王健

摘 要：鍋爐作為工業(yè)生產(chǎn)中重要的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，在促進(jìn)工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。工業(yè)鍋爐的設(shè)計(jì)水平直接關(guān)系到鍋爐的運(yùn)行效率，所以在鍋爐設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)，作出合理的設(shè)計(jì)方案。加強(qiáng)鍋爐管路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確保鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，延長鍋爐使用壽命，為促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造良好的環(huán)境。

關(guān)鍵詞：工業(yè)鍋爐；設(shè)計(jì)；特點(diǎn)；注意問題

鍋爐作為工業(yè)生產(chǎn)中的特種設(shè)備，由于在運(yùn)行過程中需要承受較大的壓力以及各種應(yīng)力作用，對(duì)設(shè)計(jì)水平的要求較高。鍋爐以及相關(guān)部件需要長期處于高溫高壓的運(yùn)行狀態(tài)，各個(gè)部件之間需要依靠管路進(jìn)行能量的傳輸，所以在管路設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)結(jié)構(gòu)布置方式，材料的強(qiáng)度等進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算分析，以確保能夠達(dá)到鍋爐運(yùn)行的需求。隨著工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，鍋爐設(shè)備越來越重要，所以在進(jìn)行工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該將各方面因素進(jìn)行綜合考量，最終制定出優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方案，為推動(dòng)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

1 工業(yè)鍋爐設(shè)備的特點(diǎn)

工業(yè)鍋爐是為了滿足工業(yè)生產(chǎn)而制造的特種設(shè)備，所以自身具有一定的特點(diǎn)。對(duì)工業(yè)鍋爐的特點(diǎn)進(jìn)行分析，有利于設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化，進(jìn)而保證工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)水平的提升，能夠保證工業(yè)生產(chǎn)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

1.1 鍋爐具有破壞性與爆炸危險(xiǎn)性

鍋爐是一種能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，在能量轉(zhuǎn)換的過程中，需要保證設(shè)備具有極強(qiáng)的密封性，從而導(dǎo)致鍋爐在運(yùn)行過程中要處于高溫高壓狀態(tài)下，對(duì)設(shè)備本身而言存在極大的負(fù)荷。在鍋爐運(yùn)行過程中，由于受到水質(zhì)、燃煤質(zhì)量、運(yùn)行參數(shù)以及日常維護(hù)等各方面因素的影響，會(huì)導(dǎo)致鍋爐受熱面等部位出現(xiàn)腐蝕、裂紋以及損壞等現(xiàn)象，在鍋爐內(nèi)部壓力出現(xiàn)波動(dòng)的情況下，會(huì)引發(fā)鍋爐爆炸，產(chǎn)生極強(qiáng)的破壞性。所以在鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該做好各項(xiàng)防范措施。

1.2 工作環(huán)境惡劣

因?yàn)殄仩t的運(yùn)行環(huán)境比較特殊，所以對(duì)相關(guān)部件的影響較大，長期處于惡劣的環(huán)境中，容易造成鍋爐相關(guān)部件出現(xiàn)變形、損壞等現(xiàn)象，并且有些故障會(huì)帶有一定的聯(lián)動(dòng)性，致使整個(gè)鍋爐設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行異常。所以在鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該對(duì)此做好充分的準(zhǔn)備，盡量避免鍋爐發(fā)生安全事故。

1.3 結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性

工業(yè)鍋爐的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，組件較多，所以在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該充分考慮每個(gè)部件之間的相關(guān)性，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性，尤其管路的結(jié)構(gòu)布置，要確保鍋爐能夠安全高效運(yùn)行。所以在工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際狀況，有針對(duì)性制定設(shè)計(jì)方案，以提高鍋爐運(yùn)行效率。

2 工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)中需要注意的問題

2.1 工業(yè)鍋爐強(qiáng)度設(shè)計(jì)

為了提高工業(yè)鍋爐運(yùn)行的安全性和可靠性，應(yīng)該加強(qiáng)鍋爐的強(qiáng)度設(shè)計(jì)。在強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí)，不僅僅是對(duì)受壓元件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，還要對(duì)鍋爐所有的受力結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算分析，以確保鍋爐能夠承受較大的壓力負(fù)荷，在超負(fù)荷運(yùn)行的情況下能夠保證運(yùn)行的安全性。電站鍋爐是工業(yè)鍋爐的主要形式之一，其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，體積龐大，任何一個(gè)部件的損壞，都會(huì)對(duì)整個(gè)鍋爐系統(tǒng)造成嚴(yán)重的影響。

在進(jìn)行鍋爐強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)受力構(gòu)件的材料有較為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，材料對(duì)于荷載的抗力應(yīng)該控制在極限范圍內(nèi)，不會(huì)因?yàn)槭艿竭^大的塑性變形等原因而導(dǎo)致構(gòu)件運(yùn)行狀態(tài)異常。所以在材料選擇時(shí)，應(yīng)該根據(jù)抗氧化溫度和最高極限來計(jì)算壁溫，以及在溫度變化的情況下材料的性能會(huì)出現(xiàn)怎樣的變化，在制造過程中溫度以及工藝會(huì)對(duì)強(qiáng)度設(shè)計(jì)有何影響。在確定材料的強(qiáng)度值后，就能夠計(jì)算出許用應(yīng)力，從而為強(qiáng)度設(shè)計(jì)提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)支撐。在對(duì)受壓元件進(jìn)行常規(guī)強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該通過更深層次的理論進(jìn)行計(jì)算分析，以保證受壓元件的強(qiáng)度符合鍋爐運(yùn)行需求?？傊?，強(qiáng)度計(jì)算是工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)比較重要的環(huán)節(jié)，關(guān)系到鍋爐運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

2.2 工業(yè)鍋爐管路布置

管路在鍋爐設(shè)備中占有很大的比例，各種介質(zhì)在管路中流通進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，為了保證運(yùn)行的暢通性，需要保證管路布置的合理性，所以在工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該對(duì)管路布置進(jìn)行合理的規(guī)劃。在整體要求上，要保證結(jié)構(gòu)不連續(xù)部位的平滑性，防止因?yàn)閼?yīng)力集中而導(dǎo)致管路斷裂等現(xiàn)象的發(fā)生。所以對(duì)于開孔以及轉(zhuǎn)角焊縫等部位，應(yīng)該將結(jié)構(gòu)錯(cuò)開，避免應(yīng)力的疊加。在選擇封頭時(shí)，應(yīng)該充分考慮焊接，厚度以及應(yīng)力等問題。保證法蘭的密封性，做好密封墊等相關(guān)的密封處理。對(duì)于殼體上的開孔，應(yīng)該合理控制內(nèi)徑以及位置，符合相關(guān)規(guī)定要求。其他管路布置應(yīng)該遵循安全性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性的原則，提高鍋爐運(yùn)行效率。

2.3 鍋爐設(shè)計(jì)水位問題

在鍋爐設(shè)計(jì)中往往會(huì)存在鍋爐水位表接口位置不適合的問題，這些問題會(huì)造成鍋爐的最低水位比最高的火界還要低，甚至是出現(xiàn)最低水位比最高火界還要高，這幾種情況都是不允許出現(xiàn)的。正確的鍋爐水位表的連管位置應(yīng)當(dāng)是按照鍋爐的實(shí)際工作環(huán)境來確認(rèn)。

2.4 鍋爐的防爆裝置設(shè)計(jì)

鑒于目前燃油、燃?xì)忮仩t的容量越來越大，只使用防爆門一種做法來預(yù)防發(fā)生爆炸，顯然已經(jīng)不能滿足安全的需求。由于爐膛大，如果防爆門離的太遠(yuǎn)或者面積不夠，都無法起到防爆的作用。因此對(duì)大型鍋爐防止?fàn)t膛爆炸的主要措施，就是使用全自動(dòng)的點(diǎn)火程序控制與滅火保護(hù)裝置如果風(fēng)機(jī)跳閘，就可以自動(dòng)的切斷燃料供應(yīng)簡易煤氣鍋爐應(yīng)設(shè)點(diǎn)火爐裝置。在易發(fā)生爆炸的部位設(shè)立防爆門，其位置要不會(huì)危及到人身安全。

2.5 排污孔和上水位置的設(shè)計(jì)

在鍋爐設(shè)計(jì)審查中最常見的問題是定期排污孔的位置并沒有在鍋爐最低端的位置，這樣就會(huì)導(dǎo)致排不干凈鍋爐的沉積物等。有的鍋爐水冷壁管系統(tǒng)的下集箱處沒有開排污孔，沒有考慮排污問題，甚至有的把定期排污孔和上水孔開在一起，這是完全不正確的設(shè)計(jì)。因此應(yīng)當(dāng)重視起來鍋爐的排污問題，要設(shè)置正確的排污孔位置以及排污管裝置。

2.6 工業(yè)鍋爐使用使命

工業(yè)鍋爐的使用壽命直接關(guān)系到工業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，所以在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)該對(duì)鍋爐的使用壽命進(jìn)行合理的計(jì)算，延長鍋爐中各部件的使用壽命。所以在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)該將材料的選用、制造工藝、安裝規(guī)范、運(yùn)行管理等納入考量的范圍，綜合分析對(duì)使用壽命能夠產(chǎn)生影響的因素，進(jìn)而有針對(duì)性的提出設(shè)計(jì)方案。

3 結(jié)束語

設(shè)計(jì)是工業(yè)鍋爐能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，只有保證設(shè)計(jì)方案的合理性，才能夠?yàn)殄仩t的安全高效運(yùn)行奠定良好的基礎(chǔ)。在工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)，主要應(yīng)該對(duì)管道結(jié)構(gòu)布置、強(qiáng)度計(jì)算以及使用壽命進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)計(jì)，對(duì)鍋爐運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的各種狀況進(jìn)行綜合分析，從而為鍋爐設(shè)計(jì)提供有利的依據(jù)。通過對(duì)工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題進(jìn)行分析，可以為以后的設(shè)計(jì)工作提供參考借鑒，以促進(jìn)鍋爐設(shè)計(jì)水平的提升。

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