锅炉钢结构设计的步骤及特点

董云霏

摘 要：锅炉钢结构在锅炉设备中起到十分重要的作用，虽然其对整个锅炉的性能并没有什么影响，但是却是整个锅炉的安全的重要保障和控制成本的利器。因为随着锅炉市场的竞争日渐激烈，锅炉厂的成本随着价格的降低而相应的增大，这就对锅炉钢的设计提出了更高的要求。

关键词：锅炉；钢结构；设计

随着经济的发展，我国的各行各业都产生了竞争加剧的情况，锅炉行业也是如此。各个厂家为了在竞争中保持销售量上的优势不得不以降价为手段，降价就意味着成本上升。而锅炉钢结构为厂家节省成本找到了一个新的出路，因此其设计问题受到了相关的重视。

1 相关的设计步骤

1.1 初步设计

1.1.1 确定整体架构

钢柱间距和根数。确定主柱间距要对多种因素进行兼顾，比如炉膛和最后部分的大小等；主副跨的相隔距离需要根据平台楼梯的布局情况和吹灰器的型号等来确定。另外，紧身封闭的因素不得不考虑。

相关的水平面的设计。这个水平面首先具有刚性，而且其层数多少对钢材耗费量有巨大的影响，仅就理论层面来讲，其层数越多耗费的钢材的数量也就越大。但是在节省钢材的同时也要考虑如果使用的钢材过少就会使得整个结构失去其应有的作用。正常情况下，这个具有刚性的水平面的距离以低于12米为宜。其标准高度应该和相关的检修平台达到一致。

承重设计。这种设计一般遵循两种形式，一种是以副跨的形式进行布置，另一种是以主跨的形式进行布置。当然，正常情况下都是以副跨的形式进行布置，因为这样的设计可以使得其不与相关的管道发生摩擦。

1.1.2 相关的节点如何布置

在进行锅炉设计的时候，都会有一份具有参考意义的技术协议，可以按照其中的要求和整个结构布置的形式对节点的设计进行相应的选择。正常情况下，容量比较大的锅炉应该用螺栓，且这种螺栓一定要在强度方面表现出色。对于容量相对较小的锅炉来说，对于节点的布置就可以用焊接的形式进行。

1.1.3 相关材料的选择

进行这个选择的时候，需要考虑整个结构的控制杆的韧度，因此必须要用低合金钢，这样也可以节省相关的成本，其它层面的材料就可以使用碳钢，这样比较节省成本，又可以保持性能。

1.1.4 截面大小

相关的工具的截面一般情况下分为封闭式和非封闭式两种，对于选择哪种形式就要看客户的具体要求，但是在设计的过程中无论是以哪种形式进行都要充分考虑设计的本身是否符合规范，还要对截面的稳定程度和相关的数据进行综合考量。

1.2 相关技术

1.2.1 荷载方面。这方面的设计在整个设计中处于独一无二的地位。其本身包含了风荷载、垂直支撑的许多层面。但是这方面的统计不仅仅依赖于进行统计工作的相关人员，也是大家配合的结果。因此各个部位的相关设计人员都应该配合这方面的统计人员的工作，确保统计工作可以顺利准确地进行下去。为了使这方面的统计的偏差控制在合理的范围内，其他方面的荷载可以随着荷载统计的数据来确定。

1.2.2 绘画略图。对于一个设计来说，必须要有相关的图纸，以此来指导实践工作。相关的绘图人员务必保持细心谨慎的工作作风，尽量在工作中不出现重大偏差，其所绘画的相关内容必须符合现实中的设备的情况，可以起到相应的简化作用。其绘画内容应该包括相关器材的数量和各种部件的特性和尺寸等。

1.2.3 计算方面。计算是钢结构设计中必不可少的一个阶段，因此必须对这个阶段的工作加以重视。立面的相关计算的目的是为了将各种断面的大小和形状以及摆放方式等进行较为精确的确定。柱脚的相关方面的计算起到的是连接作用，可以对各个柱子之间的基本负荷进行相应的确定工作。根据现实计算，相关的底板尽量不要过于的厚，这会使得相关材料的购买出现困难。平面计算所起到的作用就是为了实现对梁和水平方面的断面的确定。首先要对整体进行计算，然后对单个部件进行计算。节点方面的相关计算所起到的作用很大，可以为各个节点的连接工作提供理论基础。

1.2.4 综合分析结果

对于整个结构的计算都是初步的计算，因此必须对其进行分析，进而看其是否符合制造的现实情况，是否有转化为现实的合理性，如果相关的数据的数值小于规定的范围，那么就要通过各种手段对其进行调整。

1.2.5 绘制相关的总图和基本的负荷图

在所有的计算结果都可以确定为正确之后，就要着手处理总图设计和基本的负荷图的相关问题。这两个方面都是整个结构的制作依据，这就要求必须对其进行准确的设计。总图包括垂直和水平两个方向的图纸。垂直方向的图纸主要是为了确定各个部件的高度和截面的大小。这种图纸当中必须要对相关的高度和横截面面积进行详细的标注。而水平方向的图纸必须要将各个部件之间的名称和连接关系、还有各种细节状况都进行文字标注。基本条件下的荷载图柱脚层面的相关计算和相关土建施工的理论依据，这种图纸必须对相关的柱脚的位置和各个方向的受力状况进行标记。

2 施工环节设计

这个阶段的设计是对初步和技术层面设计的深化，是对其进行完善的过程，但是与前两者相比，这个阶段的设计相对要简单一些，是一种制造性的图纸，可以运用CAD的相关程序进行制图，这种程序由柱子、水平与垂直方向的支撑、柱子底板等几个部分组成。改程序可以在绘制图纸，统计零件使用情况等方面进行操作。其中，施工图对零件尺寸和各种明细作出了详细的规定，仅仅一次就可以完成施工图的刻画，极其简便。

3 总结

锅炉的钢结构方面的设计是需要各个方面进行配合的，对其进行计算的相关过程也是十分的复杂，有很多影响因素都无法通过计算进行相应的确定。这就会造成各种偏差的存在，但是随着厂家和相关的生产人员不断积累经验，这方面的工作一定会向前发展。本文通过各个环节的描述，呈现了锅炉钢结构的设计过程以及其具有的各种特点。

参考文献

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