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摘要：工业锅炉产品分两种，一是蒸汽，用于发电，或是供气，比如化肥厂可用蒸汽汽化，以煤为原料，合成化肥，这就是典型的工业锅炉，工业锅炉还是以燃煤占大多数，燃气的一般是余热锅炉用于回收废热。工业锅炉常见的是循环流化床锅炉，工业锅炉是重要的热能动力设备，我国是当今世界锅炉生产和使用最多的国家。
关键词：工业锅炉设计；工业锅炉发展现状
引言：众所周知,工业锅炉对于人们的生产生活而言十分重要,它属于一种承压、受热,还会可能产生爆炸的一种特殊设备,被广泛应用在许多领域中,促进了我国经济水平的发展。除此以外,我国是现阶段生产工业锅炉数量最高的国家, 因此我们势必要更关注工业锅炉的设计和生产技术。
一、工业锅炉发展现状
我国工业锅炉每年耗用原煤约占年总产量的1/3 ，排放 CO2 达 6 亿多吨，排放 SO2 500 ~ 600 万吨，占全国排放总量的 21 %。我国已于 2002 年核准了《京都议定书》，因此我国必须努力完成削减温室气体排放目标，工业锅炉节能降耗减少排放必然是首当其冲。为了减少 SO2 对环境造成的破坏，各大中城市对燃煤锅炉在市区采用了限制使用的措施。
自进人21世纪以来, 国内的经济水平迅速发展, 企业之间的竞争也在不断的加强,尤其是国内加人世贸组织以后,获得国家生产许可的外国企业数目在不断的上升,到2002年上半年,获得这种许可的外国企业就达到了六百多家。可是国内的工业锅炉企业却面临着同行企业的数量增加,生产规模小、产品雷同等问题,这就造成国内工业锅炉生产的企业间的竞争力低于国外同类企业。由于缺乏自主研发能力，从而造成工业锅炉生产企业面临这种情形。 就目前而言,我国工业锅炉生产企业中具备自行设计的能力的数量并不是十分多, 我国的工业锅炉生产企业在经营过程中也有存在诸多方面的问题。
二、锅炉设备的特点
1、锅炉具有破坏性与爆炸危险性
鉴于锅炉是一种密闭性的容器,常常在高压、高温的状态下运行, 这样会很大机会造成发生爆炸。引起锅炉爆炸的原因可以有许多,主要归纳起来两部分：
一是由于锅炉自身的压力元件发生损坏,锅炉在工作的过程中内部的压力突然下降, 导致锅炉内部的水和气体分子压缩到极致进而形成冲击波,这就会导致锅炉的爆炸,另一方面就是锅炉内部的压力抬高, 超出锅炉本身的承受值,因此导致爆炸的发生。
2、工作环境恶劣易受到损坏
由于锅炉常常被应用在高压、高温的工作环境中, 与其余工业设备相比工作环境较为恶劣，很容易会损害到锅炉的各种部件。 由于受压元件长期的受到不同程度的压力,这样会和容易造成损坏、变形。锅炉之所以会易损坏，正是因为长期处于一个恶劣的工作环境中,
3、锅炉运行的连续性及使用的广泛性
由于在人们的日常生产生活中广泛地应用锅炉设备, 锅炉设备对于其它行业的发展而言有着一定的促进作用, 以此促进着我国经济建设的进步和发展。因此，锅炉的生产势必要确保连续性,如果忽然停止会大大影响到工厂与地区生产生活的正常运行。
三、工业锅炉设计中需要注意的问题
1、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。比如,有一款余热锅炉,它的水位结构设计是立式平头直管的。
2、锅炉的防爆装置
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。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。
4、排污孔和上水位置的问题
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。有一些锅炉,排污孔在下锅筒的封头上,停炉时,无法放干净锅炉底部的水, 积累在锅筒底部从而造成腐蚀, 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。
5、检修门孔的布置问题
鉴于锅炉运行需要长时间, 因此，有必要定期进行维修和检查。在进行锅炉的设计时,为了可以确保便于检测、清扫、维修。要求在结构上设置必要的人孔、检查孔、手孔、洗炉孔以及炉墙上的人孔。检查门孔的位置要能保证对锅炉各受压元件进行维修、清扫、检测,数量要按照结构而定。
7、焊缝与开孔问题
在锅筒上应当有焊缝、管孔。原则上焊缝上不允许孔。但是为了防止削弱焊缝处的强度。对于焊接管孔确实不能避开焊缝和其热影响区时,要满足必要的条件
①管孔中心四周1.5倍管孔直径范围内的焊缝,经射线探伤合格,而且孔边不能存在缺陷；
②管接头焊后需要进行热处理或者进过局部热处理，以此消除应力。
四、一些针对工业锅炉的环保措施
降低锅炉使用消耗，提高能源使用效率。首先，进行工业锅炉的炉膛的设计，其中最主要的是对于炉膛容积的设计，其大小应当达到燃料燃烧的标准，既要让燃料的充分燃烧得到保障，又要使炉膛能够被产生的气体刚好充满，并且要设计具有良好的传热效果，可以有效地向料坯传热。在炉膛的设计中，要考虑到燃烧的方式、燃料种类、燃烧器的布置与热负载几个因素，对于燃料而言，不同的燃料单位重量内燃烧产生的气体体积也有所不同的，其随着燃烧释放的热量而定：热量越高，所生产的气体体积就会越小，这是由于燃烧充分的因素。
可是如果不同的燃料燃烧所产生的热量一样，那么废气的体积肯定是不一样的。因此在充分燃烧这方面就可以设计出炉膛的高度，根据这个数值以及其它特点，计算出炉膛最终的高度。到了在最后进行炉膛高度的确定时，除了充分燃烧这个特征之外，还要考虑炉膛自身是不是容得下燃烧的装置，并且要在容得下的基础上确保炉内的气体传热正常、流动正常、在满足以上这几种条件下，尽量避免炉膛过高。
在设计工业锅炉的炉底时，应当充分考虑到抗高温、耐磨、耐温度急变、不会引起氧化反应等特性，由于炉底的上层是和燃烧接触的，因此一定要耐得住高温；对于炉底下层，应承受整个锅炉的重量，还要有氧化、碰撞、摩擦、旋转等过程，温度上会产生变化，因此，对于炉底的耐温度变化性有着较高的要求。
五、结语
未来工业锅炉产品市场发展除了受我国国民经济的发展速度和投资规模等因素影响外，越来越受到能源政策和节能、环保要求的制约。随着高性能产品的普及和产品质量的提高，在2000~2010年每年有约5万蒸吨的工业锅炉需要更新，2010年后，每年有约7万蒸吨的工业锅炉需要更新，再加上新增装机，从需求上讲，到 2010年每年工业锅炉需求量约为10~12万蒸吨。
今后大中城市的小容量燃煤锅炉的比重将会显著下降，循环流化床锅炉等采用清洁燃烧技术的锅炉将得到较快的发展，燃气锅炉将会有长足的进步，燃用生活垃圾和生物质的锅炉市场潜力较大，蓄热式电热锅炉系统随着电力工业改革和发展其市场将进一步拓宽。因此采用清洁燃料和洁净燃烧技术的高效、节能、低污染工业锅炉将是工业锅炉产品发展的趋势，并向高端和高附加值的产品市场发展。
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