工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)中需要注意的問(wèn)題探討

張晨

摘要：目前，我國(guó)工業(yè)鍋爐已經(jīng)形成了比較完備的體系，隨著時(shí)代的發(fā)展，對(duì)工業(yè)鍋爐產(chǎn)品提出了更高的要求。因此，人們更加關(guān)注鍋爐設(shè)計(jì)的相關(guān)問(wèn)題，這就需要在鍋爐設(shè)計(jì)過(guò)程中更加科學(xué)合理，切實(shí)提升鍋爐設(shè)計(jì)質(zhì)量，以滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求?；诖?，文章就工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)當(dāng)中的注意點(diǎn)加以分析和探討。

關(guān)鍵詞：工業(yè)鍋爐;設(shè)計(jì);注意問(wèn)題

目前，我國(guó)工業(yè)鍋爐已經(jīng)形成了較完整的規(guī)格體系，以不同燃料為劃分邊界，形成了燃煤鍋爐、燃?xì)忮仩t、生物質(zhì)鍋爐等類型。進(jìn)行鍋爐設(shè)計(jì)的時(shí)候，只有保障設(shè)計(jì)的水準(zhǔn)，才能讓工業(yè)生產(chǎn)得以運(yùn)行的基礎(chǔ)，讓鍋爐設(shè)計(jì)更加符合工業(yè)生產(chǎn)所提出的運(yùn)行需求。所以，鍋爐企業(yè)要嚴(yán)格把握設(shè)計(jì)質(zhì)量，結(jié)合運(yùn)行需求對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行合理的優(yōu)化，避免鍋爐出現(xiàn)保障等問(wèn)題。

一、工業(yè)鍋爐特點(diǎn)分析

（一）工作環(huán)境比較差

工業(yè)鍋爐是一種特種設(shè)備，具有獨(dú)特的運(yùn)行特點(diǎn)，主要體現(xiàn)在 3 個(gè)方面。首先是鍋爐的工作環(huán)境比較差，會(huì)對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成較大影響。雖然工業(yè)鍋爐主要是對(duì)工業(yè)生產(chǎn)提供動(dòng)力，但是其運(yùn)行環(huán)境比較差，無(wú)論是清潔情況還是溫濕度因素。總體說(shuō)，工業(yè)鍋爐所處的環(huán)境比較惡劣，會(huì)對(duì)鍋爐內(nèi)部的零件造成較大的損耗，相關(guān)運(yùn)行部件會(huì)出現(xiàn)變形甚至是損壞的問(wèn)題。因?yàn)殄仩t的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，具有較強(qiáng)的聯(lián)動(dòng)性，會(huì)導(dǎo)致整體鍋爐設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行問(wèn)題，不能對(duì)工業(yè)生產(chǎn)提供更多的運(yùn)行動(dòng)力。為此，在進(jìn)行工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要考慮外部環(huán)境的影響，對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)實(shí)施合理設(shè)計(jì)，減少安全事故出現(xiàn)的概率。

（二）明顯的破壞性與危險(xiǎn)性

鍋爐除了具有工作環(huán)境比較差的運(yùn)行特點(diǎn)之外，也體現(xiàn)明顯的破壞性與危險(xiǎn)性。通過(guò)對(duì)鍋爐進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析可知，其運(yùn)行結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，是對(duì)能量實(shí)施轉(zhuǎn)化的一項(xiàng)裝置。但是，鍋爐在進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化的時(shí)候，需要比較強(qiáng)的密封性，這樣就致使工業(yè)鍋爐在實(shí)際運(yùn)行中處于高溫的內(nèi)部狀態(tài)，對(duì)設(shè)備有著很大的負(fù)荷壓力。但是，鍋爐在工業(yè)生產(chǎn)中會(huì)受到運(yùn)行參數(shù)與水質(zhì)情況的影響，也受到日常維護(hù)等多種因素影響，鍋爐內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)腐蝕或者是裂紋等損壞現(xiàn)象。在后續(xù)的運(yùn)行中受到壓力波動(dòng)的影響，鍋爐會(huì)出現(xiàn)爆炸的運(yùn)行問(wèn)題。這樣就會(huì)對(duì)鍋爐設(shè)備造成破壞，具有很強(qiáng)的破壞性，給周邊工作人員帶來(lái)生命威脅。所以，在進(jìn)行工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)這些因素進(jìn)行分析，合理做好零件的設(shè)計(jì)工作，以免出現(xiàn)安全問(wèn)題。

（三）設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜

此外，在進(jìn)行工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)候，需要關(guān)注到結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。工業(yè)鍋爐是為工業(yè)生產(chǎn)提供動(dòng)能的，整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是呈現(xiàn)明顯復(fù)雜性的，零件數(shù)量是比較多的。但是這些零件是具有關(guān)聯(lián)性的，只有實(shí)現(xiàn)合理的內(nèi)部零件設(shè)計(jì)，才能保障內(nèi)部結(jié)構(gòu)的科學(xué)性。尤其是在進(jìn)行管路布置的時(shí)候，需要對(duì)管路進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，才能讓工業(yè)鍋爐實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的運(yùn)行，為工業(yè)生產(chǎn)提供更多的動(dòng)力。所以在進(jìn)行工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要依據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的具體特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)施針對(duì)性的設(shè)計(jì)，保障鍋爐運(yùn)行效率?？梢哉f(shuō)，隨著工業(yè)生產(chǎn)的運(yùn)行發(fā)展，鍋爐設(shè)備具有的功能逐漸得到人們的重視，在進(jìn)行鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)多項(xiàng)設(shè)計(jì)因素進(jìn)行充分考慮，以便制定滿足當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)要求條件下的最優(yōu)方案。

二、工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

（一）強(qiáng)度設(shè)計(jì)

工業(yè)鍋爐要想得到更科學(xué)的設(shè)計(jì)，則需要保障設(shè)備運(yùn)行的可靠性，提升鍋爐設(shè)計(jì)的強(qiáng)度。在進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí)，不僅是簡(jiǎn)單意義上對(duì)內(nèi)部零件的抗壓性進(jìn)行強(qiáng)度能力的計(jì)算，更需要對(duì)整體受力結(jié)構(gòu)開(kāi)展強(qiáng)度數(shù)值計(jì)算。只有這樣才可以正確分析鍋爐運(yùn)行中的壓力，在負(fù)荷運(yùn)行中保障安全性。對(duì)強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)受力結(jié)構(gòu)的選材進(jìn)行嚴(yán)格選擇，保障材料荷載在可以控制的范圍。在進(jìn)行材料選擇時(shí)，需要對(duì)材料性能進(jìn)行科學(xué)分析，正確掌握材料在溫度變化中呈現(xiàn)的狀態(tài)以及溫度變化對(duì)整體強(qiáng)度設(shè)計(jì)造成的影響，以便對(duì)材料強(qiáng)度進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，以此得知許用應(yīng)力，為強(qiáng)度設(shè)計(jì)提供更多的數(shù)據(jù)支撐。在進(jìn)行受壓元件常規(guī)設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)強(qiáng)度數(shù)值進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，保障強(qiáng)度可以符合工業(yè)鍋爐運(yùn)行的總體需求。

（二）合理設(shè)置水位與防爆裝置

要想對(duì)工業(yè)鍋爐進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，除了需要對(duì)強(qiáng)度進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)之外，也需要合理設(shè)置水位與防爆裝置。具體說(shuō)，在實(shí)施水位設(shè)計(jì)時(shí)要依據(jù)具體工作環(huán)境進(jìn)行確認(rèn)。在進(jìn)行鍋爐設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)水位表接口設(shè)置不夠科學(xué)的問(wèn)題，具體表現(xiàn)為最低水位低于或高于最高火界，影響鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性。鍋爐運(yùn)行中具有比較大的危險(xiǎn)性，會(huì)出現(xiàn)多種問(wèn)題，需要進(jìn)行防爆設(shè)置。在進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)時(shí)，使用較多的是燃油以及燃?xì)忮仩t，并且容量數(shù)值越來(lái)越大，單純使用防爆門進(jìn)行防爆設(shè)置是不能滿足防護(hù)需求的，不能實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)行的生產(chǎn)要求。工業(yè)生產(chǎn)中的鍋爐爐膛比較大，如果防爆門的面積較小或者是距離太遠(yuǎn)，不能達(dá)到防爆的目的。在進(jìn)行防爆設(shè)計(jì)時(shí)，可以通過(guò)自動(dòng)防火裝置進(jìn)行防爆，在容易出現(xiàn)爆炸的位置同時(shí)設(shè)立防爆門，以保護(hù)人身安全。

（三）對(duì)鍋爐管路實(shí)施科學(xué)規(guī)劃

鍋爐管路對(duì)鍋爐的安全性有著重要影響，為此需要對(duì)鍋爐管路實(shí)施科學(xué)規(guī)劃。各種介質(zhì)都會(huì)在鍋爐管路中流通以此實(shí)現(xiàn)能量的有效轉(zhuǎn)化，要想讓鍋爐平穩(wěn)運(yùn)行，需要對(duì)管路進(jìn)行科學(xué)布置，保障設(shè)計(jì)的合理性。在進(jìn)行工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該對(duì)管路實(shí)施有效的規(guī)劃。在鍋爐設(shè)計(jì)過(guò)程中，保障不同結(jié)構(gòu)之間的平滑性，防止應(yīng)力過(guò)于集中而出現(xiàn)管路斷裂的問(wèn)題。同時(shí)，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，也需要保障密封性，做好密封的處理工作。在具體管路布置時(shí)，對(duì)內(nèi)徑以及安置位置進(jìn)行科學(xué)的設(shè)置，要符合工業(yè)生產(chǎn)所提出的運(yùn)行規(guī)定。只有對(duì)鍋爐管路實(shí)施科學(xué)規(guī)劃，才能保障內(nèi)部設(shè)計(jì)的合理性，實(shí)現(xiàn)鍋爐運(yùn)行的安全性保障。

（四）排污設(shè)計(jì)

鍋爐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，具有較強(qiáng)的聯(lián)動(dòng)性，如果不能及時(shí)進(jìn)行排污處理，則會(huì)影響鍋爐運(yùn)行的有效性。對(duì)鍋爐的設(shè)計(jì)質(zhì)量進(jìn)行審核的時(shí)候，首先需要對(duì)排污口進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，對(duì)排污口位置實(shí)施檢查。如果排污口不能安置在最低位置，就不能讓鍋爐內(nèi)部的雜質(zhì)全部排出，影響整體系統(tǒng)運(yùn)行的效果。同時(shí)，如果沒(méi)有在下集箱進(jìn)行排污口的設(shè)置，不能對(duì)排污口及上水口進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃是不正確的設(shè)計(jì)，會(huì)對(duì)最終排污效果造成負(fù)面影響。所以，在進(jìn)行鍋爐排污設(shè)計(jì)時(shí)，需要重視排污口的合理設(shè)計(jì)，對(duì)排污系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃，保障排污效果。

（五）焊縫問(wèn)題

進(jìn)行鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)，也需要關(guān)注焊縫問(wèn)題。在進(jìn)行鍋爐制造時(shí)，需要在鍋爐筒上進(jìn)行焊接，就會(huì)出現(xiàn)焊縫，同時(shí)也會(huì)出現(xiàn)焊縫裂紋。但是在進(jìn)行鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)，原則是不允許焊縫有裂紋的，以免削弱焊縫強(qiáng)度。要想實(shí)施高水準(zhǔn)的焊接，需要考慮熱影響的因素，做好有效的設(shè)計(jì)工作。首先，在管孔中心的 1.5 倍區(qū)域?qū)嵤┖附樱?jīng)過(guò)射線檢測(cè)符合設(shè)計(jì)需求，并且保障孔邊設(shè)計(jì)的平滑性。其次，實(shí)施接頭焊接之后，對(duì)其進(jìn)行熱處理或者是實(shí)施消除應(yīng)力的技術(shù)處理。只有關(guān)注焊縫問(wèn)題，才能保障整體設(shè)計(jì)的技術(shù)性，避免出現(xiàn)開(kāi)縫問(wèn)題影響整體設(shè)計(jì)質(zhì)量。

（六）集箱端板的設(shè)計(jì)

在進(jìn)行工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)候，也需要考慮集箱端板的設(shè)計(jì)。進(jìn)行集箱端板設(shè)計(jì)時(shí)，不能將其安置在鍋爐內(nèi)部或者是爐墻的內(nèi)部，以免影響整體設(shè)計(jì)的效果。因?yàn)閷⒓涠税逶O(shè)置在爐膛內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)溫度過(guò)高的現(xiàn)象，同時(shí)蓋板厚度較大容易發(fā)散熱量，就容易出現(xiàn)裂開(kāi)問(wèn)題。如果將集箱端板放在爐墻內(nèi)部，就不能打開(kāi)手孔蓋對(duì)內(nèi)部元件實(shí)施檢查，也不能對(duì)元件進(jìn)行有效的清掃，對(duì)鍋爐運(yùn)行造成威脅。為此，在進(jìn)行工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要考慮集箱端板設(shè)計(jì)的設(shè)置問(wèn)題，合理設(shè)置安裝位置，以免造成運(yùn)行危險(xiǎn)。

在進(jìn)行工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)，只有保障設(shè)計(jì)方案的合理性與科學(xué)性，才能讓鍋爐設(shè)計(jì)符合工業(yè)生產(chǎn)的需求，否則會(huì)出現(xiàn)各種使危險(xiǎn)，影響整體運(yùn)行的有效性。鍋爐生產(chǎn)企業(yè)只有結(jié)合運(yùn)行需求對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行合理的優(yōu)化，對(duì)多項(xiàng)設(shè)計(jì)因素進(jìn)行充分性的考慮，才能保障設(shè)計(jì)方案的合理性，以此制定最優(yōu)方案，在行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)位置。

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