靖渝跃
四川川润动力股份有限公司 四川省自贡市 643000
摘要：随着社会的不断发展进步，对余热锅炉过热器的模块化管理成为了重点的研究，该系统模块的应用，能够极大的提升应用的效率，并满足客户的个性化需求，提升企业在市场中的竞争力。因此本文就基于功能的余热锅炉过热器模块化设计系统进行研究。
关键词：余热；锅炉过热器；模块化设计
前言：经济的不断发展，对能源的需求不断的提升，但是当前资源的稀缺问题，急需寻求提升能源利用率的有效办法。余热锅炉作为一种能够节能减排的设备，可以极大的提升能源的利用率。
1.基于功能的余热锅炉过热器模块的设计要素
基于功能的产品设计过程的特点就是将功能需求作为设计的起点，并将产品功能的实现作为最后的终点，在进行余热锅炉过热器的设计之中，需要将相应功能的概念能够贯穿在整个产品的设计之中，从而提升余热锅炉过热器生命周期，当前对余热锅炉过热器的设计上，其功能的起点为用户的功能需求，并将功能的实现作为结果。
1.1设计要素的解释
1.1.1四个状态客户的功能需求
该模块是新产品设计的起点，在对余热锅炉进行设计的过程中，需要结合客户自身的实际需求，向产品设计的承接方提出相应的要求，如工作温度、工作压力、运行环境等方面的实际需要。其中功能集指的是产品子功能的集合，产品子功能主要是通过产品的总功能，根据相应的合理化的功能分解方式进行逐层的分解后得到的。集合结构集，则指的是具有独立功能的结构集合。而产品则是在各个环节中的共同作用下，最终能够达到客户满意以及需求的产品。
1.1.2三个事件功能建模
功能建模指的是余热锅炉过热器的功能模块划分，将过热器的总功能划分为一系列相关的子功能，并根据在产品中发挥的作用，将其划分为主要功能与次要功能，构成产品功能不可或缺的部分。其中功能结构映射，是将划分出的子功能，利用功能之间的结构映射关系，从而得出能够满足子功能的解。也就是功能实现的结构。产品功能需要借助于功能载体体现，并且其基本功能的属性也是通过设计变量进行控制与维护的。此外功能实现需要将设计好的余热锅炉过热器进行装配调试，从而在整个余热锅炉系统中充分的发挥作用，达到功能实现的一个过程。余热锅炉过热器功能的实现，主要是通过将产生过的烟气热量进行吸收并很充分的利用，从而得到满足标准需要的过热蒸汽。
1.2设计流程
基于功能的余热锅炉过热器的设计，首先需要对客户功能需求进行详细的分析，同时借助已有的实例，进行产品总功能的设计，从而能够更好的满足客户的需求。通过余热锅炉过热器功能建模划分的子功能，通常包含稳压功能、支撑功能等。
之后寻求到能够满足客户功能需求的功能实现结构运行，采用自顶向下的设计方式，进行产品功能结构的映射，其主要的设计流程包括：其一，根据产品功能需求，将装配体的结构、零部件配置等进行初步德尔界定，同时制作出初步设计方面的结构草图，构建顶层骨架；只够在顶层骨架建立的基础上，结合设计的基本算法，将每个设计环节的细节参数进行确定。其二，根据确定好的细节参数，在转配体环境下，对零部件的模型进行建立，并利用几何约束的方式求解[1]，从而零件装配成产品，将能够满足用户功能需求的结构模型录入在系统模型库之中，也就完成了余热锅炉过热器零部件的设计。其三，将设计好的过热器交给用户，并进行现场的安装调试，形成能够满足需求的过热蒸汽，代表着设计功能的实现，在整个设计之中，需要进行有效的设计约束，有助于产品功能实现。
2.功能划分
2.1功能层次结构划分
产品总功能的实现是通过多个子功能更具一定的逻辑关系有序排列组合而成的，表明产品功能的设计具有一定的层次性。产品功能实现主要是通过部件、零件以及某些特定的集合特征单元之间相互协调而实现的。一般会将产品划分为总功能、子功能以及功能元三个层次，其中最底层的功能元指的是不可再分的子功能，那么如何界定功能的不可再分，是进行功能分解中一个非常重要的问题。
进行功能分解时一般需要严格依照以下几个原则开展：其一，逐层分解的过程中，需要个子功能之间是所在层次中作为基本的功能；其二，同层次的各项基本功能之间是相互独立关系[2]。过热器是余热锅炉的主要受热面，一般会安置于高烟温区域，在烟气的入口处，蒸发器之前，其在最先受到烟气的冲刷换热，因此在整个余热锅炉系统中起到重要的作用，能够生成过热水蒸汽，从而满足发电或是企业生产要求等。
余热锅炉设计中的热力计算，主要是结合客户的需求及设计条件等，如余热烟气的组成、性质等参数，从而选定余热锅炉的结构及形式，同时将其容量以及换热面的布置及尺寸确定下来。在进行热力计算完成之后，相应的余热锅炉过热器的功能也就有了明确，可以明确换热量的大小等，具体的集合结构则需要进行详细的设计环节，通过功能结构映射等过程得出，不同的功能会在你过热器产品的各个周期得到实现，其中包括了生产制造、装配试验、包装运输以及上线运行等环节。一般根据产品功能划分原则，会将余热锅炉设计的阶段划分为换热功能设计（换热管组设计）、稳压功能设计（进口联箱及出口联箱设计）、支撑功能（壳体设计）、保温功能设计（隔热功能设计），从而将基于功能的余热过热器功能结构设计进行详细的分析，并将其生成相应的树状分解图，从而使得设计过程更加的直观、清晰，确保设计的流畅，避免设计中漏掉某一个环节，影响余热锅炉过热器功能的实现。
结束语：综上所述，在能源节约型的社会发展环境下，锅炉作为能源的重要消耗产品，进行相应的能源节约功能设计十分必要。基于功能的余热锅炉过热器的设计，能够将生产中的烟热转化为需要的蒸汽热能，实现用户的功能需求，同时也降低了能源消耗，提升了能源的使用效率。本文就余热锅炉过热器的设计过程进行分析，通过进行功能的划分，子功能结构的划分以及求解等过程，对余热锅炉过热器的设计有更全面的了解，能够为余热锅炉过热器的设计提供相应的参考。
参考文献：
[1]胡印胜,罗王,姜兴鑫.利用鳍片式管束对SP余热锅炉过热器的优化改造[J].四川水泥,2020,000(001):123,127.
[1]钟文彬.余热锅炉汽包至过热蒸汽减温器出口压差增大的分析处理[J].低碳世界,2020,v.10;No.201(03):36-37.