锅炉钢结构设计的步骤及特点研究论文_余仕良,黄燚,张丹枫,庄丽霞

锅炉钢结构设计的步骤及特点研究论文_余仕良,黄燚,张丹枫,庄丽霞

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摘要:随着一些制造、冶金行业的发展,对于工业炉、余热锅炉的使用越来越多,所以对于工业炉、余热锅炉的要求也就越来越高,要求工业炉、余热锅炉设计工程师不断提高自己的理论和实践知识,同时能够及时了解行业发展的动态,设计出更新、更高性能的工业炉、余热锅炉以满足用户的需求。工业炉、余热锅炉设计工程师一般可以去一些生产或者研发工业炉、余热锅炉的单位或者公司供职,或者去一些工业炉、余热锅炉使用企业去就职,比如一些石油炼化、化工工业、电厂、石化设备制造等行业,都需要优秀的工业炉、余热锅炉工程师。工业炉、余热锅炉设计工程师负责各种工业炉、余热锅炉及其零部件设计、试制、试验研究和技术质量攻关,并为工业炉、余热锅炉的生产过程提供技术支持。工作内容有收集、分析国内外工业炉、余热锅炉市场发展动向,了解客户的最新技术需求,通过技术攻关达到客户的最新技术需求。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 初步方案设计

广泛开展国内外的文献、资料调研,根据设计输入文件提出的具体要求,明确设计目标,提出总体设计方案。明确工作原理、结构形式、几何尺寸等主要设计参数。对可能影响总体性能的关键部件设计参数的提出要有依据,如借鉴国内外的设计参数、已有的实验结果、近似计算结果或经验值等。对设计方案在可靠性、可行性、维修性、有效性、适应性、经济性等方面加以分析、比较、开展综合评价,确定最终方案。在充分考虑到强度、刚度、工艺性、维修性等方面的因素的基础上,建立关键设计的分析计算模型,开展有关方面的性能计算。提供设计依据。

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1.1.1相关材料的选择

一般说来,由于钢结构主结构(柱、梁、顶板、垂直支撑等)主要控制杆件强度,因此使用低合金钢(Q345)是比较合算的;其它以主要控制刚度的杆件使用碳钢(Q235)是比较合算的。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。

1.1.2截面大小

相关的设备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。

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。

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。

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

际的合理性直接决定着锅炉制造企业的经济成本和锅炉使锅炉钢结构设计是锅炉重要的组成部分,其实用中的安全性能。所以,企业在锅炉制作设计过程中,应对钢结构部分诸多因素也加以综合考虑,进而开展合理的设计活动,锅炉钢结构设计者要对初步设计、技术设计和施工设计各环节有效把握,并不断积累相关设计经验,使锅炉钢结构更具合理性、经济性,以应对竞争日渐激烈的锅炉市场。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。

参考文献

[1]赖鹏邦.大型特种钢结构在地震和风荷载作用下的动力响应分析[D].上海交通大学,2012.

[2]王融,付丽娜.谈锅炉钢结构的材料选用[J].锅炉制造,2010,36(6):109-112.

[3]肖斌.大型火电厂锅炉钢结构静力及稳定性分析[D].上海交通大学,2013.

论文作者:余仕良,黄燚,张丹枫,庄丽霞

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第20期

论文发表时间:2017/12/27

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