论文部分内容阅读
摘要：锅炉是工业生产中的热传递工具和设备，锅炉是具有高温、高压的特殊热能设备之一，既是工业中的觉设备，又是特别容易发生灾害性事故的特殊设备，锅炉中储存着大量的热能和超大的气压，一旦由于某些原因促使这些能量和气压释放，就会造成财产损失以至人员伤亡，所以在设计过程中就要对锅炉设计中存在的各种问题进行分析，并对问题产生原因加以探讨，予以合理的改进。
锅炉设计的基本原则是确保锅炉设备的正常运行，并控制好锅炉运行安全，尽可能的提高运行效率。为了实现这一点，国内很多厂家都顺应时代发展，引进并应用了各种各样的设计新技术，从一定程度上提高了锅炉设备的运行质量和运行效率。但是，由于锅炉设计是一项复杂的工作，一旦设计不当，锅炉运行就很可能发生安全问题，危害人类财产与生产，所以在实际设计中，安全问题将成为锅炉的设计重点。
一、当前锅炉设计中存在的问题
（一）计算机技术与信息技术的广泛使用
进入新世纪以后，信息技术和计算机技术已经得到大面积的普及，锅炉设计行业也引进了计算机与信息化技术，实现了锅炉信息化设计。在传统的锅炉设计工艺，设计所需的一系列参数，如锅炉容量、体积、燃料特性等，都要通过人为调查、研究，然后对调查得到的资料进行分析，选取有用资料，按照资料要求进行锅炉设计。但计算机技术引进之后，现代化的锅炉设计不再依靠人为调查，机械自动化技术会自动记录第一次输入系统的锅炉设计参数，然后根据这些参数准确计算出燃料燃烧所需的炉排面积、炉排热强度、炉膛容积和炉膛热强度。传统工艺中的锅炉设计并不能快速、准确的计算出以上四大参数，但计算机技术则可以。目前我国最常用的锅炉设计技术是计算机热力计算程序，该程序能精确设计锅炉容量和容积，确保锅炉设备投入使用后的运行安全。
（二）2D向3D的转变
国内现阶段的锅炉设计正由传统的2D设计向3D设计转变，这对锅炉设计来说，既是一种进步，也是一种挑战。如果锅炉设计3D得以实现，则传统的二维制图方式可能会被淘汰，三维设计制图方式兴起，使锅炉设计图纸变得更加直观，更具辨识度。但要注意的是，2D向3D的转变并不是一项短期工作，而需要长久的发展，且在3D设计方式的发展过程中，锅炉可能会因为设计理论或设计方式不当出现运行故障或运行安全事故，导致锅炉运行效率降低。
（三）分层燃烧技术在锅炉设计中的应用问题
截至目前，我国锅炉设计已经引进了分层燃烧技术，实现了锅炉设计和使用节能。理论上来说，该技术的引进与应用是利大于弊的，能充分发挥节能作用，促进锅炉设计的节能发展。但是，该技术在具体应用时可能会出现煤料分层错误问题，给锅炉运行安全造成影响。
（四）锅炉设计不当导致锅炉低负荷运行
国内当前的锅炉运行方式大多属于低负荷运行，这种运行方式很容易造成能源浪费，有的时候还会引发锅炉运行故障，降低锅炉的运行安全性，必须在设计过程中做好相应的设计控制，避免锅炉低负荷运行。
二、锅炉设计改进建议
针对上述问题的分析，现结合问题产生原因，对锅炉设计的强化与改进措施进行分析，以此来保证锅炉运行安全，防止锅炉设备在运行过程中因自身设计不当而发生运行故障。
（一）做好锅炉强度设计
1.强度理论的基本概念
强度这一词语应用在锅炉之中，所代表的便是构件、材料自身在使用过程中所呈现出来的荷载抗性。通常情况下，主要是形容其对于断裂这一因素所存在的抗力，但在个别情况下，如果说结构的塑性是变形过大，那么同样有可能对结构物的正常工作带来影响，甚至是破坏结构物的正常特性。所以，在这一过程中就需要进行一定程度上的塑性变形，绝大多数情况下，都是不允许构件自身在使用的过程中，其中的结构整体出现屈服的现象。
2.安全系数与许用应力
只有拥有了材料强度所包含的具体标准值，才能够依据当前安全系数，计算出在强度设计之中，所应当实际使用到的许用应力。通常情况下，材料自身所拥有的安全系数以及强度标准值都是直接有相关部门的权威专家和单位来进行确认的，这其中所涉及到到的数值测定，有着极为严格的科学性和法律性。这一数值可以说是锅炉在进行强度设计过程中的基础。
（二）正确应用计算机技术
计算机技术在锅炉设计中的应用已经成为一种必然，想要节省锅炉设计时间，保证锅炉设计质量与运行安全，就必须将计算机技术引入其中，利用计算机的自动化、智能化功能来实现锅炉现代化设计。采用计算机软件进行锅炉产品的设计已成为行业普遍趋势，但设计计算基本理论和标准化水平还需提高；不少中小型锅炉企业需要在增加技术能力的同时提高产品的设计水平，尽快克服照搬照抄、囫囵吞枣的落后状况；还要进一步加强节能审查帮助企业提高技术水平。
（三）严格按照设计要求、工艺规范进行锅炉设计
锅炉制造、安装应严格按照设计、工艺和标准要求进行，确保制造安装质量进而确保锅炉安全稳定运行，避免出现诸如对流受热面中出现烟气走廊或烟气短路、筑炉保温质量差等影响锅炉运行和能效发挥的现象发生。
（四）优化系统设计，避免锅炉低负荷运行
大马拉小车、长期低负荷运行是锅炉运行主要特点之一，也是锅炉节能潜力之一，一方面要通过优化系统设计、合理选择锅炉容量来从源头加以解决，另一方面要通过加强用能的测试、管理，合理调度和优化锅炉及系统运行，从而尽可能保证锅炉高效满负荷运行。
三、结束语
锅炉作为工业生产中的一个重要设备，其安全性受到了人们的广泛关注。而要想确保锅炉的安全性、耐久性，那么就需要相关设计者对锅炉的强度进行全面分析与合理设计。因此在实际工作中，相关技术人员应当严格按照相关规定要求，采取科学合理的措施对锅炉的强度等多个方面进行全面设计，从而确保锅炉在运行过程中的安全性与可靠性，从而实现工业生产的可持续发展。通过上述，我们了解到锅炉安全性设计及其强度设计的重要性，相信大家已经对此已有深刻的了解，希望能够在未来的社会发展中，通过设计者合理的设计实现锅炉的安全性运行，推动工业的正常生产与发展，实现社会经济的可持续发展。
锅炉设计的基本原则是确保锅炉设备的正常运行，并控制好锅炉运行安全，尽可能的提高运行效率。为了实现这一点，国内很多厂家都顺应时代发展，引进并应用了各种各样的设计新技术，从一定程度上提高了锅炉设备的运行质量和运行效率。但是，由于锅炉设计是一项复杂的工作，一旦设计不当，锅炉运行就很可能发生安全问题，危害人类财产与生产，所以在实际设计中，安全问题将成为锅炉的设计重点。
一、当前锅炉设计中存在的问题
（一）计算机技术与信息技术的广泛使用
进入新世纪以后，信息技术和计算机技术已经得到大面积的普及，锅炉设计行业也引进了计算机与信息化技术，实现了锅炉信息化设计。在传统的锅炉设计工艺，设计所需的一系列参数，如锅炉容量、体积、燃料特性等，都要通过人为调查、研究，然后对调查得到的资料进行分析，选取有用资料，按照资料要求进行锅炉设计。但计算机技术引进之后，现代化的锅炉设计不再依靠人为调查，机械自动化技术会自动记录第一次输入系统的锅炉设计参数，然后根据这些参数准确计算出燃料燃烧所需的炉排面积、炉排热强度、炉膛容积和炉膛热强度。传统工艺中的锅炉设计并不能快速、准确的计算出以上四大参数，但计算机技术则可以。目前我国最常用的锅炉设计技术是计算机热力计算程序，该程序能精确设计锅炉容量和容积，确保锅炉设备投入使用后的运行安全。
（二）2D向3D的转变
国内现阶段的锅炉设计正由传统的2D设计向3D设计转变，这对锅炉设计来说，既是一种进步，也是一种挑战。如果锅炉设计3D得以实现，则传统的二维制图方式可能会被淘汰，三维设计制图方式兴起，使锅炉设计图纸变得更加直观，更具辨识度。但要注意的是，2D向3D的转变并不是一项短期工作，而需要长久的发展，且在3D设计方式的发展过程中，锅炉可能会因为设计理论或设计方式不当出现运行故障或运行安全事故，导致锅炉运行效率降低。
（三）分层燃烧技术在锅炉设计中的应用问题
截至目前，我国锅炉设计已经引进了分层燃烧技术，实现了锅炉设计和使用节能。理论上来说，该技术的引进与应用是利大于弊的，能充分发挥节能作用，促进锅炉设计的节能发展。但是，该技术在具体应用时可能会出现煤料分层错误问题，给锅炉运行安全造成影响。
（四）锅炉设计不当导致锅炉低负荷运行
国内当前的锅炉运行方式大多属于低负荷运行，这种运行方式很容易造成能源浪费，有的时候还会引发锅炉运行故障，降低锅炉的运行安全性，必须在设计过程中做好相应的设计控制，避免锅炉低负荷运行。
二、锅炉设计改进建议
针对上述问题的分析，现结合问题产生原因，对锅炉设计的强化与改进措施进行分析，以此来保证锅炉运行安全，防止锅炉设备在运行过程中因自身设计不当而发生运行故障。
（一）做好锅炉强度设计
1.强度理论的基本概念
强度这一词语应用在锅炉之中，所代表的便是构件、材料自身在使用过程中所呈现出来的荷载抗性。通常情况下，主要是形容其对于断裂这一因素所存在的抗力，但在个别情况下，如果说结构的塑性是变形过大，那么同样有可能对结构物的正常工作带来影响，甚至是破坏结构物的正常特性。所以，在这一过程中就需要进行一定程度上的塑性变形，绝大多数情况下，都是不允许构件自身在使用的过程中，其中的结构整体出现屈服的现象。
2.安全系数与许用应力
只有拥有了材料强度所包含的具体标准值，才能够依据当前安全系数，计算出在强度设计之中，所应当实际使用到的许用应力。通常情况下，材料自身所拥有的安全系数以及强度标准值都是直接有相关部门的权威专家和单位来进行确认的，这其中所涉及到到的数值测定，有着极为严格的科学性和法律性。这一数值可以说是锅炉在进行强度设计过程中的基础。
（二）正确应用计算机技术
计算机技术在锅炉设计中的应用已经成为一种必然，想要节省锅炉设计时间，保证锅炉设计质量与运行安全，就必须将计算机技术引入其中，利用计算机的自动化、智能化功能来实现锅炉现代化设计。采用计算机软件进行锅炉产品的设计已成为行业普遍趋势，但设计计算基本理论和标准化水平还需提高；不少中小型锅炉企业需要在增加技术能力的同时提高产品的设计水平，尽快克服照搬照抄、囫囵吞枣的落后状况；还要进一步加强节能审查帮助企业提高技术水平。
（三）严格按照设计要求、工艺规范进行锅炉设计
锅炉制造、安装应严格按照设计、工艺和标准要求进行，确保制造安装质量进而确保锅炉安全稳定运行，避免出现诸如对流受热面中出现烟气走廊或烟气短路、筑炉保温质量差等影响锅炉运行和能效发挥的现象发生。
（四）优化系统设计，避免锅炉低负荷运行
大马拉小车、长期低负荷运行是锅炉运行主要特点之一，也是锅炉节能潜力之一，一方面要通过优化系统设计、合理选择锅炉容量来从源头加以解决，另一方面要通过加强用能的测试、管理，合理调度和优化锅炉及系统运行，从而尽可能保证锅炉高效满负荷运行。
三、结束语
锅炉作为工业生产中的一个重要设备，其安全性受到了人们的广泛关注。而要想确保锅炉的安全性、耐久性，那么就需要相关设计者对锅炉的强度进行全面分析与合理设计。因此在实际工作中，相关技术人员应当严格按照相关规定要求，采取科学合理的措施对锅炉的强度等多个方面进行全面设计，从而确保锅炉在运行过程中的安全性与可靠性，从而实现工业生产的可持续发展。通过上述，我们了解到锅炉安全性设计及其强度设计的重要性，相信大家已经对此已有深刻的了解，希望能够在未来的社会发展中，通过设计者合理的设计实现锅炉的安全性运行，推动工业的正常生产与发展，实现社会经济的可持续发展。