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摘要：随着社会的发展，科学技术革新频率越来越快，锅炉的设计水平和要求也在逐年提高。为了适应竞争越来越激烈的电力市场，节约成本，对一些电厂已建成的锅炉进行改造势在必行。锅炉钢结构作为整个锅炉的支撑结构，且耗钢量较大，是锅炉改造的基础。在锅炉改造工程中，对其进行加固是一项很重要且很有经济意义的研究。在对锅炉钢结构进行加固时，应提前制定合理的方案，严格遵守钢结构设计、选材和工艺等方面的原则，这样才能够在保证安全的情况下，达到理想的经济效益要求。
关键词：电厂改造；锅炉钢结构；加固
前言
近年来，电站锅炉钢结构的优化改造技术在新兴科学技术的指导下逐渐成熟，钢结构的改进提高了整个锅炉设备的性能，进而提升了电站的工作效率，为未来的电站建设提供了科学指导。未来社会的科技水平势必会更加发达，由此也会导致用电量的增加。而为了使未来电站锅炉行业不落后于人，现在必须打好基础，加大研发投入，探索钢结构优化的更多可能性。
1电站锅炉钢结构概述
保证锅炉稳定性是钢结构的主要作用，稳固的钢结构可以确保锅炉安全可靠地运行。锅炉在运行过程中，会对各部件产生不同大小的作用力,而钢结构则承担了主要的载荷和压力。例如，锅炉的汽水系统和保温系统在工作过程中会产生较大的静载荷，并且整个机组在工作过程中也会由于振动而产生较大的疲劳负载，这些不同形式的作用力最终都会作用在钢结构上。所以，在保障钢结构质量和工作安全的前提下，对其进行合理化布置设计极为重要。近年来，我国经济高速发展，技术革新频率也逐渐加快，电站锅炉钢结构设计、生产和安装水平已经达到世界前列，中国制造受到世界的普遍认可，越来越多的产品出口到世界各地。然而不可忽视的是，当前我国电站锅炉钢结构还存在一些亟待解决的问题，这些问题会对锅炉的运行产生不同程度的影响。所以对电站锅炉钢结构进行优化改良势在必行。
2电站锅炉钢结构的优化要点
电站锅炉钢结构的优化改造工作实施中，在材料的选择方面要充分重视，对钢材科学选择才能保障锅炉钢结构的性能符合实际标准。钢结构的优化改造人员，在对锅炉的型号和性能改造的要求要有详细的了解，对力学以及化学成分匹配的钢材进行选择，保障锅炉钢结构的承载能力，并能为锅炉设备生产操作打下坚实基础。在当前我国所施行的行业标准规定上，燃烧锅炉所使用的钢材要进行多次的试验，对其性能缺陷进行分析，提高钢材的使用性能。相关的质检人员也要对钢材进行足够的测试，保障钢材的性能和锅炉钢结构的材料应用要求相契合。
3锅炉钢结构加固的主要设计步骤
3.1收集电厂相关资料
资料收集是在对锅炉钢结构进行加固处理之前的必要工作。我们加固的对象通常是运行了多年之后的电厂，而且改造工作常常是以一个独立项目的形式面向社会招标的。竞标成功的单位，常会派遣专业人员去电厂进行实地调研，并会以拍摄照片、收集图纸等方式进行必要的资料收集。可以说，资料收集工作做的越充分，越有利于后续工作的开展。
3.2确定加固方案
在加固工作开始之前，必须制定详细的加固方案。单独一个锅炉设备无法完成工作，在锅炉房中，不同设备之间都是具有联系的，以一个系统的形式共同进行工作。一旦对一个设备进行处理，势必会影响其他设备，因此在加固锅炉钢结构的同时也需要对其他设备进行相应调整。为避免在工作中出现故障，在加固前必须尽可能地考虑到各方面因素，提前制定解决方案。制定好的加固方案在实施前必须要经过每一位涉及到的专业负责人的审核，结合各位负责人的意见进行最终优化，这样才能确保加固方案的合理性。
3.3具体设计
在得到最终加固方案后，工作人员要严格按照方案进行加固。但在工作之前，具体设计工作是必不可少的。为了确定加固设计的实际承载能力，必须要通过其他专业对其进行校核检验。
之后我们可以结合校核结果进行进一步的优化设计。经过具体设计确定出来的施工图纸，才是现场施工的最终依据。
4锅炉钢结构的加固原则
加固锅炉钢结构需要综合考虑各方面因素，包括功能需求、施工难度、经济性、效果好、不影响生产等。具体有以下几点原则:
加固的首要原则是不影响生产，或对生产影响很小。因为对于电厂而言，每天固定消耗的费用很高，哪怕只停产一天，给电厂带来的经济损失也是十分严重的。加固方案的复杂度不宜太高，应以施工方便、流程简单为主。现场工作的任务量应尽可能地减少，对于一些结构件，应尽量在厂内组装完成。在采用焊接手段进行连接时，应将实际载荷在杆件内部产生的应力控制在钢材设计强度的60%以内，最高不能大于80%，否则必须采取辅助措施。
5锅炉钢结构加固的具体设计
5.1柱的加固
对柱进行加固，主要可以从两方面入手，既稳定性和强度。柱的稳定性分为平面内稳定和平面外稳定，其计算公式为N/ψA≤f，ψ为整体稳定系数，与杆件长细比λ和钢材屈服强度有关。在截面形状和材料均相同的前提下，整体稳定系数随长细比增加而减小，较小的长细比能产生较大的承载能力。所以，决定稳定性的一项关键指标就是长细比，其计算公式为λ=μl/i，当截面不变时，缩短柱柱的长度l可以显著提高稳定性。通过在两个主层之间做立面桁架，为柱子提供有效的侧向支撑，能够达到减小柱计算长度的目的。若柱子的自身强度不满足，根据公式б=N/A可以看出，需要增加柱子的承载面积，常常考虑在柱子翼缘外侧贴钢板或型钢的方法。但是，除非是纯铰接结构，否则柱子通常只是压弯构件，在进行计算时还要考虑轴向压力和弯矩。
5.2梁的加固
对于梁的基加固，可从强度、刚度和稳定性等三方面入手。一种加固方案是通过提高梁的高度来增加梁的抗弯截面模量以及惯性矩，进而使梁的承载能力提高，但是这种方案必须要确保梁腹板的宽厚比符合要求，否则会造成严重的危害。在实施过程中，可以采用在梁的下翼缘部焊接钢板的方法来实现。另一种加固方案是在梁的侧面增加钢板，使梁的截面近似呈现箱型，提高弱轴方向的抗弯模量，使梁的稳定性显著增强。
5.3节点的加固
电厂锅炉房钢结构的连接一般常用高强螺栓连接，当节点螺栓验算不够时，现场焊接是有效又简便可行的加固方法。增加的焊缝需要按栓焊节点同时满足来验算，即螺栓和焊缝各自分别满足承担百分之七十的荷载，同时满足共同承担百分百的荷载。若原节点增加焊缝还不能满足，则要考虑增加连接板等形式。
结束语
综上，为了在保证经济性的同时提高电站锅炉性能，必须要对锅炉钢结构进行优化改造。当前我国的电站锅炉钢结构优化技术已较为成熟，无论是选材、拼接技术还是装配流程，都具有完整的体系。但我们应跟紧科技进步的步伐，为了适应时代的发展，必须在现有的基础上努力创新，开拓进取，使我国锅炉行业更上一层楼。
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