探討工業鍋爐設計中需要注意的問題

東莞市天鹿鍋爐有限公司 523203

摘要：伴隨我國經濟水平的不斷發展，人們的生活水平也隨之提高，生活質量也越來越好。對人們的生產生活來說鍋爐設備是非常重要的熱能動力設備?，F階段社會經濟的迅速發展，從而推動了企業間的競爭。工業鍋爐的生產行業也是這樣。在工業鍋爐生產設計是至關重要的，它的質量對于企業的生存與發展有著最直接的影響。

關鍵詞：工業鍋爐設計；工業鍋爐發展現狀

引言：

眾所周知，工業鍋爐對于人們的生產生活而言十分重要，它屬于一種承壓、受熱，還會可能產生爆炸的一種特殊設備，被廣泛應用在許多領域中，促進了我國經濟水平的發展。除此以外，我國是現階段生產工業鍋爐數量最高的國家，因此我們勢必要更關注工業鍋爐的生產技術。

一、工業鍋爐發展現狀

自20世紀90年代以來，我國的工業鍋爐生產量并沒有很明顯的變化，基本生產數量都在8萬蒸噸。通過相關調查中顯示，在1987年的工業鍋爐生產總量為85483蒸噸，可是在2001年的生產總量為85400蒸噸?？傮w產量變化不大，但是我國的工業鍋爐生產企業卻從551家增加到969家，并且生產規模均都屬于中小型企業。我們的工業鍋爐生產發展不是很正常。

自進人21世紀以來，國內的經濟水平也隨之迅速發展，這就是的企業之間的競爭加強，尤其是國內加人世貿組織以后，獲得國家生產許可的外國企業數目在不斷的上升，到2002年上半年，獲得這種許可的外國企業就達到了六百多家。可是國內的工業鍋爐企業卻面臨著同行企業的數量增加，生產規模小、產品雷同等問題，這就造成國內工業鍋爐生產的企業間的競爭力低于國外同類企業。由于缺乏自主研發能力，從而造成工業鍋爐生產企業面臨這種情形。就目前而言，我國工業鍋爐生產企業中只有百余家是具備自行設計的能力，我國的工業鍋爐生產企業在經營過程中也有存在諸多方面的問題。

二、鍋爐設備的特點

1、鍋爐具有破壞性與爆炸危險性

鑒于鍋爐是一種密閉性的容器，常常在高壓、高溫的狀態下運行，這樣會很大機會造成發生爆炸。引起鍋爐爆炸的原因可以有許多，主要歸納起來兩部分：

一是由于鍋爐自身的壓力元件發生損壞，鍋爐在工作的過程中內部的壓力突然下降，導致鍋爐內部的水和氣體分子壓縮到極致進而形成沖擊波，這就會導致鍋爐的爆炸，另一方面就是鍋爐內部的壓力抬高，超出鍋爐本身的承受值，因此導致爆炸的發生。

2、工作環境惡劣易受到損壞

由于鍋爐常常被應用在高壓、高溫的工作環境中，與其余工業設備相比工作環境較為惡劣，很容易會損害到鍋爐的各種部件。由于受壓元件長期的受到不同程度的壓力，這樣會和容易造成損壞、變形。鍋爐之所以會易損壞，正是因為長期處于一個惡劣的工作環境中，

3、鍋爐運行的連續性及使用的廣泛性

正是在人們的日常生產生活中廣泛地應用鍋爐設備，鍋爐設備對于其它行業的發展而言有著一定的促進作用，以此促進著我國經濟建設的進步和發展。因此，鍋爐的生產勢必要確保連續性，如果忽然停止會大大影響到工廠與地區的正常運行。

三、工業鍋爐設計中需要注意的問題

1、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。比如，有一款余熱鍋爐，它的水位結構設計是立式平頭直貨管鍋爐。

2、鍋爐的防爆裝置

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。

4、排污孔和上水位置的問題

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。有一些鍋爐，排污孔在下鍋筒的封頭上，停爐時，無法放干凈鍋爐底部的水，積累在鍋筒底部從而造成腐蝕，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。

5、檢修門孔的布置問題

鑒于鍋爐運行需要長時間，因此，有必要定期進行維修和檢查。在進行鍋爐的設計時，為了可以確保便于檢測、清掃、維修。要求在結構上設置必要的人孔、檢查孔、手孔、洗爐孔以及爐墻上的人孔。檢查門孔的位置要能保證對鍋爐各受壓元件進行維修、清掃、檢測，數量要按照結構而定。

7、焊縫與開孔問題

在鍋筒上應當有焊縫、管孔。原則上焊縫上不允許孔。但是為了防止削弱焊縫處的強度。對于焊接管孔確實不能避開焊縫和其熱影響區時，要滿足必要的條件

①管孔中心四周1.5倍管孔直徑范圍內的焊縫，經射線探傷合格，而且孔邊不能存在缺陷；

②管接頭焊后需要進行熱處理或者進過局部熱處理，以此消除應力。

四、一些針對工業鍋爐的環保措施

降低鍋爐使用消耗，提高能源使用效率。首先，進行工業鍋爐的爐膛的設計，其中最主要的是對于爐膛容積的設計，其大小應當達到燃料燃燒的標準，既要讓燃料的充分燃燒得到保障，又要使爐膛能夠被產生的氣體剛好充滿，并且要設計具有良好的傳熱效果，可以有效地向料坯傳熱。在爐膛的設計中，要考慮到燃燒的方式、燃料種類、燃燒器的布置與熱負載幾個因素，對于燃料而言，不同的燃料單位重量內燃燒產生的氣體體積也有所不同的，其隨著燃燒釋放的熱量而定：熱量越高，所生產的氣體體積就會越小，這是由于燃燒充分的因素。

可是如果不同的燃料燃燒所產生的熱量一直，那么廢氣的體積肯定不一樣的。因此在充分燃燒這方面就可以設計出爐膛的高度，根據這個數值以及其它特點，計算出爐膛最終的高度。可是在最后進行爐膛高度的確定時，除了充分燃燒這個特征之外，還要考慮爐膛自身是不是容得下燃燒的裝置，并且要在容得下的基礎上確保爐內的氣體傳熱正常、流動正常、在滿足以上這幾種條件下，盡量避免爐膛過高。

在設計工業鍋爐的爐底時，應當充分考慮到抗高溫、耐磨、耐溫度急變、不會引起氧化反應等特性，由于爐底的上層是和燃燒接觸的，因此一定要耐得住高溫；對于爐底下層，應承受整個鍋爐的重量，還要有氧化、碰撞、摩擦、旋轉等過程，溫度上會產生變化，因此，對于爐底的耐溫度變化性有著較高的要求。

五、結語

在工業鍋爐實際的運行當中，曾經出現不同類型的事故，這么多事故教訓也警惕著我們，工業鍋爐設計的優劣對于鍋爐在運行中的安全有著最直接的影響，質量差的設計是造成鍋爐事故的關鍵因素。因此，要加強鍋爐設計的檢測與審查，提高鍋爐產品的質量水平，以此為鍋爐的安全運行提供保障。

參考文獻：

[1]萬明等.鍋爐質量檢驗（M）中國計童出版社，2004

[2]莊鈞和.燃油工業鍋爐設計（J）江蘇鍋爐，1993

[3]張彩云.常壓鍋爐燃油氣.（J）設計簡議.陜西煤炭，2007

[4] 王華. 論工業鍋爐設計考慮的必然因素[J]. 科技風，2013，16：56.

[5] 王善武，呂巖巖，吳曉云，范兵兵. 工業鍋爐行業節能減排與戰略性發展[J]. 工業鍋爐，2011，01：1-9.

[6] 江濤. 淺析工業鍋爐設計中節能減排問題[J]. 中國新技術新產品2012.18