锅炉附件与安装件

锅炉所需的各种附件、配件和控制装置的概述，从铭牌和安全阀到水位计和液位控制。

锅炉铭牌

在19世纪下半叶，蒸汽锅炉爆炸是常有的事。为此，在曼彻斯特成立了一家公司，其目标是通过对蒸汽锅炉进行独立检查来减少爆炸次数。这家公司实际上就是当今安全联合会（SAFed）的前身，该机构是英国锅炉控制装置和附件获得批准的必要机构。

在相对较短的时间内，在接受检查的11 000台锅炉中，只有8台发生了爆炸。相比之下，未经该计划检查的锅炉有260台蒸汽锅炉发生爆炸。这一成功促成了《锅炉爆炸法》（1882年），其中包括对锅炉铭牌的要求。锅炉铭牌的示例如图3.7.1所示。

序列号和型号唯一标识锅炉，用于向制造商订购备件以及在锅炉主日志记录簿中使用。

锅炉的额定输出可以用多种方式表示，如本模块组前面的模块中所讨论的。

安全阀 锅炉的一个重要附件是安全阀。其功能是保护锅炉壳体免受超压和随后的爆炸。在英国：

在欧洲，与蒸汽锅炉安全阀适用性相关的事项由欧洲标准EN 12953管辖。在美国和世界其他一些地区，此类事项由ASME标准涵盖。蒸汽锅炉装置上安装了许多不同类型的安全阀，但通常它们都必须满足以下标准：

安全阀的总排放能力必须至少等于锅炉的”从100°C水并在100°C蒸发”能力。如果使用”从和在”蒸发量来确定安全阀的尺寸，安全阀能力将始终高于实际最大蒸发锅炉能力。
安全阀的全额定排放能力必须在锅炉设计压力的110%以内达到。
连接到锅炉的安全阀最小入口口径应为20 mm。
安全阀的最大设定压力应为锅炉的设计（或最大允许工作）压力。
锅炉正常工作压力与安全阀设定压力之间必须有足够的裕量。

安全阀法规（英国）

锅炉应至少安装一个按锅炉额定输出确定尺寸的安全阀——详情请参阅EN 12953。安全阀的排放管路必须畅通无阻，并在底部排放以防止冷凝水积聚。良好的做法是确保排放管路尽可能短，弯头数量最少，以免超过阀门制造商规定的允许背压。排放管路的内径大于安全阀出口连接的内径是完全正常的，但在任何情况下都不应小于安全阀出口连接的内径。

锅炉截止阀

蒸汽锅炉必须安装一个截止阀（也称为主汽阀），用于将蒸汽锅炉及其压力与工艺或工厂隔离。它通常是旋启式的角形截止阀。图3.7.3显示了此类典型截止阀。过去，这些阀门通常由铸铁制造，钢和青铜用于较高压力的应用。在英国，BS 2790（最终将被EN 12953取代）规定铸铁阀门不再允许用于蒸汽锅炉的此类应用。球墨铸铁（SG铸铁）不应与灰铸铁混淆，因为其机械性能接近钢材。因此，许多锅炉制造商使用球墨铸铁阀门作为标准。截止阀不是设计用作节流阀的，应完全打开或关闭。应始终缓慢打开，以防止下游压力突然升高及相关的水锤，并有助于限制锅炉压力的下降和任何可能的汽水共腾。为符合英国法规，阀门应为”升降手轮”型。这使锅炉操作员可以轻松看到阀门位置，即使从地面层也是如此。所示阀门装有指示器，使操作员更容易观察。在多台锅炉应用中，应额外安装一个截止阀，与主汽阀串联。至少其中一个阀门应可锁定在关闭位置。额外的阀门通常是旋启式止回截止阀，可防止一台锅炉对另一台加压。或者，也可以使用旋启式阀门，并在主汽阀和自身的法兰之间夹一个阀瓣式止回阀。

给水止回阀

给水止回阀（如图3.7.4和3.7.5所示）安装在给水泵和锅炉之间的锅炉给水管线上。锅炉给水截止阀安装在锅炉壳体上。止回阀包含一个弹簧，相当于高位给水箱在锅炉无压力时的水头。这可以防止锅炉因给水箱的静压头而被水淹没。在正常蒸发条件下，止回阀以常规方式运行，在给水泵不运行时阻止锅炉中的回流进入给水管线。当给水泵运行时，其压力克服弹簧，正常向锅炉供水。由于需要良好的密封，且涉及的温度相对较低（通常低于100°C），带有EPDM（乙丙橡胶）软密封的止回阀通常是最佳选择。

锅炉水质控制

水质维护对蒸汽锅炉的安全高效运行至关重要。各种参数的测量和控制是一个复杂的课题，也受到许多法规的约束。因此，本模块组后面将详细介绍。接下来几节的目标仅仅是介绍在锅炉上可以看到的附件。

TDS控制

此装置控制锅炉水中总溶解固体（TDS）的含量，有时也称为”连续排污”。锅炉连接通常为DN15或DN20。系统可以是手动或自动的。无论使用何种系统，都将锅炉水样本中的TDS与设定值进行比较；如果TDS水平过高，将释放一定量的锅炉水，由TDS水平低得多的给水替代。这起到了稀释锅炉中的水并降低TDS水平的效果。在手动控制的TDS系统上，每班次取样一次锅炉水。典型的自动TDS控制系统如图3.7.6所示。

底部排污

此装置从锅炉底部排出污泥或沉淀物。控制装置是一个较大的（通常DN25至DN50）钥匙操作阀。此阀门通常每班次开启约5秒。图3.7.7展示了钥匙操作的手动底部排污阀，而图3.7.8展示了自动底部排污阀及其在排污系统中的典型位置。

压力表

所有锅炉必须至少安装一个压力指示器。通常的类型是符合EN 12953的简单压力表。表盘直径应至少为150 mm，采用波登管式，应标记指示正常工作压力和最大允许工作压力/设计压力。压力表连接到锅炉的蒸汽空间，通常带有环形虹吸管，其中充满凝结的蒸汽，以保护表盘机构免受高温影响。压力表可安装到其他压力容器上，如排污罐，通常带有较小的表盘，如图3.7.9所示。

水位计及其附件

所有蒸汽锅炉都至少安装一个水位指示器，但额定功率在100 kW及以上的锅炉应安装两个指示器。这些指示器通常称为符合EN 12953的水位计。水位计显示锅炉中水的当前液位，不受锅炉运行条件的影响。水位计的安装应使其最低读数显示在过热点上方50 mm处的水位。水位计还应安装保护罩，但不应妨碍水位的可见性。图3.7.10显示了典型的水位计。水位计容易受到多种来源的损坏，例如锅炉水中化学物质的腐蚀，以及排污期间的冲蚀，特别是在蒸汽端。任何腐蚀或冲蚀迹象都表明需要更换新的水位计。测试水位计蒸汽连接时，应关闭水旋塞。测试水位计水连接时，应关闭蒸汽旋塞管。 测试水位计时，应遵循以下步骤：

关闭水旋塞并打开排水旋塞约5秒。
关闭排水旋塞并打开水旋塞。水应相对较快地回到正常工作液位。如果没有发生这种情况，则可能是水旋塞堵塞，应尽快采取补救措施。
关闭蒸汽旋塞并打开排水旋塞约5秒。
关闭排水旋塞并打开蒸汽旋塞。如果水没有相对较快地回到正常工作液位，则蒸汽旋塞可能存在堵塞。应尽快采取补救措施。授权操作员应每天至少系统地测试一次水位计，并应配备适当的面部和手部防护，以防止玻璃破裂时发生烫伤。注意：所有水位计旋塞的手柄在运行状态下应指向下。

水位计保护罩

水位计保护罩应保持清洁。当保护罩在原地清洁或拆下清洁时，应暂时关闭水位计。关闭水位计前确保水位令人满意，注意不要触碰或碰撞水位计。清洁完成后，保护罩装回后，应测试水位计并将旋塞设置在正确位置。

维护

水位计应在每次年度检查时进行彻底检修。缺乏维护可能导致填料硬化和旋塞卡死。如果旋塞手柄弯曲或变形，需要特别小心确保旋塞完全打开。损坏的附件应立即更换或修复。由于水质问题，水位计常常会变色；也会因冲蚀而变薄和磨损。因此，应定期更换水位计。锅炉房应始终备有备用玻璃管和锥形填料的库存。记住：

如果蒸汽通道堵塞，水位计可能会给出虚假的高水位。测试水位计后，仍可能显示虚假的高水位。
如果水通道堵塞，由于蒸汽在玻璃管中凝结，可能会观察到人为的高水位。测试后，除非锅炉中的水位高于上部连接处（在这种情况下水可能从此连接流入玻璃管），否则玻璃管将倾向于保持空置。
必须以最谨慎的态度对待水位计液位，因为它们是锅炉内部水位状况的唯一视觉指示器。任何被感知为异常的水位都必须在观察到时立即调查，必要时立即采取措施关闭锅炉燃烧器。

水位控制装置

蒸汽锅炉中维持正确水位对其安全高效运行至关重要。水位的感应方法及随后的水位控制是一个复杂的课题，受到许多法规的约束。以下几节将提供简要概述，该课题将在后面更详细地讨论。

外部液位控制腔体

液位控制腔体安装在锅炉外部，用于安装液位控制装置或报警器，如图3.7.11所示。液位控制装置或报警器的功能每天使用顺序吹扫阀进行检查。将手轮完全逆时针旋转时，阀门处于”正常工作”位置，后座关闭排水连接。手轮表盘可能类似于图3.7.12所示。有些手轮没有表盘，而是依靠机构来确保正确操作。

以下是锅炉在带压且燃烧器运行时可用于测试控制装置的典型步骤：

缓慢顺时针旋转手轮，直到指示指针位于第一个”暂停”位置。浮子腔连接被隔开，排水连接打开，水连接被吹通。
暂停5至8秒。
将手轮进一步缓慢顺时针旋转至全行程。水连接被关闭，排水阀保持打开，浮子腔和蒸汽连接被吹通。锅炉控制装置应像锅炉水位降低一样动作，即泵运行和/或声音报警响起，燃烧器切断。或者，如果液位控制腔体装有第二个或额外的低水位报警器，锅炉应锁定。
暂停5至8秒。
将手轮缓慢完全逆时针旋转，关闭后座至”正常工作”位置。
顺序吹扫阀由多个不同的制造商提供。每个制造商的操作步骤可能不同。有关此操作，务必遵循制造商的说明。

内部安装的液位控制装置

带有安装在锅炉壳体（或蒸汽汽包）内部的传感器（或探头）的液位控制系统也是可用的。这些系统比外部安装的系统提供更高程度的安全性。液位报警系统还可以提供系统完整性的自检功能。由于它们安装在内部，不需要按外部腔体的要求进行排污吹扫程序。系统操作通过蒸发测试到”第一低水位”位置进行测试，然后吹扫到”第二低水位”位置。安装保护管以抑制水在传感器周围的流动。

排气阀和真空破坏器

当锅炉从冷态启动时，蒸汽空间充满空气。这种空气没有热值，并由于其对换热面的屏蔽作用，会对蒸汽装置性能产生不利影响。如果空气未被充分去除，还可能在冷凝水系统中引起腐蚀。可以使用简单的旋塞从蒸汽空间排出空气；通常在压力表显示约0.5 bar压力之前保持打开。旋塞的替代品是平衡压力排气阀，它不仅免除了锅炉操作员手动排气的任务（从而确保实际执行），而且更加精确，并能排放可能在锅炉中积聚的气体。典型的排气阀如图3.7.14所示。当锅炉停用时，蒸汽空间中的蒸汽凝结并留下真空。此真空导致外部对锅炉施加压力，可能导致锅炉检查门泄漏、锅炉平封板损坏以及停运锅炉过满的危险。为避免这种情况，需要在锅炉壳体上安装真空破坏器（见图3.7.14）。