工业锅炉设计中需要注意的问题探讨

王健

摘 要：锅炉作为工业生产中重要的能量转换设备，在促进工业经济发展中发挥了重要作用。工业锅炉的设计水平直接关系到锅炉的运行效率，所以在锅炉设计过程中，应该根据工业生产的特点，作出合理的设计方案。加强锅炉管路结构设计，确保锅炉运行的稳定性和可靠性，延长锅炉使用寿命，为促进工业生产的可持续发展创造良好的环境。

关键词：工业锅炉；设计；特点；注意问题

锅炉作为工业生产中的特种设备，由于在运行过程中需要承受较大的压力以及各种应力作用，对设计水平的要求较高。锅炉以及相关部件需要长期处于高温高压的运行状态，各个部件之间需要依靠管路进行能量的传输，所以在管路设计时，需要对结构布置方式，材料的强度等进行详细的计算分析，以确保能够达到锅炉运行的需求。随着工业生产的快速发展，锅炉设备越来越重要，所以在进行工业锅炉设计时，应该将各方面因素进行综合考量，最终制定出优秀的设计方案，为推动工业经济的发展作出应有的贡献。

1 工业锅炉设备的特点

工业锅炉是为了满足工业生产而制造的特种设备，所以自身具有一定的特点。对工业锅炉的特点进行分析，有利于设计方案的优化，进而保证工业锅炉设计水平的提升，能够保证工业生产安全稳定的运行。

1.1 锅炉具有破坏性与爆炸危险性

锅炉是一种能量转换设备，在能量转换的过程中，需要保证设备具有极强的密封性，从而导致锅炉在运行过程中要处于高温高压状态下，对设备本身而言存在极大的负荷。在锅炉运行过程中，由于受到水质、燃煤质量、运行参数以及日常维护等各方面因素的影响，会导致锅炉受热面等部位出现腐蚀、裂纹以及损坏等现象，在锅炉内部压力出现波动的情况下，会引发锅炉爆炸，产生极强的破坏性。所以在锅炉设计时，应该做好各项防范措施。

1.2 工作环境恶劣

因为锅炉的运行环境比较特殊，所以对相关部件的影响较大，长期处于恶劣的环境中，容易造成锅炉相关部件出现变形、损坏等现象，并且有些故障会带有一定的联动性，致使整个锅炉设备出现运行异常。所以在锅炉设计时，应该对此做好充分的准备，尽量避免锅炉发生安全事故。

1.3 结构的复杂性

工业锅炉的结构比较复杂，组件较多，所以在设计时，应该充分考虑每个部件之间的相关性，确保结构设计的合理性和科学性，尤其管路的结构布置，要确保锅炉能够安全高效运行。所以在工业锅炉设计时，应该根据工业生产的实际状况，有针对性制定设计方案，以提高锅炉运行效率。

2 工业锅炉设计中需要注意的问题

2.1 工业锅炉强度设计

为了提高工业锅炉运行的安全性和可靠性，应该加强锅炉的强度设计。在强度设计时，不仅僅是对受压元件进行强度计算，还要对锅炉所有的受力结构进行强度计算分析，以确保锅炉能够承受较大的压力负荷，在超负荷运行的情况下能够保证运行的安全性。电站锅炉是工业锅炉的主要形式之一，其结构较为复杂，体积庞大，任何一个部件的损坏，都会对整个锅炉系统造成严重的影响。

在进行锅炉强度设计时，对受力构件的材料有较为严格的标准，材料对于荷载的抗力应该控制在极限范围内，不会因为受到过大的塑性变形等原因而导致构件运行状态异常。所以在材料选择时，应该根据抗氧化温度和最高极限来计算壁温，以及在温度变化的情况下材料的性能会出现怎样的变化，在制造过程中温度以及工艺会对强度设计有何影响。在确定材料的强度值后，就能够计算出许用应力，从而为强度设计提供相应的数据支撑。在对受压元件进行常规强度设计时，应该通过更深层次的理论进行计算分析，以保证受压元件的强度符合锅炉运行需求。总之，强度计算是工业锅炉设计时比较重要的环节，关系到锅炉运行的安全性和稳定性。

2.2 工业锅炉管路布置

管路在锅炉设备中占有很大的比例，各种介质在管路中流通进行能量转换，为了保证运行的畅通性，需要保证管路布置的合理性，所以在工业锅炉设计时，应该对管路布置进行合理的规划。在整体要求上，要保证结构不连续部位的平滑性，防止因为应力集中而导致管路断裂等现象的发生。所以对于开孔以及转角焊缝等部位，应该将结构错开，避免应力的叠加。在选择封头时，应该充分考虑焊接，厚度以及应力等问题。保证法兰的密封性，做好密封垫等相关的密封处理。对于壳体上的开孔，应该合理控制内径以及位置，符合相关规定要求。其他管路布置应该遵循安全性、经济性、可靠性的原则，提高锅炉运行效率。

2.3 锅炉设计水位问题

在锅炉设计中往往会存在锅炉水位表接口位置不适合的问题，这些问题会造成锅炉的最低水位比最高的火界还要低，甚至是出现最低水位比最高火界还要高，这几种情况都是不允许出现的。正确的锅炉水位表的连管位置应当是按照锅炉的实际工作环境来确认。

2.4 锅炉的防爆装置设计

鉴于目前燃油、燃气锅炉的容量越来越大，只使用防爆门一种做法来预防发生爆炸，显然已经不能满足安全的需求。由于炉膛大，如果防爆门离的太远或者面积不够，都无法起到防爆的作用。因此对大型锅炉防止炉膛爆炸的主要措施，就是使用全自动的点火程序控制与灭火保护装置如果风机跳闸，就可以自动的切断燃料供应简易煤气锅炉应设点火炉装置。在易发生爆炸的部位设立防爆门，其位置要不会危及到人身安全。

2.5 排污孔和上水位置的设计

在锅炉设计审查中最常见的问题是定期排污孔的位置并没有在锅炉最低端的位置，这样就会导致排不干净锅炉的沉积物等。有的锅炉水冷壁管系统的下集箱处没有开排污孔，没有考虑排污问题，甚至有的把定期排污孔和上水孔开在一起，这是完全不正确的设计。因此应当重视起来锅炉的排污问题，要设置正确的排污孔位置以及排污管装置。

2.6 工业锅炉使用使命

工业锅炉的使用寿命直接关系到工业生产的经济效益，所以在设计阶段，应该对锅炉的使用寿命进行合理的计算，延长锅炉中各部件的使用寿命。所以在设计阶段，应该将材料的选用、制造工艺、安装规范、运行管理等纳入考量的范围，综合分析对使用寿命能够产生影响的因素，进而有针对性的提出设计方案。

3 结束语

设计是工业锅炉能够安全稳定运行的关键环节，只有保证设计方案的合理性，才能够为锅炉的安全高效运行奠定良好的基础。在工业锅炉设计时，主要应该对管道结构布置、强度计算以及使用寿命进行重点设计，对锅炉运行过程中可能出现的各种状况进行综合分析，从而为锅炉设计提供有利的依据。通过对工业锅炉设计中应注意的问题进行分析，可以为以后的设计工作提供参考借鉴，以促进锅炉设计水平的提升。

参考文献

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