈控制系统。微机锅炉控制技术具有良好实用前景，既可节能又可提高锅炉的运行管理水平，减轻环境污染，目前国内只有几百台锅炉采用微机控制，占总数的很小一部分，所以推广应用该技术就显得十分繁重。同时，该技术也在不断完善和提高，在进一步降低造价及锅炉本体设备的改造紧密配合方面还有许多工作要做。锅炉按其用途可以分为电站锅炉、工业锅炉、船舶锅炉 和机车锅炉等四类。前两类又称为固定式锅炉 , 因为是安装在固定基础上而不可移动的。

10、后两类则称为移动式锅炉。本 书介绍的是固定式工业锅炉。在锅炉中进行着三个主要过程 :(1) 燃料在炉内燃烧 , 其化学贮藏能以热能的形式释放出来 , 使火焰和燃烧产物 ( 烟气和灰渣 ) 具有高温。 (2) 高温火焰和烟气通过 “ 受热面 “ 向工质 ( 热媒 ) 传递热量。 (3) 工质 ( 热媒 ) 被加热 , 其温度升高或者汽化为饱和蒸汽 , 或再进一步被加热成为过热蒸汽。以上三个过程是互相关联并且同时进行的 , 实现着能量 的转换和传递。伴随着能量的转换和转移还进行着物质的流 动和变化 : (1) 工质 , 例如给水 ( 或回水进入锅炉 , 最后以蒸汽( 或热水 ) 的形式供出。 (2

11、) 燃料 , 例如煤进入炉内燃烧 , 其可燃部分燃烧后连同原含水分转化为烟气 , 其原含灰分则残存为灰渣。 (3) 空气送入炉内 , 其中氧气参加燃烧反应 , 过剩的空气和反应剩余的惰性气体混在烟气中排出。 水一汽系统、煤一灰系统和风二烟系统是锅炉的三大主要系统 , 这三个系统的工作是同时进行的。通常将燃料和烟气这一侧所进行的过程 ( 包括燃烧、放 热、排渣、气体流动等 ) 总称为 “ 炉内过程 “; 把水、汽这 -1 侧所进行的过程 ( 水和蒸汽流动、吸热、汽化、汽水分离、热 化学过程等 ) 总称为 “ 锅内过程 “ 。三、温度 锅炉可按不同的方式分类： HTML 燃烧三要素：燃料、着火源、

12、助燃氧气。 过剩空气系数：燃烧实际空气量与燃料理论空气量之比。 NOx：燃烧过程中产生的NO、NO2氮氧化物的统称。 自然引风扩散式燃烧：燃烧所需空气不是依靠风机或其他 强制供风方式供给氧气，而是依靠自然通风或燃料本身的压力引射空气来获得助燃氧气的燃烧方式等。 强制鼓风式燃烧：由风机或压缩 机强制供风提供助燃氧气的燃烧方式，一般工业用燃烧器大多为这种形式。 预混合式燃烧（引射式）：燃料和空气在喷出 燃烧前预先按比例混合，然后喷出燃烧。 FSG：FLAME SAFEGUARD SYSTEM 燃烧安全保护装置。FSG一般由以下几部分组成： o 电源：供给系统运行、继电器吸合之用。 o 火焰检测部分

13、：随时检测、判断火焰的状态。 o 点火输出：供给点火变压器电源以产生着火所需的电火花，确认正常着火后自动关闭，以保护点火变压器。 o 阀门控制输出：在点火输出时或稍微延时后开启燃料电磁阀点火燃烧。 o 报警输出：在点火失败或正常燃烧中发生熄火时，能及时切断燃料阀，并输出报警信号。 o 其他：根据需要不同的FSG配有许多不同的附属装置，如：燃烧器风机压力开关输入、温度控制输入、燃料压力开关输入等。 离子火焰检测：利用高温烟气具有单向电离作用的原理，在火焰中加上一个交流电压，通过检测电流的有无确认火焰状态。 光电火焰检测：利用火焰燃烧本身的光线经光电传感器检测火焰状态。 点火前吹扫：燃烧器一般均装

14、有自动控制点火装置，为确保初次点火的安全，在正式点火前，可以通过助燃风机将新鲜空气送入炉膛，稀释、扫除炉膛内的可燃性气体，吹扫时间与炉膛大小、燃烧器燃烧量有关，一般要求吹扫时间满足炉膛换气4次即可。 第一章 锅炉基础知识第一节 概述一 锅炉的工作过程： 锅炉是一种利用燃料燃烧后释放的热能或工业生产中的余热传递给容器内的水，使水达到所需要的温度（热水）或一定压力蒸汽的热力设备。它是由“锅”（即锅炉本体水压部分）、“炉”（即燃烧设备部分）、附件仪表及附属设备构成的一个完整体。锅炉在“锅”与“炉”两部分同时进行，水进入锅炉以后，在汽水系统中锅炉受热面将吸收的热量传递给水，使水加热成一定温度和压力的热

15、水或生成蒸汽，被引出应用。在燃烧设备部分，燃料燃烧不断放出热量，燃烧产生的高温烟气通过热的传播，将热量传递给锅炉受热面，而本身温度逐渐降低，最后由烟囱排出。“锅”与“炉”一个吸热，一个放热，是密切联系的一个整体设备。锅炉在运行中由于水的循环流动，不断地将受热面吸收的热量全部带走，不仅使水升温或汽化成蒸汽，而且使受热面得到良好的冷却，从而保证了锅炉受热面在高温条件下安全的工作。二 锅炉参数：锅炉参数对蒸汽锅炉而言是指锅炉所产生的蒸汽数量、工作压力及蒸汽温度。对热水锅炉而言是指锅炉的热功率、出水压力及供回水温度。蒸发量（D）蒸汽锅炉长期安全运行时，每小时所产生的蒸汽数量，即该台锅炉的蒸发量，用“D

16、”表示，单位为吨/小时（t/h）。（二）热功率（供热量Q）热水锅炉长期安全运行时，每小时出水有效带热量。即该台锅炉的热功率，用“Q”表示，单位为兆瓦（MW），工程单位为104千卡/小时（104Kcal/h）。（三） 工作压力工作压力是指锅炉最高允许使用的压力。工作压力是根据设计压力来确定的，通常用MPa来表示。（四） 温度温度是标志物体冷热程度的一个物理量，同时也是反映物质热力状态的一个基本参数。通常用摄氏度即“t ”。锅炉铭牌上标明的温度是锅炉出口处介质的温度，又称额定温度。对于无过热器的蒸汽锅炉，其额定温度是指锅炉额定压力下的饱和蒸汽温度；对于有过热气的蒸汽锅炉，其额定温度是指过热气出口处

17、的蒸汽温度；对于热水锅炉，其额定温度是指锅炉出口的热水温度。第二节 锅炉的分类和规格型号一 锅炉的分类由于工业锅炉结构形式很多，且参数各不相同，用途不一，故到目前为止，我国还没有一个统一的分类规则。其分类方法是根据所需要求不同，分类情况就不同，常见的有以下几种。1 按锅炉的工作压力分类低压锅炉：P2.5MPa；中压锅炉：P=2.65.9MPa；高压锅炉：P=6.013.9 MPa；超高压锅炉：P14MPa。2 按锅炉的蒸发量分类（1） 小型锅炉：D75吨/小时。3 按锅炉用途分类电站锅炉、工业锅炉和生活锅炉。4 按锅炉出口介质分类蒸汽锅炉，热水锅炉，汽、水两用锅炉。5 按采用的燃料分类燃煤锅炉

18、、燃油锅炉和燃气锅炉。二 锅炉的规格 锅炉与其它机电设备一样，都有其一定规格和型号，以表明设备的性能，工业蒸汽锅炉和热水锅炉的系列标准GB1921、GB3166对其各参数均作了相应的规定。然而，随着开放搞活，用户对锅炉的需求也越来越多样化、实用化。故近年来，设计制造锅炉单位也随着市场需求而生产产销对路的锅炉产品，最大限度满足用户要求。三锅炉型号 我国工业锅炉产品的型号的编制方法是依据JB1626标准规定进行的。其型号由三部分组成。各部分之间用短线隔开。表示方法如下：上述型号的第一部分表示锅炉型式，燃烧方式和额定蒸发量或额定热功率。共分三段：第一段用两个汉语拼音表示锅炉总体形式见表11和表12；

19、第二段用一个汉语拼音字母代表燃烧方式（废热锅炉无燃烧方式代号）见表13；第三段用阿拉伯数字表示蒸汽锅炉的额定蒸发量，单位为t/h（吨/小时），或热水锅炉的额定热功率，单位为MW（兆瓦）或废热锅炉的受热面，单位为m2（平方米）。（停炉后吹扫：正常燃烧时，燃烧器喷嘴处的火焰温度可达一千度以上，由于由循环风机不断将高温烟气带走，所以燃烧器及燃烧室能保持在一定的温度以下。如果停炉时将燃烧器及循环风机突然关闭的话，燃烧器及燃烧室由于得不到冷却，温度会急剧上升，使得燃烧器及燃烧室损坏；另外燃烧器风机停止后，炉内的高温辐射也会损坏燃烧器的其他部件。所以对部分炉膛温度较高的加热装置最好采用带有停炉后吹扫功能的

20、燃烧器，即在停机时燃烧器风机及循环风机继续运转一段时间以待燃烧室温度适当降低，再 停止燃风机运转。此外对部分大中型燃气燃烧器，为确保停机时扫除炉膛内可能积聚的残余废气，一般应选择带有后吹扫功能的燃烧器） /HTML 锅炉受压元件所使用的钢材 , 其性能好坏对保证锅炉安 全运行至关重要。锅炉在制造过程中受到各种加工 ( 冷加工 成形、焊接等 ), 在运行时 , 受到锅内水与蒸汽的压力作用 , 同时又受到火焰或烟气的烘烤或冲刷 , 以及锅水和烟气中有 害物质对钢材的腐蚀 , 其工作条件恶劣。因此 , 对锅炉用钢 材要求比较严格 , 普通钢材是不能用于锅炉受压元件的。对锅炉用钢材要求有较高的强度 ,

21、 良好的塑性和韧性 , 较 好的可焊性 , 良好的导热性、耐腐蚀性、耐磨性及化学成分均匀 , 脱氧完全 , 必须是镇静钢。蒸汽锅炉安全技术监察规程和热水锅炉安全技术监察规程对锅炉用钢材有明确的规定。常用的锅炉钢板是 20 g 与 16Mng , 常用的锅炉钢管是 10 号和 20 号 , 其质量都应符 合国家有关标准的规定 , 对焊接锅炉用的焊条、焊丝也应如 此。一、压力表的作用压力表也是锅炉上必不可少的安全附件，它的作用是用来测量和指示锅筒内压力的大小。锅炉上如果没有压力表 , 或 者压力表失灵 , 锅炉内的压力就无法表示 , 从而直接危及安全。锅炉上装置灵敏、准确的压力表 , 司炉人员就能

22、凭此正 确的操作锅炉 , 确保安全、经济的运行。二、压力表的构造与原理 在工业锅炉上常用的压力表有液柱式、弹簧式和波纹管式等几种。1. 液柱式压力表 液柱式压力表俗称 U 形管压力表 。其工作原理是利用 U 形玻璃管两侧液柱 ( 水或水银 ) 高 度差所产生的压力 , 与被测介质的压力相平衡。液柱高度差价 ) 越大 , 表明被测介质的压力也越大 , 其压 力数值可从刻度尺上直接读出。液柱式压力表具有结构简单、 使用方便、价格便宜等优点 , 但不能 测量较高的压力 , 不能进行自动指示和记录 , 因此使用范围受到限制 , 通常用于测量锅炉炉膛、 烟道内的压力值。2. 弹簧管式压力表 弹簧管式压力

23、表的结构。在圆形的外壳内 , 有一根断面呈椭圆形 ( 椭圆的长轴与表针的中心轴相平行 ) 的弹 簧弯管 ( 常用元缝磷铜管或无缝钢管制成 ), 其一端与从锅炉 蒸汽空间引出的存水管相通 , 成为固定端 ; 另一端是封闭的自由端 , 与连杆连接。连杆的另一端是扇形齿轮 , 扇形齿轮 与中心轴上的小齿轮相衔接。压力表的指针固定在中心轴上。当特制的弹簧管内受到介质的压力时 , 就会使其自由端向外 移动 , 再经过连杆带动扇形齿轮与小齿轮转动 , 使指针向顺时针方向转动一个角度。介质的压力越大 , 指针转动角度也 越大。这时指针在压力表表盘上指示的刻度值 , 就是锅炉内 蒸汽压力的数值。当压力降低时

24、, 弹簧弯管会向里收缩 , 使 指针返回到相应的位置。当压力消失后 , 弹簧弯管恢复到原 来的形状 , 借助游丝的作用帮助 , 指针回到始点 ( 零位 ) 。弹 簧管式压力表具有结构紧凑、精确度较高、测量范围广、使 用方便等优点 , 多用于测量锅筒、集箱和管道内的介质压力 值。3. 膜盒式压力表膜盒式压力表又叫风压表或微压表 , 常用来代替玻璃管 压力计以测量鼓风、引风、烟气及制粉等系统的微压和微负压。 膜盒式压力表的结构主更由膜盒和传动放大机构两部分组成。膜盒是由一种合金制成的圆盒状感压元件 , 当承受压 力变化后 , 它会膨涨或收缩 , 发生位移 , 经传动和放大杠杆 系统 , 使指针在槽

25、形刻度盘上指示出被测微压或微负压的数 值。膜盒式压力表也可以带电接点以实现控制和保护功能。三、压力表的附属零件1. 存水弯管 压力表与锅筒之间应装设存水弯管。使蒸汽在其中冷凝后再进入弹簧弯管内 , 存水弯管的作用是产生一个水封 , 防 止蒸汽直接通到弹簧弯管内 , 使弹簧弯管由于高温影响受热 变形 , 影响压力表读数的准确性。存水弯管的常见形式。存水弯管的内径 , 用铜管时不应小于 6mm, 用钢管时不应小于 10mm 。2. 三通旋塞压力表与存水弯管之间应装有三通旋塞 , 以便冲洗管路和检查、校验、卸换压力表。其方法。 四、压力表的安全技术要求 目前锅炉上使用最多的是普通弹簧管式压力表 ,

26、因此以 下均以弹簧管式压力表为例加以说明 :(1) 每台蒸汽锅炉除必须装有与锅筒蒸汽空间直接相连 的压力表外 , 还应在给水管的调节阀前、可分式省煤器出口、 蒸汽过热器出口和主汽阀之间、再热器迸出口、直流锅炉启 动分离器 , 直流锅炉一次汽水系统的阀门前、强制循环锅炉 锅水循环泵出人口 , 燃油锅炉油泵迸出口、燃气锅炉的气源 入口装压力表。每台热水锅炉的进水阀出口和出水阀人口 , 都应装一个 压力表。循环水泵的进水管和出水管上 , 也应装压力表。(2) 锅炉工作压力越高 , 所用压力表的精确度要求也应 越高。关于压力表的精确度要求 : 对于蒸汽锅炉 , 当额定蒸 汽压力小于 2.45MPa 时

27、 , 不应低于 2.5 级 ; 当额定蒸汽压力 大于或等于 2.45MPa 时 , 不应低于 1.5 级。对于热水锅炉 , 压 力表的精确度不应低于 2.5 级。压力表的精确度等级 , 是以 表盘刻度极限值允许误差的百分率来表示的 , 一般分为 0.5 、1 、 1.5 、 2 、 2.5 、 3 、 4 七个等级。例如 : 表盘刻度值 02.45MPa 精确度 2.5 级的压力表 , 它的指针所示压力值与被测介质的实际压力值之间的允许误差 , 不得超过 2.45 ( 士 2.5%)= 土 0.06MPa; 当压力表指示介质压力为 0.98MPa 时 , 此时的 误差值是 0.98 ( 2.5

28、%) 。(3) 压力表的表盘刻度极限值应为工作压力的 1.53. 。 倍 , 最好选用 2 倍。因为压力表的表盘刻度极限值越大 , 其 允许误差的绝对值和视觉误差也都随之增大 , 故使读数不准 确。若工作压力接近压力表表盘刻度极限值 , 就会使表内弹 簧弯管经常处于很大的变形状态 , 不但容易产生永久变形 , 增大压力表的误差 , 而且万一发生超压 , 还可能使指针越过表盘 刻度极限值指向零位 , 使司炉人员产生错觉 , 造成更大事故。(4) 压力表的表盘大小 , 应保证司炉人员能清楚地看到 压力指示值。压力表的安装位置距操作平台不超过 2m 时 , 表 盘公称直径应不小于 10Omm; 当间

29、距为 24m 时 , 表盘公称 直径应不小于 150mmp 当间距超过 4m 时 , 表盘公称直径应不小于 20Omm 。(5) 选用的压力表应符合有关技术标准的要求 , 其装置、 校验和维护 , 应符合国家计量部门的规定。压力表装用前应 做校验 , 并在刻度盘上 ( 不是在表盘玻璃上 ) 划红线指出工 作压力。装用后每半年至少校验一次 , 校验后应封印。 (6) 压力表安装的位置 , 应便于观察和冲洗 , 表盘宜向前倾斜 15 。 , 并应防止高温、冰冻和振动等影响。 (7) 压力表有下列情况之一时 , 应停止使用。1)有限止钉的压力表在无压力时 , 指针转动后不能回到 限止钉处 ; 没有限

30、止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 ; 2) 表面玻璃破碎或表盘刻度模糊不清 ; 3) 没有封印、封印损坏或超过校验有效期限 ; 4) 表内泄漏或指针跳动 ; 5) 其他影响压力表准确指示的缺陷 o水位表是蒸汽锅炉的安全附件之一。用于指示锅炉内水 位的高低 , 协助司炉人员监视锅炉水位的动态 , 以便控制锅 炉水位在正常幅度之内。如果没有水位表 , 水位表损坏或者模糊不清 , 看不见水位而盲目进水 , 就会发生事故。 -t 水位表的工作原理 水位表的工作原理和连通器的原理相同。如图 4-11 所示锅筒为一 个容器 , 水位表为另一个容器。当将 它们连通后 ,

31、两者的水位必定在同 一个高度上 , 所以水位表上显示的 水位也就是锅筒内的实际水位。二、水位表的结构和形式 常用的水位表有玻璃管式、平板式、双色和磁翻柱液位计等几种。 1. 玻璃管式水位表 玻璃管式水位表主要由汽连管、汽旋塞、耐热玻璃管、水连管、水旋塞和放水旋塞等部分组成 , 见图 4-12 。锅炉内的 水位高低 , 透过玻璃管显示出来。在锅炉运行时 , 如果只打 开水旋塞 , 炉水也会经水连管进入玻璃管内。但是 , 此时锅筒内的压力高于玻璃管内的压力 , 玻璃管内的水位必然高于 锅筒的实际水位 , 成为假水位。所以 , 在打开水旋塞的同时 , 必须打开汽旋塞 , 使锅筒和玻璃管内的压力一致

32、, 显示水位 才会准确。玻璃管的公称直径常用的有 15mm 和 20 mm 两种 ; 玻璃管直径过小 , 容易产生毛细管现象 , 使所显示的水位不 准确。水位表玻璃管中心线与上、下旋塞的垂直中心线应互相重合久否则玻璃管容易损坏。水位表应有固定牢靠的防护罩 , 防止玻璃管炸裂时伤人。玻璃管式水位表结构简单 , 制造安 装容易 , 拆换方便 , 在工作压力不超过 1.27MPa 的小型锅炉 上广泛使用。为使锅筒里波动的水位能在水位表上观察时比较稳定 , 一般水位表都通过一个中间容器 ( 俗称水表柱 ) 再与锅筒相 连。2. 平板玻璃式水位表 平板玻璃式水位表的结构与玻璃管式水位表相似 , 只是将平

33、面玻璃板代替了玻璃管。根据玻璃板的数量不同 , 又分 为单面平板玻璃式水位表和双面平板玻璃式水位表两种。平板玻璃式水位表见图 4-13(a), 主要由汽旋塞、玻璃 板、金属框盒、水旋塞和放水旋塞等部分组成。安装时 , 将 平板玻璃嵌在框盒中 , 接触面用石棉橡胶板做衬垫 , 然后用 螺丝将框盖压在框盒上 , 使框盖、框盒、衬垫和玻璃板紧密 结合。在拧紧框盒的螺丝时 , 要尽量做到每颗螺丝的压紧度一致 , 保证不渗漏。玻璃板的内表面通常开有三棱形的沟槽 , 见图 4-13(b), 照明灯、置于水位表后部 , 由于光线在沟槽中的折射作用 , 使 水位表中蒸汽部分显示亮白色 , 有水的部分显示暗黑色

34、 , 汽、水分界线非常分明。较大型的锅炉 , 水位表的位置较高 , 为 了使水位显示更为清晰 , 最好采用双面平板三棱形的玻璃水位表 , 并加装灯光显示装置。如果锅炉工作压力更高 , 可在 玻璃板里面嵌衬云母片 , 以保护玻璃板不受锅水的腐蚀 , 延 长使用期限。3. 双色水位表 双色水位表在平板式的基础上利用光学棱镜对水和气( 汽 ) 体分别产生透射和全反射现象的原理研制而成。图 4-14是俯视断面图 , 当水腔中元水时 , 从绿色镜片中通过的绿光被斜镜面全反射 , 因而不能看到 , 而从灯泡上发出的通过红 色镜片的红光亦被全反射 , 恰被看到 ; 当水腔有水时 , 红光 绿光全能透射 ,

35、因红光不在正面不能看到 , 绿光能看到 , 就能以红色显示气相 , 以绿色显示液相 ( 也有产品以绿色显示 气相 , 以红色显示液相 , 应注意说明以免误判 ), 汽水界面十 分鲜明 , 观察距离可达 6Om, 可代替低读水位表。4. 远程水位显示装置 远程水位显示装置也叫低地位水位计。它适用于蒸发量较大的锅炉 , 这些锅炉锅筒的位置都比较高 , 其水位表距离 操作地面高于 6m 时 , 司炉工人观察水位不方便 , 因此规程规 定应加装远程水位显示装置。 远程水位显示装置按其工作原理可分为液柱差压式和机械式两种。 (l) 液柱差压式这种水位计的原理如图 4-15 所示 , 它是利用液体的静压

36、力原理 , 测量两个液柱的静压而制成的。凝汽室的凝结水总与连通管相平 , 这是一个固定的静压力 , 而下连管的静压力随锅筒水位的升降而变化 , 它们之间存在着一个随水位变化 的压差 , 这个压差通过工作液体在 U 形管的位置来平衡。工作液体按其密度大于还是小于水的密度而分为重液和 轻液两种。但不论重液还是轻液都必须不溶于水 , 可以染成 鲜明的颜色 , 与水有明显的分界面 , 沸点较高 , 元腐蚀作用 , 粘度尽量小。常 用的重液有三氯甲烷、四氯化碳、四氯乙炔等。常用的轻液是用机油、煤油、 汽油组成的混合液。由于液柱差压式远程水位显示装 置使用的工作液体的重液容易发生泄 漏 , 并且有一定毒性

37、 , 轻液易挥发。另 外 , 由于锅水的重度随着压力高低而 变化 , 因此这种水位计的显示误差比 较大。由于这些原因 , 限制了液柱差压 式远程水位显示装置的应用。(2) 机械式 这种水位计中较典型的如图 4-16 所示的浮筒式远程水位显示装置。浮筒式水位计结构简单 , 制造容易并且显示可靠。但要注意浮 筒的严密性。 装置远程水位显示装置要注意其连接管应单独接到锅筒上 , 连接管内径应不小于 18mm, 并需防冻措施 5. 可视化水位表主要由摄像机与叹电视 ) 显示屏组成 ,把锅炉上的实际水位通过摄像机直接传到控制室的 ( 电视 ) 显示屏上 , 以达到远程显示水位的目的。 三、水位表的安全技

38、术要求1. 每台锅炉应装两个彼此独立的水位表 ( 即各水位表的汽、水连管分别接到锅筒上 ) 。但蒸发量 0.5t/h 的锅炉、电 加热锅炉、额定蒸发量小于或等于 2t/h 。且装有一套可靠的 水位示控装置的锅炉、装有两套各自独立的远程水位显示装置的锅炉 , 可以只装一个直读式水位表。 2. 水位表应装在便于观察的地方。水位表距操作地面高于 6m, 应加装远程水位显示装置。3. 用远程水位显示装置监视水位的锅炉 , 控制室内应有 两个可靠的远程水位显示装置 , 同时运行中必须保证有一个 直读式水位表正常工作。4. 水位表应有下列标志和防护装置(1) 水位表应有指示最高、最低安全水位和正常水位的明

39、显标志。水位表的下部可见边缘应比最高火界至少高 5Omm, 且应比最低安全水位至少低 25mm, 水位表的上部可 见边缘应比最高安全水位至少高 25mm 。 (2) 为防止水位表损坏时伤人 , 玻璃管式水位表应有防护装置 , 但不得妨碍观察真实水位。 (3 )水位表应有放水阀门和接到安全地点的放水管。 5. 水位表的结构和装置应符合下列要求(1) 锅炉运行中能够吹洗和更换玻璃板 ( 管 );(2) 用两个及两个以上玻璃板组成一组的水位表 , 能够保证连续指示水位 ;(3) 水位表或水表柱和锅筒 ( 锅壳 ) 之间的汽水连接管 内径不得小于 18mm, 连接管长度大于 500mm 或有弯曲时 ,

40、 内径应适当放大 , 以保证水位表灵敏准确 ;(4) 连接管应尽可能地短。如连接管不是水平布置时 , 汽 连管中的凝结水应能自行流向水位表 , 水连管中的水应能自 行流向锅筒 ( 壳 ), 以防止形成假水位 图 4-17(a) 是正确位置 ,A 点必须高于或等于 B 点。 C 点必须低于或等于 D 点。6. 阀门的流道直径及玻璃管的内径都不得小于8mm. 7. 水位表 ( 或水表柱 ) 和锅筒 ( 锅壳 ) 之间的汽水连接管上 , 应装有阀门 , 锅炉运行时阀门必须处于全开位置。一、温度仪表的作用 温度是热力系统的重要状态参数之一。在锅炉和锅炉房 热力系统中 , 给水、蒸汽和烟气等介质的热力状

41、态是否正常 , 风机和水泵等设备轴承的运行情况是否良好 , 都依靠对温度测量的仪表来进行监视。二、温度仪表的结构 常用的温度测量仪表有玻璃温度计、压力式温度计、热电偶温度计、光学温度计和热电阻温度计等多种。( 一 ) 玻璃温度计1. 玻璃温度计的原理与结构 玻璃温度计是根据水银、酒精、甲苯等工作液体具有明显热胀冷缩的物理性质制成的。在工业锅炉中使用最多的是 水银玻璃温度计和电接点水银温度计。(1) 水银玻璃温度计 , 由测温包、膨胀细管和标尺等部 分组成 , 一般有内标式和外标式 ( 又称棒式 ) 两种。内标式 水银温度计的标尺分格刻在置于膨胀细管后面的乳白色玻璃 板上。该板与温包一起封在玻璃

42、保护外壳内。通常用于测量给水温度、回水温度、省煤器出口水温 , 以及空气预热器进 出口空气温度。外标式水银温度计具有较粗的玻璃管 , 标尺 分格直接刻在玻璃管的外表面上 , 适于实验室中测量液体和气体的温度。水银玻璃温度计的优点是 , 测量范围大 (-30500oC), 精度较高 , 构造简单和价格便宜等。缺点是 , 易破损 , 示值 不够明显 , 不能远距离观察。(2) 电接点水银温度计 , 在水银温度计的膨胀细管内插 人两根导线 , 当温度到达额定值时 , 水银将导线接通 , 由于电流的作用带动控制系统 , 或者使信号装置发出声光警报。2. 玻璃温度计的安装使用要点(1) 玻璃温度计的安装

43、位置应便于观察 , 测量时不宜突然将其直接置于高温介质中。 由于玻璃的脆性 , 易损坏 , 安装内标式玻璃温度计时 , 应有金属保护套 , 保护套的连接要求端正 , 见图 4-18.(2) 为了使传热良好 , 当被测介质的温度低于 150 。 C 时 , 应在金属保护套内填充机油 , 充油高度以盖住水银球为限。当 被测介质的温度高于和等于 150 。 C 时 , 应在金属保护套内填充铜屑。( 二 ) 压力式温度计1. 压力式温度计的原理与结构 压力式温度计是根据温包里的气体或液体 , 因受热而改 变压力的性质制成的。一般分为指示式与记录式两种。前者可直接从表盘上读出当时的温度数值 , 后者有自

44、动记录装置 ,可记录出不同时间的温度数值。主要由表头、金属软管和温 包等构件组成 , 见图 4-19 。温包内装有易挥发的碳氢化合物 液体。测量温度时 , 温包内的液体受热蒸发 , 并且沿着金属 软管内的毛细管传到表头。表头的构造和弹簧管式压力表相 同 , 表头上的指针发生偏转的角度大小与被测介质的温度高 低成正比 , 即指针在刻度盘上的读数等于被测介质的温度值。压力式温度计适用于远距离测量非腐蚀性气体、蒸汽或 液体的温度 , 被测介质压力不超过 5.88MPa, 温度不超过 400 。 C 。在工业锅炉中常用来测量空气预热器的空气温度。它 的优点是 , 温度指示部分可以离开测点 , 使用方便

45、。缺点是 , 精度较低 , 金属软管容易损坏。2. 对压力式温度计的安装使用要求(1) 压力式温度计的表头应装在便于读数的地方。表头 及金属软管的工作环境温度不宜超过 60 。 C, 相对湿度应在30%80% 之间。(2) 金属软管的敷设不得靠近热表面或温度变化大的地 方 , 并应尽量减少弯曲 , 弯曲半径一般不要小于 5O mm 。外部 应有完整的保护 , 以免受机械损伤。( 三 ) 热电偶温度计1. 热电偶温度计的原理与结构热电偶温度计是利用两种不同金属导体的接点 , 受热后 产生热电势的原理制成的测量温度仪表。主要由热电偶、补偿导线和电气测量仪表 ( 检流计 ) 三部分组成 , 见图 4

46、-20 。用 两根不同的导体或半导体 ( 热电极 )ab 和 ac 的一端互相焊 接 , 形成热电偶的工作端 ( 热端 )a , 用它插人被测介质中以 测量温度。热电偶的自由端 ( 冷端 )b 、 C 分别通过导线与测 量仪表相连接。当热电偶的工作端与自由端存在温度差时 , 则 b 、 C 两点之间就产生了热电势 , 因而补偿导线上就有电流通 过 , 而且温差越大 , 所产生的热电势和导线上的电流也越大。 通过观察测量仪表上指针偏转的角度 , 可直接读出所测介质 的温度值。常用的普通销铑 铑热电偶 (WRLL 型 ) 最高测量温度为 1600 。 C, 普通销铑 铂热电偶 (WRLB) 最高测

47、量温度为 1400 。 C, 普通镍铬 镍硅热电偶 (WREU) 最高测量温度 为 1100 。 C 。热电偶温度计的优点是 , 灵敏度高 , 测量范围大 , 无需 外接电源 , 便于远距离测量和记录等。缺点是 , 需要补偿导 线 , 安装费用较贵。在工业锅炉上 , 常用来测量蒸汽温度、炉 膛火焰温度和烟道内的烟气温度。2. 对热电偶温度计的安装使用要求(1) 热电偶的安装地点应便于工作 , 不受碰撞、振动等 影响。(2) 热电偶必须置于被测介质的中间 , 并应尽可能使其 对着被测介质的流动方向成 45 。斜角 , 深度不小于 150mm 。测 量炉膛温度时 , 一般应垂直插入。若垂直插入有困

48、难时 , 也 可水平安装 , 但插入炉膛内的长度不宜大于 50Omm, 否则必 须加以支撑。(3) 热电偶安装后 , 其插入孔应用泥灰塞紧 , 以免外部 冷空气侵入后影响测量精度。用陶瓷保护的热电偶应缓慢插入被测介质 , 以免因温度突变使保护管破裂。 (4) 热电偶自由端温度的变化 , 对测量结果影响很大 , 必须经常校正或保持自由端温度的恒定。 ( 四 ) 热电阻温度计热电阻温度计是利用导体或半导体的电阻随温度变化而 改变的性质制成的 , 通过测量金属电阻值大小 , 得出所测温 度的数值。 热电阻常用材料有销和铜 , 结构如图 4-21。热电阻外面一般要加保护套管 , 保护套管材料要耐温、耐

49、腐蚀、承受温度剧变、密封性好及足够的机械强度。 用热电阻测量 500 。 C 以下的温度 , 具有比热电偶更高的测量精度。销热电阻可以测量 -200650 。 C, 铜热电阻可以测 量 -50150 。 C 范围温度。热电 阻也能远距离测量和显示。安装 方式同热电偶类似。热电阻与温 度显示仪表通过导线连接而成为测温显示装置 , 用以测量气 体、液体和蒸汽的温度。( 五 ) 光学温度计 光学温度计是非接触式测温仪表 , 它是利用物体的光谱辐 射亮度随温度的升高而增长的 原理制成的。光学温度计在锅炉中 , 主要用来测量炉膛火焰温度。测 温时 , 先将物镜对准被测火焰 , 移动物镜筒 , 使被测火焰

50、物 象与灯丝在同一平面内。再慢慢地调节电阻大小 , 以使火焰 与灯丝具有相同的亮度 , 即灯丝顶端消失不见 , 参见图 4-22, 这时毫伏计即指出被测火焰的表面温度。 光学温度计有隐丝式和恒亮式两种。分别可以测量 9003000 。 C 和 9001500 。 C 范围温度。 三、对温度仪表的安全技术要求 1. 为测量蒸汽锅炉的下列温度 , 应在相应部位装设测温仪表(1) 过热器出口的汽温 ;(2) 由几段平行管组组成的过热器的每组出口的汽温 ;(3) 铸铁省煤器出口的水温 ;(4) 燃油锅炉空气预热器烟气出口的烟温 ;(5) 过热器的人口烟温 ;(6) 燃油锅炉燃烧器的燃油人口油温。 在省

51、煤器人口或锅炉的给水管道上 , 应装设温度计插座。有过热器的锅炉 , 还应装设过热蒸汽温度的记录仪表。2. 在热水锅炉进、飞出水口均应装置温度计。温度计应正 确反映介质温度 , 并应便于观察。锅炉出口应装置超温警报 器。 额定供热量大于或等于 14MW 的热水锅炉 , 安装在锅炉出水口的测量温度仪表应是记录式的。 在燃油热水锅炉中 , 还应装置温度测量仪表 , 以测量燃油温度和空气预热器烟气出口的烟温。3. 有机热载体炉出口的气相或液相有机热载体输送管道上 , 在截止阀前靠近有机热载体炉的地方应安装温度显示和 记录仪表 ; 有机热载体炉热功率不超过 2.8MW, 可只装温度 显示仪表。在液相炉

52、回路的人口处应装温度显示仪表。液相炉有机热载体的出口处 , 应装有超温报警装置。4. 有表盘的温度测量仪表的最大量程 , 应为所测正常温 度的 1.52 倍。5. 温度测量仪表的校验和维护 , 应符合国家计量部门的 规定。闸阀是常用的截断阀之一，主要用来接通或截断管路中的介质，不适用于调节介质流量.闸阀适用于压力、温度及口径范围很大，尤其适用于中、大口径的管道。关键词：阀门，分类，定义一、闸阀闸阀是常用的截断阀之一，主要用来接通或截断管路中的介质，不适用于调节介质流量。闸阀适用于压力、温度及口径范围很大，尤其适用于中、大口径的管道。闸阀的主要标准GB12232-89通用阀门法兰连接铁制闸阀GB

53、12234-89通用阀门法兰和对焊连接钢制闸阀GB8464-87内螺纹连接闸阀、截止阀、球阀、止回阀通用技术条件GB8465.1-87内螺纹连接闸阀、截止阀、球阀、止回阀基本尺寸铁制闸阀JB/T53162-91闸阀产品质量分等JB/T5298-91管线用钢制平板闸阀JB/Z243-85闸阀静压寿命试验规程JB/TQ648-88铁制对夹式平板闸阀JB/T53200-94铁制对夹式平板闸阀产品质量分等JB/T53242-94钢制平板闸阀产品质量分等二、截止阀、节流阀截止阀是一种常用的截断阀，主要用来接通或截断管路中的介质，一般不用于调节流量。截止阀适用压力、温度范围很大，但一般用于中、小口径的管道

54、。截止阀的主要标准GB12233-89通用阀门铁制截止阀与升降式止回阀GB12235-89通用阀门法兰连接钢制截止阀与升降式止回阀JB/T53174-94截止阀产品质量分等JB/T53165-92高压平衡截止阀产品质量分等GB/T587-93船用法兰青铜截止阀GB/T590-93船用法兰铸铁截止阀GB8464-87内螺纹连接闸阀、截止阀、球阀、止回阀通用技术条件GB8465.2-87内螺纹连接闸阀、截止阀、球阀、止回阀基本尺寸铁制截止阀三、节流阀节流阀是通过改变流道截面以控制流体的压力及流量，属于调节阀类，但由于它的结构限制，没有调节阀的调节特性，故不能代替调节阀使用。截止型节流阀在结构上除了

55、启阀件及相关部分外，均与截止阀相同。节流阀的启闭件大多为圆锥流线型。四、蝶阀蝶阀是用随阀杆转动的圆形蝶板作启闭件，以实现启闭动作的阀门.蝶阀主要用截断阀使用，亦可设计成具有调节或截断兼调节的功能。目前蝶阀在低压大中口径管道上的使用越来越多。蝶阀的主要标准GB12238-89通用阀门法兰和对夹连接蝶阀JB/T53171-94蝶阀产品质量分等JB/Z248-85蝶阀静压寿命试验规程五、止回阀止回阀是能自动阻止流体倒流的阀门。止回阀的阀瓣在流体压力作用下开启，流体从进口侧流向出口侧。当进口侧压力低于出口侧时，阀瓣在流体压差、本身重力等因素作用下自动关闭以防止流体倒流。GB12233-89通用阀门铁制

56、截止阀与升降式止回阀GB12235-89通用阀门法兰连接钢制截止阀与升降式止回阀GB12236-89通用阀门钢制旋启式止回阀GB/T13932-92通用阀门铁制旋启式止回阀GB/T589-93船用法兰青铜止回阀GB/T592-93船用法兰铸铁止回阀GB8464-87内螺纹连接闸阀、截止阀、球阀、止回阀通用技术条件GB8465.4-87内螺纹连接闸阀、截止阀、球阀、止回阀基本尺寸铁制止回阀JB/T53036-92止回阀产品质量分等六、球阀球阀是用带圆形通孔的球体作启闭件，球体随阀杆转动，以实现启闭动作的阀门。球阀的主要标准GB12237-89通用阀门法兰和对焊连接钢制球阀GB/T15185-94

57、铁制和铜制球阀GB8464-87内螺纹连接闸阀、截止阀、球阀、止回阀通用技术条件GB8465.3-87内螺纹连接闸阀、截止阀、球阀、止回阀基本尺寸铁制球阀JB/T53167-94球阀产品质量分等JB/Z246-85球阀静压寿命试验规程七、隔膜阀隔膜阀是一种特殊形式的截断阀，其启闭件是一块用软质材料制成的隔膜，它将阀体内腔与阀盖内腔隔开。八、旋塞阀旋塞阀是用带孔的塞体作为启闭件，塞体随阀杆转动，以实现启闭动作的阀门。旋塞阀的塞体多为圆锥体，也有圆柱体，旋塞阀结构简单、启闭迅速、流体阻力小。旋塞阀通常用于压力不高、口径不大的场合。旋塞阀多用于截断介质流动，也可进行介质分配，三通旋塞阀和四通旋塞阀则

58、多用于改变介质流动方向或进行介质分配。九、柱塞阀十、安全阀安全阀用在锅炉、压力容器等受压设备上作为超压保护装置。当被保护设备内介质压力异常升高达到规定值时，阀门自动开启，继而全量排放，以防止压力继续升高，当压力降低到另一规定值时，自动关闭。安全阀的主要标准GB12241-89安全阀一般要求GB12242-89安全阀性能试验方法GB12243-89弹簧直接载荷式安全阀ZBJ98013-89电站安全阀技术条件JB/T53170-94弹簧直接载荷式安全阀产品质量分等十一、减压阀减压阀是调节阀的一种，它是通过启闭件的节流，将进口压力降至某一需要的出口压力，并能在进口压力及流量变动时，利用介质本身的能量保持出口压力基本不变的阀门。十二、疏水阀疏水阀是用于蒸汽管网及设备中，能自动排出凝结水、空气及其它不凝结气体，并阻水蒸汽泄漏的阀门十三、排污阀十四、调节阀该阀用于水、蒸汽管网上作为调节流量之用，自锁型能使管网始终保持平衡状态。