工业锅炉设计中需要注意的问题探讨
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摘要：目前，我国工业锅炉已经形成了比较完备的体系，随着时代的发展，对工业锅炉产品提出了更高的要求。因此，人们更加关注锅炉设计的相关问题，这就需要在锅炉设计过程中更加科学合理，切实提升锅炉设计质量，以满足工业生产的需求。基于此，文章就工业锅炉设计当中的注意点加以分析和探讨。
关键词：工业锅炉;设计;注意问题
目前，我国工业锅炉已经形成了较完整的规格体系，以不同燃料为划分边界，形成了燃煤锅炉、燃气锅炉、生物质锅炉等类型。进行锅炉设计的时候，只有保障设计的水准，才能让工业生产得以运行的基础，让锅炉设计更加符合工业生产所提出的运行需求。所以，锅炉企业要严格把握设计质量，结合运行需求对设计方案进行合理的优化，避免锅炉出现保障等问题。
一、工业锅炉特点分析
（一）工作环境比较差
工业锅炉是一种特种设备，具有独特的运行特点，主要体现在 3 个方面。首先是锅炉的工作环境比较差，会对内部结构造成较大影响。虽然工业锅炉主要是对工业生产提供动力，但是其运行环境比较差，无论是清洁情况还是温湿度因素。总体说，工业锅炉所处的环境比较恶劣，会对锅炉内部的零件造成较大的损耗，相关运行部件会出现变形甚至是损坏的问题。因为锅炉的内部结构比较复杂，具有较强的联动性，会导致整体锅炉设备出现运行问题，不能对工业生产提供更多的运行动力。为此，在进行工业锅炉设计的过程中，需要考虑外部环境的影响，对内部结构实施合理设计，减少安全事故出现的概率。
（二）明显的破坏性与危险性
锅炉除了具有工作环境比较差的运行特点之外，也体现明显的破坏性与危险性。通过对锅炉进行内部结构分析可知，其运行结构比较复杂，是对能量实施转化的一项装置。但是，锅炉在进行能量转化的时候，需要比较强的密封性，这样就致使工业锅炉在实际运行中处于高温的内部状态，对设备有着很大的负荷压力。但是，锅炉在工业生产中会受到运行参数与水质情况的影响，也受到日常维护等多种因素影响，锅炉内部会出现腐蚀或者是裂纹等损坏现象。在后续的运行中受到压力波动的影响，锅炉会出现爆炸的运行问题。这样就会对锅炉设备造成破坏，具有很强的破坏性，给周边工作人员带来生命威胁。所以，在进行工业锅炉设计的时候，设计人员需要对这些因素进行分析，合理做好零件的设计工作，以免出现安全问题。
（三）设计结构比较复杂
此外，在进行工业锅炉设计时候，需要关注到结构的复杂性。工业锅炉是为工业生产提供动能的，整体结构设计是呈现明显复杂性的，零件数量是比较多的。但是这些零件是具有关联性的，只有实现合理的内部零件设计，才能保障内部结构的科学性。尤其是在进行管路布置的时候，需要对管路进行科学的设计，才能让工业锅炉实现稳定的运行，为工业生产提供更多的动力。所以在进行工业锅炉设计的时候，需要依据工业生产的具体特点进行设计，实施针对性的设计，保障锅炉运行效率。可以说，随着工业生产的运行发展，锅炉设备具有的功能逐渐得到人们的重视，在进行锅炉设计时，需要对多项设计因素进行充分考虑，以便制定满足当时设计要求条件下的最优方案。
二、工业锅炉设计注意事项
（一）强度设计
工业锅炉要想得到更科学的设计，则需要保障设备运行的可靠性，提升锅炉设计的强度。在进行强度设计时，不仅是简单意义上对内部零件的抗压性进行强度能力的计算，更需要对整体受力结构开展强度数值计算。只有这样才可以正确分析锅炉运行中的压力，在负荷运行中保障安全性。对强度进行设计时，需要对受力结构的选材进行严格选择，保障材料荷载在可以控制的范围。在进行材料选择时，需要对材料性能进行科学分析，正确掌握材料在温度变化中呈现的状态以及温度变化对整体强度设计造成的影响，以便对材料强度进行科学计算，以此得知许用应力，为强度设计提供更多的数据支撑。在进行受压元件常规设计时，需要对强度数值进行科学计算，保障强度可以符合工业锅炉运行的总体需求。
（二）合理设置水位与防爆装置
要想对工业锅炉进行科学的设计，除了需要对强度进行科学设计之外，也需要合理设置水位与防爆装置。具体说，在实施水位设计时要依据具体工作环境进行确认。在进行锅炉设计过程中，经常会出现水位表接口设置不够科学的问题，具体表现为最低水位低于或高于最高火界，影响锅炉运行的稳定性。锅炉运行中具有比较大的危险性，会出现多种问题，需要进行防爆设置。在进行工业生产时，使用较多的是燃油以及燃气锅炉，并且容量数值越来越大，单纯使用防爆门进行防爆设置是不能满足防护需求的，不能实现安全运行的生产要求。工业生产中的锅炉炉膛比较大，如果防爆门的面积较小或者是距离太远，不能达到防爆的目的。在进行防爆设计时，可以通过自动防火装置进行防爆，在容易出现爆炸的位置同时设立防爆门，以保护人身安全。
（三）对锅炉管路实施科学规划
锅炉管路对锅炉的安全性有着重要影响，为此需要对锅炉管路实施科学规划。各种介质都会在锅炉管路中流通以此实现能量的有效转化，要想让锅炉平稳运行，需要对管路进行科学布置，保障设计的合理性。在进行工业锅炉设计时，应该对管路实施有效的规划。在锅炉设计过程中，保障不同结构之间的平滑性，防止应力过于集中而出现管路断裂的問题。同时，在进行结构设计时，也需要保障密封性，做好密封的处理工作。在具体管路布置时，对内径以及安置位置进行科学的设置，要符合工业生产所提出的运行规定。只有对锅炉管路实施科学规划，才能保障内部设计的合理性，实现锅炉运行的安全性保障。
（四）排污设计
锅炉的内部结构比较复杂，具有较强的联动性，如果不能及时进行排污处理，则会影响锅炉运行的有效性。对锅炉的设计质量进行审核的时候，首先需要对排污口进行科学的设计，对排污口位置实施检查。如果排污口不能安置在最低位置，就不能让锅炉内部的杂质全部排出，影响整体系统运行的效果。同时，如果没有在下集箱进行排污口的设置，不能对排污口及上水口进行科学规划是不正确的设计，会对最终排污效果造成负面影响。所以，在进行锅炉排污设计时，需要重视排污口的合理设计，对排污系统进行规划，保障排污效果。
（五）焊缝问题
进行锅炉设计时，也需要关注焊缝问题。在进行锅炉制造时，需要在锅炉筒上进行焊接，就会出现焊缝，同时也会出现焊缝裂纹。但是在进行锅炉设计时，原则是不允许焊缝有裂纹的，以免削弱焊缝强度。要想实施高水准的焊接，需要考虑热影响的因素，做好有效的设计工作。首先，在管孔中心的 1.5 倍区域实施焊接，经过射线检测符合设计需求，并且保障孔边设计的平滑性。其次，实施接头焊接之后，对其进行热处理或者是实施消除应力的技术处理。只有关注焊缝问题，才能保障整体设计的技术性，避免出现开缝问题影响整体设计质量。
（六）集箱端板的设计
在进行工业锅炉设计时候，也需要考虑集箱端板的设计。进行集箱端板设计时，不能将其安置在锅炉内部或者是炉墙的内部，以免影响整体设计的效果。因为将集箱端板设置在炉膛内部会出现温度过高的现象，同时盖板厚度较大容易发散热量，就容易出现裂开问题。如果将集箱端板放在炉墙内部，就不能打开手孔盖对内部元件实施检查，也不能对元件进行有效的清扫，对锅炉运行造成威胁。为此，在进行工业锅炉设计时，设计人员需要考虑集箱端板设计的设置问题，合理设置安装位置，以免造成运行危险。
在进行工业锅炉设计时，只有保障设计方案的合理性与科学性，才能让锅炉设计符合工业生产的需求，否则会出现各种使危险，影响整体运行的有效性。锅炉生产企业只有结合运行需求对设计方案进行合理的优化，对多项设计因素进行充分性的考虑，才能保障设计方案的合理性，以此制定最优方案，在行业竞争中占据优势位置。
参考文献
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[2]张洪博.电厂热能动力锅炉设计问题及改进策略[J].自动化应用，2018（08）
[3]常国富，彭润平.工业锅炉结垢原因分析及预防[J].特种设备安全技术，2017（06）
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