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基于锅炉设计中的疑难点和优化路径思考

发表时间：2021/3/26 来源：《电力设备》2020年第32期作者：张艳新

[导读] 【摘要】本文对锅炉设计中的疑难点和优化路径进行了分析，重点对锅炉设计中可能出现的疑难点和优化锅炉设计的有效措施进行了思考。

        （欧萨斯能源环境设备（南京）有限公司）
        【摘要】本文对锅炉设计中的疑难点和优化路径进行了分析，重点对锅炉设计中可能出现的疑难点和优化锅炉设计的有效措施进行了思考。锅炉是一个很重要的工具，在多种行业中发挥着重要的作用，通过优化锅炉的设计路径，实现能源资源的高效利用，更好地提高锅炉的质量和使用寿命，从而保证生产生活的安全。
        【关键词】锅炉设计；疑难点；优化路径思考
        在工业生产中，锅炉扮演着重要的角色，发挥着重要的作用。锅炉质量的好坏对整个工业生产的质量和安全都有重要的影响。随着经济的发展和社会的进步，对于锅炉质量的要求也越来越高，对锅炉进行优化设计，解决锅炉设计中的疑难点，有利于更好地提高锅炉质量，促进工业发展。
        1.锅炉设计中的主要疑难点
        锅炉是工业生产中一个重要的换热工具，其效能的高低对于经济性和环保性都有很大的影响。在锅炉设计中，主要有以下三个疑难点。

                       图1锅炉设计中的疑难点
        1.1锅炉的强度
        在锅炉的设计过程中，一个主要的疑难点就是锅炉的强度，这也是锅炉的一个非常重要的参数。锅炉的强度是指锅炉受压部件钢结构的承压能力，对于锅炉受压元件件来说，其承压能力是非常重要的。有些锅炉被用在一些高温高压高腐蚀性的环境中，承装的液体对于锅炉本身具有一定的压力，如果锅炉受压元件的强度不足，承压能力不够，那么就很难满足任务需要，甚至会出现安全问题。所以在进行锅炉设计时，锅炉受压元件选材及强度计算是一个疑难点。
        1.2锅炉的节能
        在工业生产中，节能是一个非常重要的问题，节能对于降低生产成本，提高经济效益，实现更高的利益是非常重要的。现在资源短缺已经是很严重的社会问题，所以在进行锅炉设计时，锅炉的节能是一个疑难点。在锅炉设计的过程中，其传热能力和保温能力都是很重要的，对于不同的工作任务，需要锅炉具备不同的性能，这些性能的好坏直接决定了锅炉是否节能，能不能为工业生产降低成本。对于锅炉的选材也有很多的要求，材料的不同会造成锅炉性能的不同，也会造成设计成本的不同，这些都是锅炉节能设计中需要考虑的问题。
        1.3锅炉的环保
        现代社会对于环境保护的要求比较高，任何经济发展不能以破坏环境为代价，在追求经济发展的同时更要注重环境保护，这是整个社会发展的必然趋势。在锅炉设计的过程中，锅炉的环保性也是一个疑难点。面对越来越高的环保要求，需要锅炉在设计思路，制作方法，材料选取，控制步骤中都充分考虑环保问题，综合多方面因素来进行锅炉的环保设计。对于锅炉中排出的废气和废液都有更高的标准，内部燃料的选取也有更多的限制，这些因素都给锅炉的环保设计带来了一定的困难。
        2.锅炉设计的优化路径
        在锅炉设计的过程中，存在一些疑难点，这些是制约锅炉设计质量和效果的主要因素，想要优化锅炉设计，主要有以下三个路径。

                       图2锅炉设计的优化路径
        2.1选择韧性材料
        在锅炉设计的过程中，一个主要的疑难点就是锅炉受压元件的强度，这是锅炉能否安全运行的关键，锅炉受压元件及非受压元件材料除符合特种设备规程以及相应国家标准的要求外，选用的材料还应考虑其本身的运行条件（压力、温度、以及其他环境因素）、材料的性能（力学性能、工艺性能、化学性能和物理性能）及制造单位的生产加工工艺和装备。通过选择韧性好的材料优化锅炉设计即从材料的力学性能角度进行优化，韧性是指材料在断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力，表征材料抵抗裂纹扩展的性能，是材料强度和塑性的综合指标。且材料韧性越好，则发生脆性断裂的可能性越小，所以锅炉受压元件在设计制造时选取韧性好的材料，能最大程度提高锅炉的安全性。对于内部零部件的选择既要保证功能上满足生产要求，又要保证材料强度的最大化，这样在锅炉换热循环时就能够承受更大的压力，从而更好地提高锅炉的适用性，能够更好地完成不同的工作和任务，提高工业生产的质量，保证工业生产的安全。
        2.2提高锅炉效率
        在锅炉设计的过程中，锅炉的节能也是一个疑难点，这对于锅炉设计制作的成本和整个工业生产的经济效益都有非常大的影响。想要优化锅炉设计，就需要提高锅炉效率，锅炉的效率是指其传热，保温以及其他需要能量的性能是否能够做到能量需求最小化，只有在锅炉工作的过程中最大程度提高锅炉的效率，减少工业生产中的能量损耗，避免不必要的能源浪费，才能更好地提高锅炉的效率。在进行锅炉设计时，要尽可能选择保温性能好、性价比高的材料，尽量减少散热损失；从锅炉结构设计和制作开始就提高效率，保证物尽其用，燃料充分燃烧降低不完全燃烧损失；在锅炉使用的过程中，要充分利用可用能源，减少直接浪费，利用间接能源来实现更多的功能，减少不必要的能源投入；对于锅炉的可利用面积也要进行充分考虑，合理布置受热面、结构紧凑，增加尾部烟气受热面（省煤器、空预器等），降低排烟温度的同时充分回收排放烟气中的热量，减小排烟损失。通过以上几个方面提高锅炉整体的热效率，进一步保证锅炉更好地节能。
        2.3严格排放把控
        在锅炉设计的过程中，锅炉的环保是一个必须解决的疑难点。环保问题已经成为全社会的问题，在进行经济发展的过程中，不能以破坏环境为代价，所以对于锅炉环保性的设计是非常重要的。想要优化锅炉设计，就需要严格排放把控，对锅炉燃烧后的烟气的排放进行全面考虑和科学设计。在进行锅炉的设计时，必须要考虑锅炉的环保，尽可能选择环保型材料，其内部燃料也要选择清洁能源，确保燃料燃烧充分，减少烟气中有害物质的产生。在锅炉烟气排放管线上要科学设计烟气净化设备，根据燃料的成分及燃烧后烟气的成分对其进行有针对的净化处理，例如增加除尘器、脱销SNCR或SCR、脱酸塔等等，对锅炉燃烧产生的烟气进行最大程度的净化，以便满足排放标准，减少对环境的污染，提高锅炉的环保性。
        3.总结
        本文对锅炉设计中的疑难点和优化路径进行了研究。在锅炉设计的过程中，主要的疑难点是锅炉的强度、锅炉的节能和锅炉的环保。想要优化锅炉的设计，就需要选择韧性材料，提高锅炉效率，严格排放把控。解决了锅炉的强度、节能和环保的疑难点，才能更好更经济地进行锅炉设计。
        【参考文献】
        [1]石友.锅炉制造厂产品中的强度设计问题分析[J].中小企业管理与科技,2020,(12):112-113.
        [2]朱林阳.高碱煤锅炉设计分析及优化探讨[J].锅炉技术,2020,51(5):37-44.