工業鍋爐設計中需要注意的問題探討

王健

摘 要：鍋爐作為工業生產中重要的能量轉換設備，在促進工業經濟發展中發揮了重要作用。工業鍋爐的設計水平直接關系到鍋爐的運行效率，所以在鍋爐設計過程中，應該根據工業生產的特點，作出合理的設計方案。加強鍋爐管路結構設計，確保鍋爐運行的穩定性和可靠性，延長鍋爐使用壽命，為促進工業生產的可持續發展創造良好的環境。

關鍵詞：工業鍋爐；設計；特點；注意問題

鍋爐作為工業生產中的特種設備，由于在運行過程中需要承受較大的壓力以及各種應力作用，對設計水平的要求較高。鍋爐以及相關部件需要長期處于高溫高壓的運行狀態，各個部件之間需要依靠管路進行能量的傳輸，所以在管路設計時，需要對結構布置方式，材料的強度等進行詳細的計算分析，以確保能夠達到鍋爐運行的需求。隨著工業生產的快速發展，鍋爐設備越來越重要，所以在進行工業鍋爐設計時，應該將各方面因素進行綜合考量，最終制定出優秀的設計方案，為推動工業經濟的發展作出應有的貢獻。

1 工業鍋爐設備的特點

工業鍋爐是為了滿足工業生產而制造的特種設備，所以自身具有一定的特點。對工業鍋爐的特點進行分析，有利于設計方案的優化，進而保證工業鍋爐設計水平的提升，能夠保證工業生產安全穩定的運行。

1.1 鍋爐具有破壞性與爆炸危險性

鍋爐是一種能量轉換設備，在能量轉換的過程中，需要保證設備具有極強的密封性，從而導致鍋爐在運行過程中要處于高溫高壓狀態下，對設備本身而言存在極大的負荷。在鍋爐運行過程中，由于受到水質、燃煤質量、運行參數以及日常維護等各方面因素的影響，會導致鍋爐受熱面等部位出現腐蝕、裂紋以及損壞等現象，在鍋爐內部壓力出現波動的情況下，會引發鍋爐爆炸，產生極強的破壞性。所以在鍋爐設計時，應該做好各項防范措施。

1.2 工作環境惡劣

因為鍋爐的運行環境比較特殊，所以對相關部件的影響較大，長期處于惡劣的環境中，容易造成鍋爐相關部件出現變形、損壞等現象，并且有些故障會帶有一定的聯動性，致使整個鍋爐設備出現運行異常。所以在鍋爐設計時，應該對此做好充分的準備，盡量避免鍋爐發生安全事故。

1.3 結構的復雜性

工業鍋爐的結構比較復雜，組件較多，所以在設計時，應該充分考慮每個部件之間的相關性，確保結構設計的合理性和科學性，尤其管路的結構布置，要確保鍋爐能夠安全高效運行。所以在工業鍋爐設計時，應該根據工業生產的實際狀況，有針對性制定設計方案，以提高鍋爐運行效率。

2 工業鍋爐設計中需要注意的問題

2.1 工業鍋爐強度設計

為了提高工業鍋爐運行的安全性和可靠性，應該加強鍋爐的強度設計。在強度設計時，不僅僅是對受壓元件進行強度計算，還要對鍋爐所有的受力結構進行強度計算分析，以確保鍋爐能夠承受較大的壓力負荷，在超負荷運行的情況下能夠保證運行的安全性。電站鍋爐是工業鍋爐的主要形式之一，其結構較為復雜，體積龐大，任何一個部件的損壞，都會對整個鍋爐系統造成嚴重的影響。

在進行鍋爐強度設計時，對受力構件的材料有較為嚴格的標準，材料對于荷載的抗力應該控制在極限范圍內，不會因為受到過大的塑性變形等原因而導致構件運行狀態異常。所以在材料選擇時，應該根據抗氧化溫度和最高極限來計算壁溫，以及在溫度變化的情況下材料的性能會出現怎樣的變化，在制造過程中溫度以及工藝會對強度設計有何影響。在確定材料的強度值后，就能夠計算出許用應力，從而為強度設計提供相應的數據支撐。在對受壓元件進行常規強度設計時，應該通過更深層次的理論進行計算分析，以保證受壓元件的強度符合鍋爐運行需求。總之，強度計算是工業鍋爐設計時比較重要的環節，關系到鍋爐運行的安全性和穩定性。

2.2 工業鍋爐管路布置

管路在鍋爐設備中占有很大的比例，各種介質在管路中流通進行能量轉換，為了保證運行的暢通性，需要保證管路布置的合理性，所以在工業鍋爐設計時，應該對管路布置進行合理的規劃。在整體要求上，要保證結構不連續部位的平滑性，防止因為應力集中而導致管路斷裂等現象的發生。所以對于開孔以及轉角焊縫等部位，應該將結構錯開，避免應力的疊加。在選擇封頭時，應該充分考慮焊接，厚度以及應力等問題。保證法蘭的密封性，做好密封墊等相關的密封處理。對于殼體上的開孔，應該合理控制內徑以及位置，符合相關規定要求。其他管路布置應該遵循安全性、經濟性、可靠性的原則，提高鍋爐運行效率。

2.3 鍋爐設計水位問題

在鍋爐設計中往往會存在鍋爐水位表接口位置不適合的問題，這些問題會造成鍋爐的最低水位比最高的火界還要低，甚至是出現最低水位比最高火界還要高，這幾種情況都是不允許出現的。正確的鍋爐水位表的連管位置應當是按照鍋爐的實際工作環境來確認。

2.4 鍋爐的防爆裝置設計

鑒于目前燃油、燃氣鍋爐的容量越來越大，只使用防爆門一種做法來預防發生爆炸，顯然已經不能滿足安全的需求。由于爐膛大，如果防爆門離的太遠或者面積不夠，都無法起到防爆的作用。因此對大型鍋爐防止爐膛爆炸的主要措施，就是使用全自動的點火程序控制與滅火保護裝置如果風機跳閘，就可以自動的切斷燃料供應簡易煤氣鍋爐應設點火爐裝置。在易發生爆炸的部位設立防爆門，其位置要不會危及到人身安全。

2.5 排污孔和上水位置的設計

在鍋爐設計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，這樣就會導致排不干凈鍋爐的沉積物等。有的鍋爐水冷壁管系統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計。因此應當重視起來鍋爐的排污問題，要設置正確的排污孔位置以及排污管裝置。

2.6 工業鍋爐使用使命

工業鍋爐的使用壽命直接關系到工業生產的經濟效益，所以在設計階段，應該對鍋爐的使用壽命進行合理的計算，延長鍋爐中各部件的使用壽命。所以在設計階段，應該將材料的選用、制造工藝、安裝規范、運行管理等納入考量的范圍，綜合分析對使用壽命能夠產生影響的因素，進而有針對性的提出設計方案。

3 結束語

設計是工業鍋爐能夠安全穩定運行的關鍵環節，只有保證設計方案的合理性，才能夠為鍋爐的安全高效運行奠定良好的基礎。在工業鍋爐設計時，主要應該對管道結構布置、強度計算以及使用壽命進行重點設計，對鍋爐運行過程中可能出現的各種狀況進行綜合分析，從而為鍋爐設計提供有利的依據。通過對工業鍋爐設計中應注意的問題進行分析，可以為以后的設計工作提供參考借鑒，以促進鍋爐設計水平的提升。

參考文獻

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