鍋爐鋼結構設計的步驟及特點

董云霏

摘 要：鍋爐鋼結構在鍋爐設備中起到十分重要的作用，雖然其對整個鍋爐的性能并沒有什么影響，但是卻是整個鍋爐的安全的重要保障和控制成本的利器。因為隨著鍋爐市場的競爭日漸激烈，鍋爐廠的成本隨著價格的降低而相應的增大，這就對鍋爐鋼的設計提出了更高的要求。

關鍵詞：鍋爐；鋼結構；設計

隨著經濟的發展，我國的各行各業都產生了競爭加劇的情況，鍋爐行業也是如此。各個廠家為了在競爭中保持銷售量上的優勢不得不以降價為手段，降價就意味著成本上升。而鍋爐鋼結構為廠家節省成本找到了一個新的出路，因此其設計問題受到了相關的重視。

1 相關的設計步驟

1.1 初步設計

1.1.1 確定整體架構

鋼柱間距和根數。確定主柱間距要對多種因素進行兼顧，比如爐膛和最后部分的大小等；主副跨的相隔距離需要根據平臺樓梯的布局情況和吹灰器的型號等來確定。另外，緊身封閉的因素不得不考慮。

相關的水平面的設計。這個水平面首先具有剛性，而且其層數多少對鋼材耗費量有巨大的影響，僅就理論層面來講，其層數越多耗費的鋼材的數量也就越大。但是在節省鋼材的同時也要考慮如果使用的鋼材過少就會使得整個結構失去其應有的作用。正常情況下，這個具有剛性的水平面的距離以低于12米為宜。其標準高度應該和相關的檢修平臺達到一致。

承重設計。這種設計一般遵循兩種形式，一種是以副跨的形式進行布置，另一種是以主跨的形式進行布置。當然，正常情況下都是以副跨的形式進行布置，因為這樣的設計可以使得其不與相關的管道發生摩擦。

1.1.2 相關的節點如何布置

在進行鍋爐設計的時候，都會有一份具有參考意義的技術協議，可以按照其中的要求和整個結構布置的形式對節點的設計進行相應的選擇。正常情況下，容量比較大的鍋爐應該用螺栓，且這種螺栓一定要在強度方面表現出色。對于容量相對較小的鍋爐來說，對于節點的布置就可以用焊接的形式進行。

1.1.3 相關材料的選擇

進行這個選擇的時候，需要考慮整個結構的控制桿的韌度，因此必須要用低合金鋼，這樣也可以節省相關的成本，其它層面的材料就可以使用碳鋼，這樣比較節省成本，又可以保持性能。

1.1.4 截面大小

相關的工具的截面一般情況下分為封閉式和非封閉式兩種，對于選擇哪種形式就要看客戶的具體要求，但是在設計的過程中無論是以哪種形式進行都要充分考慮設計的本身是否符合規范，還要對截面的穩定程度和相關的數據進行綜合考量。

1.2 相關技術

1.2.1 荷載方面。這方面的設計在整個設計中處于獨一無二的地位。其本身包含了風荷載、垂直支撐的許多層面。但是這方面的統計不僅僅依賴于進行統計工作的相關人員，也是大家配合的結果。因此各個部位的相關設計人員都應該配合這方面的統計人員的工作，確保統計工作可以順利準確地進行下去。為了使這方面的統計的偏差控制在合理的范圍內，其他方面的荷載可以隨著荷載統計的數據來確定。

1.2.2 繪畫略圖。對于一個設計來說，必須要有相關的圖紙，以此來指導實踐工作。相關的繪圖人員務必保持細心謹慎的工作作風，盡量在工作中不出現重大偏差，其所繪畫的相關內容必須符合現實中的設備的情況，可以起到相應的簡化作用。其繪畫內容應該包括相關器材的數量和各種部件的特性和尺寸等。

1.2.3 計算方面。計算是鋼結構設計中必不可少的一個階段，因此必須對這個階段的工作加以重視。立面的相關計算的目的是為了將各種斷面的大小和形狀以及擺放方式等進行較為精確的確定。柱腳的相關方面的計算起到的是連接作用，可以對各個柱子之間的基本負荷進行相應的確定工作。根據現實計算，相關的底板盡量不要過于的厚，這會使得相關材料的購買出現困難。平面計算所起到的作用就是為了實現對梁和水平方面的斷面的確定。首先要對整體進行計算，然后對單個部件進行計算。節點方面的相關計算所起到的作用很大，可以為各個節點的連接工作提供理論基礎。

1.2.4 綜合分析結果

對于整個結構的計算都是初步的計算，因此必須對其進行分析，進而看其是否符合制造的現實情況，是否有轉化為現實的合理性，如果相關的數據的數值小于規定的范圍，那么就要通過各種手段對其進行調整。

1.2.5 繪制相關的總圖和基本的負荷圖

在所有的計算結果都可以確定為正確之后，就要著手處理總圖設計和基本的負荷圖的相關問題。這兩個方面都是整個結構的制作依據，這就要求必須對其進行準確的設計。總圖包括垂直和水平兩個方向的圖紙。垂直方向的圖紙主要是為了確定各個部件的高度和截面的大小。這種圖紙當中必須要對相關的高度和橫截面面積進行詳細的標注。而水平方向的圖紙必須要將各個部件之間的名稱和連接關系、還有各種細節狀況都進行文字標注。基本條件下的荷載圖柱腳層面的相關計算和相關土建施工的理論依據，這種圖紙必須對相關的柱腳的位置和各個方向的受力狀況進行標記。

2 施工環節設計

這個階段的設計是對初步和技術層面設計的深化，是對其進行完善的過程，但是與前兩者相比，這個階段的設計相對要簡單一些，是一種制造性的圖紙，可以運用CAD的相關程序進行制圖，這種程序由柱子、水平與垂直方向的支撐、柱子底板等幾個部分組成。改程序可以在繪制圖紙，統計零件使用情況等方面進行操作。其中，施工圖對零件尺寸和各種明細作出了詳細的規定，僅僅一次就可以完成施工圖的刻畫，極其簡便。

3 總結

鍋爐的鋼結構方面的設計是需要各個方面進行配合的，對其進行計算的相關過程也是十分的復雜，有很多影響因素都無法通過計算進行相應的確定。這就會造成各種偏差的存在，但是隨著廠家和相關的生產人員不斷積累經驗，這方面的工作一定會向前發展。本文通過各個環節的描述，呈現了鍋爐鋼結構的設計過程以及其具有的各種特點。

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