工業(yè)鍋爐設(shè)計注意細節(jié)探討

劉穎超

摘要：工業(yè)鍋爐是極其關(guān)鍵的熱能動力設(shè)備，它要承受極大的壓力和熱量，如果設(shè)計不當可能引發(fā)工業(yè)鍋爐的爆炸現(xiàn)象，為此，要關(guān)注對工業(yè)鍋爐設(shè)計的要點把握，分析工業(yè)鍋爐設(shè)計中的細節(jié)，從工業(yè)鍋爐設(shè)計的安全使用性和節(jié)能環(huán)保性入手，探索工業(yè)鍋爐設(shè)計的合理方案，較好地提升工業(yè)鍋爐的熱效率。

關(guān)鍵詞：工業(yè)鍋爐；設(shè)計；細節(jié)

隨著社會經(jīng)濟的不斷進步，工業(yè)鍋爐設(shè)備成為不可或缺的重要熱力設(shè)備，為了更好地提升工業(yè)鍋爐的應(yīng)用效能，要進行工業(yè)鍋爐的優(yōu)化設(shè)計和改造，把握工業(yè)鍋爐設(shè)計的細節(jié)要點，從安全和環(huán)保的角度進行工業(yè)鍋爐的優(yōu)化設(shè)計，更好地提升工業(yè)鍋爐的應(yīng)用效能和質(zhì)量。

一、工業(yè)鍋爐設(shè)備使用現(xiàn)狀及特點分析

我國工業(yè)鍋爐生產(chǎn)企業(yè)大多處于中小規(guī)模，面臨產(chǎn)品同質(zhì)化嚴重、自主研發(fā)能力弱等問題，競爭力明顯弱于國外同類企業(yè)，尤其是在當前自然資源匱乏的趨勢下，對工業(yè)鍋爐設(shè)備的設(shè)計要求也日益提升。為此，要充分認識到工業(yè)鍋爐在企業(yè)生產(chǎn)中的特種設(shè)備的地位，明晰工業(yè)鍋爐設(shè)備的運行特點，綜合全面地進行分析，為工業(yè)鍋爐設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計創(chuàng)造條件。具體來說，工業(yè)鍋爐設(shè)備的特點表現(xiàn)為以下方面：

1、破壞性和爆炸危險性

工業(yè)鍋爐長期在高溫、高壓的條件下運行，為了確保能量的轉(zhuǎn)換，要求工業(yè)鍋爐具有極強的密閉性，其自身要承受極大的負荷。在長期的高負荷運行狀態(tài)下，由于水質(zhì)、燃煤質(zhì)量、運行參數(shù)、人為維護等因素會對工業(yè)鍋爐產(chǎn)生不可避免的影響，會使工業(yè)鍋爐出現(xiàn)腐蝕、裂紋、損壞、甚至爆炸的現(xiàn)象，因此要注重在工業(yè)鍋爐設(shè)計中的應(yīng)對和防范。

2、運行環(huán)境惡劣

工業(yè)鍋爐的運行環(huán)境極其特殊，其高溫、高壓的環(huán)境導致工業(yè)鍋爐相關(guān)部件出現(xiàn)變形、損壞等異常故障，這些異常故障顯示出相關(guān)性和聯(lián)動性，當其超出運行負荷限度即有可能引發(fā)難以挽回的安全事故。

3、結(jié)構(gòu)復雜

工業(yè)鍋爐的組件極其復雜，如螺紋煙管、防爆門、波形爐膽等，要全面綜合把握和了解工業(yè)鍋爐各組件之間的關(guān)聯(lián)性，使之科學合理、運行高效，能夠較好地提升工業(yè)鍋爐的運行效率。

二、工業(yè)鍋爐設(shè)計的注意細節(jié)分析

1、注重工業(yè)鍋爐的強度設(shè)計

工業(yè)鍋爐要承受極大的高溫和高壓環(huán)境，為了確保其安全可靠的使用效果，必須進行工業(yè)鍋爐的強度設(shè)計，如受壓元件的強度設(shè)計、受力結(jié)構(gòu)的強度計算等，使工業(yè)鍋爐具有科學合理的設(shè)計結(jié)構(gòu)，各受壓元件的強度符合標準和要求，確保工業(yè)鍋爐能夠承受工作壓力負荷。

對于工業(yè)鍋爐的受力構(gòu)件的材料要進行嚴格的計算和設(shè)計，必須計算受力構(gòu)件材料的抗荷載能力、塑性變形力，避免受力構(gòu)件材料無法承受荷載而出現(xiàn)運行異常的狀態(tài)。對于受力構(gòu)件材料的選擇，要經(jīng)過詳細全面的計算后才能確定，要計算受力構(gòu)件的壁溫、溫度變化的影響、制造工藝對材料的影響，從而計算并確定受力構(gòu)件材料的應(yīng)力，使之成為受壓元件強度設(shè)計的數(shù)據(jù)支撐，較好地滿足工業(yè)鍋爐正常運行的要求。

2、注重工業(yè)鍋爐的管路設(shè)計

工業(yè)鍋爐的管路設(shè)計是不可忽視的細節(jié)，它包括給水箱、鍋爐給水泵、水處理設(shè)備、給水管道、閥門、凝結(jié)水回收設(shè)備及相關(guān)附件等，要注重對各個管路的合理設(shè)計和布置，使之具有合理性、平滑性，規(guī)避應(yīng)力過于集中而出現(xiàn)的管路斷裂等問題，尤其要關(guān)注工業(yè)鍋爐的管路中的開孔及轉(zhuǎn)角焊縫部位，使之處于相互錯開的狀態(tài)，防止應(yīng)力疊加而過分集中。從管路的封頭來看，要在設(shè)計中關(guān)注封頭的焊接、厚度、應(yīng)力等細節(jié)，使之具有良好的密封性。另外，還要注重管路中殼體部位的開孔設(shè)計，要使管路的內(nèi)徑及位置具有合理性和規(guī)范性，較好地保證工業(yè)鍋爐的運行效率。

3、注重工業(yè)鍋爐的水位設(shè)計

在工業(yè)鍋爐的水位設(shè)計中，要注意規(guī)避鍋爐水位表接口位置不合適的現(xiàn)象，防止鍋爐的最低水位比最高火界還要低或還要高的現(xiàn)象，必須結(jié)合工業(yè)鍋爐的實際運行環(huán)境進行設(shè)計。

4、注重工業(yè)鍋爐的焊縫位置設(shè)計

工業(yè)鍋爐的焊縫焊接如果不合理則會降低焊接的質(zhì)量，為此要關(guān)注工業(yè)鍋爐的焊縫位置的設(shè)計，要注意避免以下情形，如：兩節(jié)鍋筒焊縫距離過近；一節(jié)鍋筒采用兩塊以上的鋼板；輻射熱較強的位置出現(xiàn)縱向焊縫等。

5、注重工業(yè)鍋爐的防爆裝置設(shè)計

當工業(yè)鍋爐運行持續(xù)的狀態(tài)下，如果爐膛內(nèi)部燃燒不夠充分或有未燃燒的燃料，鍋爐點火時會產(chǎn)生極大的壓力，導致爐體承受壓力小于爆燃壓力，就會在爐膛內(nèi)部產(chǎn)生爆燃的現(xiàn)象。為此，要注重工業(yè)鍋爐的防爆裝置設(shè)計，使爐膛能夠在爆燃時外泄壓力，使爆燃壓力小于爐膛內(nèi)壓力，可以采用全自動的點火控制程序和滅火保護裝置，并且可以設(shè)計一種高效的鍋爐防爆門裝置，避免原有的重力式防爆門的密封不良、容易漏火的問題。

6、排污孔及上水位置的設(shè)計

工業(yè)鍋爐設(shè)計中的排污孔設(shè)計是不可缺少的細節(jié)，如果沒有合理設(shè)計鍋爐的排污孔，如：將其置于鍋爐的最低端；鍋爐水冷壁管系統(tǒng)的下集箱沒有設(shè)計排污孔；定期排污孔與上水孔沒有隔離等，則會使鍋爐中的沉積物積淀無法排除干凈，無法保證工業(yè)鍋爐運行的效率。

7、檢修門孔及箱箱端板結(jié)構(gòu)的設(shè)計

工業(yè)鍋爐的檢修門孔設(shè)計要根據(jù)鍋爐的自身結(jié)構(gòu)進行考慮，包括人孔、手孔、檢查孔、洗爐孔等，以更好地對工業(yè)鍋爐進行檢測、維修和清掃。同時，對于鍋爐集箱端板的設(shè)計要注意不能使用法蘭端板，并避免將集箱端板和手孔蓋安裝于爐膛或爐墻之內(nèi)，防止溫度過高熱量難以擴散的問題。

綜上所述，我國的工業(yè)鍋爐的運行處于高溫、高壓的特殊環(huán)境之中，為了保證工業(yè)鍋爐的運行安全可靠性，要重視工業(yè)鍋爐設(shè)計的細節(jié)，如：強度、管路、水位、焊縫、防爆、排污孔、上水位等部位的設(shè)計，另外，還要將材料選用、制造工藝、安裝規(guī)范、運行管理等納入其中，要結(jié)合工業(yè)鍋爐運行的實際情況，進行科學合理的設(shè)計，避免粗劣的設(shè)計而引發(fā)的工業(yè)鍋爐爆炸事故和現(xiàn)象，更好地提高工業(yè)鍋爐的運行效率，促進我國工業(yè)鍋爐設(shè)計水平的不斷提升。

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