摘要：锅炉钢结构直接支撑或吊挂锅炉本体的全部重量，直接关系到整个锅炉的安全，由于金属消耗量大，直接影响锅炉的成本和设备的经济效益。锅炉钢结构直接支撑或吊挂锅炉本体的全部重量。整个锅炉的安全直接关系到其大的金属消耗，锅炉的成本和设备的经济效益。
关键词：锅炉；钢结构；设计
前言
随着时代的变迁，科学技术的发展，锅炉钢结构的设计水平越来越高，为了应对行业竞争日益激烈的锅炉市场，降低成本可在钢耗量很大的锅炉钢结构上做研究。锅炉钢结构的设计过程主要分为三个阶段，即初步设计、技术设计和施工详图设计。
1锅炉钢结构初步设计
对于不同的炉型，其钢结构的布置方案是不一样的，要仔细的甄别锅炉本身的结构特点，并与设计院各种管道的布置方案相互配合，选择承载性能、整体性能良好，刚度均匀的结构体系。在锅炉钢结构的布置方案选择上还要认真思考下列的几个问题：柱和梁必须综合考虑，包括柱距的计算和梁的布置，因为柱子数量尽可能的少和梁的跨度小是矛盾的；确认所需刚性平台（水平支撑）的层数，水平支撑的布置直接控制着柱子的计算长度，决定着柱子的稳定承载力；确定垂直支撑的布置，最初引进国外技术时都是将垂直支撑布置在锅炉钢结构的主跨，可以防止水平力引起的上拔力，后来为了更方便的布置工艺管道，将其改进为布置在副跨，通过设置地脚锚栓来抵抗可能产生的上拔力；顶板的布置要配合吊杆和顶部连接管，顶板梁格悬吊荷载非常大，是主要承重部件，因此一般大板梁截面尺寸很大，应特别注意制造、运输和安装的限制。对于钢结构材料的选取，由于锅炉钢结构柱子、承重梁、垂直支撑等杆件主要控制因素一般是强度值，所以我们通常选择高强度的低合金钢做材料；对于挠度控制的框架连系梁和一般梁等其它杆件则通常是选择碳素结构钢做材料；另外还要注意工作温度，合理选材防止脆断。而在选择锅炉钢结构各个节点的连接方案时，要依据锅炉技术协议、建设地点实际情况结合具体的锅炉钢结构的布置方案，来获得合理的钢结构节点的连接方案。如无特殊要求，大机组锅炉钢结构各节点连接宜选高强螺栓，辅以焊接，而小机组锅炉则通常采用全焊接连接的方式。
2电站锅炉钢结构设计方法分析
电站当中的锅炉架构是电站锅炉的支撑部件，对锅炉自身的正常运行有着保障作用。当前对锅炉钢结构的形式主要是采用全悬吊式的结构，在钢结构的设计过程中，就要充分重视方法的科学性，对钢结构的诸多要素进行详细的分析，这样才能为精确的设计提供理论支持。电站的锅炉构建重量占比比较大，在锅炉的钢结构设计中，就要注重对钢材的节约应用，在保障结构设计质量的基础上，减少成本的投入。对电站锅炉钢结构的设计质量起到决定作用的要素中，分析手段是比较关键的，通过对当前先进的分析软件加以应用，对计算的精确度就能保证，这样就比较有助于对钢结构的科学布局以及选择科学的方案。电站锅炉钢结构设计中，对荷载分类和取值约定是比较重要的，在结构的算法以设计的整体水平提高的基础下，通过结构上作用替代结构上荷载的方法比较合理，锅炉的架构荷载在随着时间的变异下能够分成不同的类型，主要有可变荷载以及永久荷载和偶然荷载类型。其中的可变荷载主要是设计基准期内能随时发生变化的，在变化和平均值的相比下不能忽视。而永久荷载所涵盖的内容就比较多，有锅炉结构金属重量以及保温材料等等荷载，从理论上能够认为是不随时间变化而发生变化的。电站锅炉钢结构的施工设计中，要注重材料和构造的理论。在材料和设计标准方面，主要为保障锅炉钢结构自身的承载力避免在相应条件下存在脆性破坏，要能结合实际的材料应用需求选择合适的钢材。锅炉钢结构的主要承重结构宜采用Q235钢和Q345钢，其质量标准应分别符合我国现行标准《碳素结构钢》(GB700)和《低合金高强度结构钢》(GB1591)的规定。主要承重的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度、冷弯试验、及硫、磷含量的合格保证，焊接结构上应具有碳含量的合格保证。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆钢材选择之后就要充分重视对锅炉的结构布置，在布置的方式层面也要能正确的选择，有支撑式和悬吊式两种方式，结合锅炉的结构节点连接形式就能分成焊接连接以及高强度螺栓连接，具体的方式选择要结合实际的锅炉规格以及使用的要求。充分重视对电站锅炉钢结构的科学布置，能满足锅炉自身和附属设备的布置以及运行的相关要求，对荷载的要求要能满足。在有抗震以及抗风的要求时候，就要选择桁架式锅炉钢结构的形式。在对构件进行实际设计的时候，要能保障其强度以及稳定性，在结构的设计上要简单化。
3锅炉强度设计
这里所讲述的强度策划，不是只单纯的依靠计算公式能够解决的，是讲的一种策划理念，一种和商品策划关系密切的强度策划，亦或者说是把力学概念和强度算计为重点手段的商品策划。锅炉强度策划这个概念主要表现出两个特征：一是这里所讲的锅炉强度策划，不仅讲受压配件，而是锅炉整体的受力构造，包含算计十分繁琐的撑持锅炉的钢构造。一些策划工作人员在策划锅炉强度时，主要讲的配件受力状况，并没有重点讲述构造的受力状况。对于锅炉来讲，除了受压的配件之外，还有很多要开展强度策划的位置。尤其是电站锅炉，其工作环境温度高压力高，自身是构造繁琐、体积大的依靠热能工作的设施，所有配件出现问题都会对锅炉产生影响。二是这里并非使用强度算计的方式，是使用强度策划的方式。就是为了着重讲述算计自身就是策划的一部分。在国际上，尤其是美国以及日本很多时候就把商品的强度算计放入商品策划中。不管是从国际上的状况来讲，还是根据我国所具有的经验来讲，都证明了在锅炉策划中需要处理的措施问题，总结起来就两点，功能策划以及构造强度策划。
4钢结构施工图CAD系统
虽说AutoCAD10.0软件的基本图元绘制功能具备很大程度上的使用便捷性，然而单纯地使用此类绘制操作的话，其速度往往不如传统的手工绘制图，即使是能够对AutoCAD软件进行非常熟练使用的设计人员，也往往只可以在速度上和手工绘制施工图的速度勉强持平而已。具有Autolisp编程语言的AutoCAD软件可以开展相应的参数优化设计活动，然而因为其类属“解释性语言”范畴，故而其执行速度并不会太快，钢结构设计的要求对于其而言显得太高，并由此造成CAD系统难以获得推广使用。
4.2 CAD系统软件包的功能
此方面的活动主要包括整台材料汇总接口文件、实现各部件施工图（锅炉钢结构）的参数化设计、整个部件材料定额汇总表自动生成、零件清单自动生成之类活动。
4.3 CAD系统软件包的特点
以菜单选择这一办法输入数据并开展各种形式的绘图操作，易于掌握且直观方便；零件清单、材料定额汇总表的编制和施工图绘制之类活动过程都可以自动利用系统来自行生成之，同时也可以实现自动生成整台材料汇总接口文件方面的行为，能够在电站整台锅炉材料的汇总这一方面获得应用，同时此类活动均在无人干预的前提下自动进行的；其中包括众多形式的施工图，可以最大程度上满足钢结构施工图的需要；很多CAD系统中的基本标准数据的的数据文件存储形式均为开放式，可以按照各自的实际需要来对之加以相应的调整和更改，以此来对系统设计等要求做出最大程度上的满足；且执行速度也显得颇为便捷。
结束语
锅炉钢结构设计是专业性很强，特殊性很强的钢结构设计分支，涉及专业广，技术难度大，只有锅炉钢结构的设计者和相关单位共同努力，才能使锅炉钢结构得到更好更快的发展，满足社会需求。
参考文献：
[1]聂永兵.论结构优化设计与策略[J].低碳世界，2016（24）.
[2]龚兵.大跨屋面钢网架结构优化设计[J].福建建筑，2016（03）.
论文作者:胡群
论文发表刊物:《电力设备》2018年第18期
论文发表时间:2018/10/18
标签：锅炉论文; 钢结构论文; 荷载论文; 强度论文; 结构论文; 电站论文; 材料论文; 《电力设备》2018年第18期论文;