鍋爐安全閥吹灰裝置

鍋爐安全閥吹灰裝置安全閥安全閥是一類非常重要的保護(hù)用閥門(mén)，廣泛應(yīng)用在各種受壓容器和管道系統(tǒng)上，以防止壓力升高超過(guò)允許數(shù)值。安全閥是一種自動(dòng)機(jī)構(gòu)。當(dāng)受壓系統(tǒng)中的壓力過(guò)分升高超過(guò)規(guī)定值時(shí)，它能自動(dòng)打開(kāi)，把過(guò)剩的介質(zhì)排放到大氣中去，以保證受壓容器和管道系統(tǒng)安全運(yùn)行和防止事故發(fā)生，而在壓力回降到工作壓力或略低于工作壓力時(shí)又自動(dòng)關(guān)閉。安全閥的總排放能力，通常取等于或大于被保護(hù)設(shè)備的最大通流量。例如，對(duì)于裝設(shè)在鍋爐汽包和過(guò)熱器上的安全閥，其總的排汽量應(yīng)等于或略大于鍋爐的最大連續(xù)蒸發(fā)量，以保證在外界發(fā)生事故（如汽機(jī)電負(fù)荷）時(shí)，能將送不出的全部蒸汽及時(shí)從安全閥排出，確保鍋爐的安全。一、安全閥的基本特性和要求1、安全閥的各種壓力定義為了了解安全閥的動(dòng)作原理和其他動(dòng)作過(guò)程，也為了設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)的需要，有必要對(duì)安全閥的有關(guān)各種壓力作如下說(shuō)明。（1）、最高允許壓力Pmax：是指相應(yīng)金屬溫度下，容器中允許的最高壓力，也就是說(shuō)當(dāng)介質(zhì)通過(guò)安全閥排放時(shí)，被保護(hù)容器內(nèi)允許的最高壓力。運(yùn)行壓力：是指容器在工作中經(jīng)常承受的表壓力。（2）、全開(kāi)壓力：是指安全閥在全開(kāi)啟行程下的閥前壓力。全開(kāi)壓力又稱排放壓力。（3）、整定壓力：是調(diào)整的使安全閥開(kāi)啟的入口壓力。（4）、回座壓力：又叫關(guān)閉壓力，是安全閥動(dòng)作開(kāi)啟后，當(dāng)容器壓力下降到該壓力時(shí)安全閥關(guān)閉時(shí)的壓力。（5）、回差ΔP：是指容器的工作壓力同安全閥的回座壓力之差。2、對(duì)安全閥工作的要求（1）、當(dāng)達(dá)到最高允許壓力時(shí)，安全閥應(yīng)能可靠地開(kāi)啟到應(yīng)達(dá)到的高度，并排放出規(guī)定量的工作介質(zhì)。（2）、在達(dá)到開(kāi)啟壓力時(shí)，安全閥應(yīng)迅速開(kāi)啟并達(dá)到規(guī)定的開(kāi)度。如果安全閥在整定的壓力下不能及時(shí)動(dòng)作，使開(kāi)啟滯后，那就可能導(dǎo)致系統(tǒng)壓力大大超過(guò)強(qiáng)度條件所允許的數(shù)值，從而引起容器或管道的破裂以及其他危險(xiǎn)情況。（3）、安全閥在開(kāi)啟狀態(tài)下排放時(shí)應(yīng)穩(wěn)定而無(wú)振蕩現(xiàn)象。閥瓣的振蕩，就是閥門(mén)處于迅速不斷開(kāi)關(guān)的狀態(tài)。閥瓣的振蕩會(huì)使安全閥排放能力降低并使壓力升高，同時(shí)閥瓣忽開(kāi)忽關(guān)，會(huì)撞擊閥座，造成閥座和閥瓣密封面的損壞，為了避免閥瓣的振蕩，安全閥的通道截面尺寸及其結(jié)構(gòu)應(yīng)符合要求。（4）、安全閥應(yīng)在壓力稍低于容器內(nèi)工作壓力時(shí)，能及時(shí)有效地關(guān)閉。如果安全閥不能及時(shí)地關(guān)閉，會(huì)使系統(tǒng)中的壓力過(guò)分降低。這樣不僅損失了工作介質(zhì)和能量，而且使系統(tǒng)中的壓力過(guò)分降低，這樣不僅損失了介質(zhì)和能量，而且使系統(tǒng)的工況遭到擾亂。（5）、安全閥處于關(guān)閉狀態(tài)，在正常工作壓力下，應(yīng)保持良好的密封性能。二、安全閥的分類安全閥的種類很多，可以從各個(gè)角度來(lái)劃分，但是根據(jù)發(fā)電廠經(jīng)常使用來(lái)看，大致分類如下：1、按作用在閥瓣上的載荷形式劃分，有杠桿重錘式安全閥和彈簧式安全閥，這兩大類是目前大量生產(chǎn)，也是發(fā)電廠中廣泛采用的。1、按安全閥關(guān)閉件開(kāi)啟的開(kāi)度分類有微啟式安全閥和全啟式安全閥。微啟式安全閥是指閥瓣開(kāi)啟的高度為閥座直徑的1/15/～1/20。其排量的截面積為閥瓣和閥座的密封面之間形成的環(huán)狀間隙。這種安全閥用于排量不大的情況，主要用于液體介質(zhì)。全開(kāi)式安全閥是指閥瓣開(kāi)啟高度為閥座直徑的1/3～1/4。這種安全閥限制排量的截面積也就是閥座的最小截面積。它主要用于蒸汽或氣體介質(zhì)。3、按作用原理分類有直接作用式安全閥和非直接作用式安全閥，直接作用式安全閥是在工作介質(zhì)壓力的直接作用下開(kāi)啟，非直接作用式安全閥的主安全閥的開(kāi)啟是借助于專門(mén)的驅(qū)動(dòng)能源來(lái)實(shí)現(xiàn)，發(fā)電廠常見(jiàn)的這類安全閥如脈沖式安全閥，它由脈沖閥引來(lái)的同一工作介質(zhì)被用作驅(qū)動(dòng)主安全閥的脈沖。三、安全閥的工作原理1、杠桿重錘式安全閥杠桿重錘式安全閥主要依靠杠桿重錘的作用力而工作。圖9－3為這種安全閥的示意圖。安全閥瓣1與杠桿3連接，重錘的作用力通過(guò)連接杠桿作用在閥瓣上，在正常狀態(tài)下，介質(zhì)加于閥瓣上的力被重錘杠桿機(jī)械力所平衡，當(dāng)工作壓力超過(guò)規(guī)定值時(shí)，平衡力就會(huì)被破壞，這時(shí)閥瓣2、開(kāi)放式彈簧安全閥這是一種使介質(zhì)間斷地直接排放到大氣中去的結(jié)構(gòu)，它常被選做過(guò)熱器聯(lián)箱上的安全裝置。彈簧靠它上端的彈簧座固定在橫梁下邊，并且在下端用一個(gè)同樣的彈簧座套裝在閥桿上，閥瓣上裝有與支柱銜接的滑動(dòng)導(dǎo)向板，以使閥瓣保持在規(guī)定的中心位置上，當(dāng)被保護(hù)系統(tǒng)的壓力升高達(dá)到閥門(mén)動(dòng)作壓力時(shí)，某一瞬間，介質(zhì)就開(kāi)始產(chǎn)生泄漏，隨著壓力的升高，閥瓣開(kāi)始升起，這種安全閥是阻礙著容器內(nèi)壓力的升高而逐漸開(kāi)啟的，它是微啟式安全閥，當(dāng)系統(tǒng)中的壓力回降到工作壓力或稍低于工作壓力時(shí)，安全閥關(guān)閉。3、脈沖式安全閥現(xiàn)代高壓大容量鍋爐上廣泛采用脈沖式安全閥，它由脈沖杠桿式安全閥和主安全閥組成，脈沖閥通過(guò)管子與裝設(shè)至安全閥的鍋爐出來(lái)的高壓蒸汽管路連接，當(dāng)鍋爐壓力超過(guò)規(guī)定值時(shí)，脈沖閥的閥瓣被頂開(kāi)，高壓蒸汽經(jīng)過(guò)脈沖管進(jìn)入主安全閥中活塞上面的窨，由于活塞面積大于主閥瓣的面積，因此活塞通過(guò)閥桿將主閥瓣壓下，閥門(mén)開(kāi)啟，排放多余的蒸汽；當(dāng)鍋爐壓力降至規(guī)定值時(shí)，脈沖閥的閥瓣即回座關(guān)閉，主安全閥活塞上的蒸汽壓力隨之降低，從而使主安全閥的閥瓣在其下面的蒸汽壓力作用下跟著上升而關(guān)閉。脈沖式安全閥排汽能力大，密封性能好，動(dòng)作靈活，啟閉延遲小，能較好地保護(hù)鍋爐的安全運(yùn)行，故在大、中型鍋爐上得到廣泛的應(yīng)用。四、XX電廠2027t/h鍋爐本體上裝設(shè)的安全閥為保證蒸發(fā)設(shè)備、過(guò)熱器和再熱器等承壓受熱面不超壓工作，XX電廠2027t/h鍋爐在汽包、過(guò)熱器出口集汽聯(lián)箱，再熱器進(jìn)口蒸汽連通管及出口集汽聯(lián)箱上共裝設(shè)了14只安全閥，其中，汽包上有4只，過(guò)熱器出口有2只，再熱器進(jìn)口6只，再熱器出口有2只。2只PCV閥安裝在過(guò)熱器出口，其壓力設(shè)定和排放量的詳細(xì)情況見(jiàn)鍋爐安全伐數(shù)據(jù)單和過(guò)熱器PCV數(shù)據(jù)單。全壓下PCV有10%BMCR的排放量，PCV的作用是提供額外的釋放能力以防止鍋爐安全伐不必要的起座，設(shè)定PCV在安全伐動(dòng)作之前起座?；瑝哼\(yùn)行期間PCV設(shè)定點(diǎn)以一個(gè)高于過(guò)熱器出口壓力0.77Mpa裕度跟蹤過(guò)熱器出口壓力，壓力降至設(shè)定點(diǎn)以下0.05Mpa回座。PCV僅在壓力大于1Mpa以上開(kāi)啟動(dòng)作，1Mpa以下關(guān)閉。它可以從DCS或后備盤(pán)上手動(dòng)操作。全部安全閥均為單彈簧式，它主要由閥體、閥座、閥瓣、閥桿、襯套、導(dǎo)向套、彈簧、彈簧座、支架、調(diào)節(jié)螺桿及螺母等組成。閥門(mén)的密封面料平面型，閥瓣材料為PLATNAM，閥座材料為鉬，表面噴涂以PLATNAM材料，硬度很高，以增強(qiáng)抵抗高速汽流沖蝕的性能，密封的徑向?qū)挾容^窄。這將有助于提高閥閡的嚴(yán)密性。為使閥閥能平衡地開(kāi)啟與關(guān)閉，以減小密封接觸面的相對(duì)磨擦，閥桿底端經(jīng)一個(gè)圓球與閥瓣相接觸；或閥桿底羰制成尖錐形，與閥瓣之間呈錐頂接觸（如再熱器安全閥）。使之在頂壓時(shí)具有自動(dòng)調(diào)整作用，保證蒸汽作用力能沿軸線作用在閥瓣上。此外，在閥瓣的外周上還采用了導(dǎo)向裝置——導(dǎo)向套筒，以保證閥瓣能平整、準(zhǔn)確地落到閥座上，這對(duì)于接觸較窄的密封面尤為需要。調(diào)節(jié)螺桿用來(lái)調(diào)整作用于閥瓣上的彈簧張力，即閥門(mén)起座壓力的大小可通過(guò)改變調(diào)節(jié)螺桿的位置來(lái)調(diào)整（改變彈簧的預(yù)緊力）。為減小調(diào)整時(shí)的磨擦阻力，在汽包安全閥調(diào)節(jié)螺桿的襯套與上部閥門(mén)之間嵌裝了一只推力軸承。安全閥的機(jī)械動(dòng)作原理如下：在正常情況下，閥門(mén)所在處的蒸汽壓力低于安全閥的起座壓力，此時(shí)，由于彈簧對(duì)閥瓣的向下作用力大于蒸汽對(duì)閥瓣的向上作用力，使閥門(mén)在差壓作用下處于密閉狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生異常情況致使蒸汽壓力達(dá)到起座壓力時(shí)，將使蒸汽的作用力大于彈簧的作用力，閥瓣被頂起（與此同時(shí)，彈簧隨之稍被壓縮，彈簧張力相應(yīng)增大，此時(shí)由于閥瓣的密封面及其外周平面已暴露在汽流之中，于是，即能領(lǐng)先蒸汽對(duì)這部分附加作用面所施加的托力來(lái)抵消彈簧所增的張力，使閥瓣保持一定的開(kāi)啟高度）。蒸汽即從閥瓣側(cè)邊的排氣管排出，蒸汽壓力隨之降低，當(dāng)汽壓力下降至回座壓力時(shí)，彈簧對(duì)閥瓣的作用力復(fù)又大于蒸汽對(duì)閥瓣的作用力，安全閥回復(fù)至正常狀態(tài)。為確保過(guò)熱器的安全運(yùn)行，過(guò)熱器出口安裝了一臺(tái)功率控制閥，它除了具備上述動(dòng)作機(jī)能之外，在必要時(shí)，還可以利用壓縮空氣將閥門(mén)開(kāi)啟。即在氣缸作用下，帶動(dòng)控制桿向上運(yùn)動(dòng)。進(jìn)而將閥桿提起，排出多余的蒸汽。壓縮空氣助動(dòng)范圍為96.3～182.28bar·g五、安全閥的安裝、運(yùn)行維護(hù)安全閥在安裝之前，應(yīng)進(jìn)行檢查，消除存在的缺陷，清除臟物和其它雜物。安全閥應(yīng)處于垂直位置，不管是在置放或起吊時(shí)都應(yīng)讓其處于直立位置。絕不能側(cè)放。以防中心不正，損壞內(nèi)部。必須注意在安裝排汽、疏水管道時(shí)不應(yīng)使閥門(mén)承受過(guò)大的應(yīng)力。否則會(huì)使閥門(mén)產(chǎn)生變形和漏泄。安全閥工作的穩(wěn)定性對(duì)安全閥的排放能力和使用壽命有著重要的關(guān)系。安全閥工作的動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定。就會(huì)出現(xiàn)閥瓣的振蕩。所謂閥瓣振蕩，就是指閥門(mén)的反復(fù)迅速開(kāi)啟又關(guān)閉。閥瓣的振蕩會(huì)使排放能力減少，閥瓣同閥座的頻繁碰撞會(huì)損壞安全閥的密封面及其他零件。安全閥工作的不穩(wěn)定性主要是由下列原因引起的：安全閥的排放能力超過(guò)進(jìn)入閥門(mén)的介質(zhì)量、彈簧剛度過(guò)大、閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)在閥瓣上方腔中出現(xiàn)大的背壓以及外界的動(dòng)態(tài)干擾等。如果由于某種原因，通過(guò)安全閥的排汽量大于該時(shí)刻的緊急排量（譬如在閥門(mén)的進(jìn)口管道的截面積不夠的情況下）。則系統(tǒng)中的壓力將降低下來(lái)，并很快達(dá)到安全閥的回座壓力。安全閥就關(guān)閉，但產(chǎn)生緊急排汽的原因并未消除，就導(dǎo)致壓力重新升高，安全閥再次開(kāi)啟，于是閥瓣和彈簧開(kāi)始振蕩。彈簧剛度過(guò)大或閥瓣上方腔體內(nèi)產(chǎn)生的壓力超過(guò)設(shè)計(jì)的背壓時(shí)也可能導(dǎo)致安全閥在壓力高于初始開(kāi)啟壓力的情況下關(guān)閉，引起閥瓣的振蕩。外界的干擾作用也會(huì)引起安全閥的振蕩。例如蒸汽管道振蕩會(huì)使安全閥的整定壓力變化。振動(dòng)劇烈時(shí)，不僅引起閥門(mén)的振蕩，而且會(huì)損壞閥門(mén)，特別是當(dāng)振動(dòng)載荷的頻率接近安全閥運(yùn)動(dòng)零件的自由振動(dòng)頻率時(shí)，危害更大。所以要盡可能消除進(jìn)出口管道的振動(dòng)以及管道中的壓力脈動(dòng)。對(duì)使用中的安全閥要作定期的檢查與試驗(yàn)。應(yīng)特別注意閥座和閥瓣密封面的狀況以及彈簧的狀況。對(duì)于密封面出現(xiàn)的缺陷用機(jī)械加工和研磨的方法進(jìn)行修理。檢查彈簧表面是否有裂紋及腐蝕，檢查彈簧在靜載荷下的特性。吹灰器吹灰器的作用是清除受熱面上的結(jié)渣和積灰，維持受熱面的清潔，以保證鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。吹灰器按結(jié)構(gòu)特征的不同，可分為筒單噴式、回轉(zhuǎn)固定式、伸縮式及擺動(dòng)式幾種。吹灰介質(zhì)可利用過(guò)熱蒸汽、飽和蒸汽、排污水及壓縮空氣，由于排污水和飽和蒸汽吹灰會(huì)導(dǎo)致部分水滴沖擊或飛濺到管子上，使管子遭受侵蝕，并會(huì)引起管壁溫度發(fā)生劇烈的變化而影響氣中水蒸汽的含量，不致加重低溫受熱面的腐蝕，但它需設(shè)置壓力較高的氣源及相應(yīng)的壓縮空氣系統(tǒng)，因此目前多采用過(guò)熱蒸汽作為吹灰介質(zhì)，尤其是中間再熱鍋爐，可以用再熱器的進(jìn)口蒸汽作為吹灰蒸汽的汽源，使系統(tǒng)簡(jiǎn)