鍋爐鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的步驟及特點(diǎn)

董云霏

摘 要：鍋爐鋼結(jié)構(gòu)在鍋爐設(shè)備中起到十分重要的作用，雖然其對(duì)整個(gè)鍋爐的性能并沒(méi)有什么影響，但是卻是整個(gè)鍋爐的安全的重要保障和控制成本的利器。因?yàn)殡S著鍋爐市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)日漸激烈，鍋爐廠的成本隨著價(jià)格的降低而相應(yīng)的增大，這就對(duì)鍋爐鋼的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。

關(guān)鍵詞：鍋爐；鋼結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的各行各業(yè)都產(chǎn)生了競(jìng)爭(zhēng)加劇的情況，鍋爐行業(yè)也是如此。各個(gè)廠家為了在競(jìng)爭(zhēng)中保持銷售量上的優(yōu)勢(shì)不得不以降價(jià)為手段，降價(jià)就意味著成本上升。而鍋爐鋼結(jié)構(gòu)為廠家節(jié)省成本找到了一個(gè)新的出路，因此其設(shè)計(jì)問(wèn)題受到了相關(guān)的重視。

1 相關(guān)的設(shè)計(jì)步驟

1.1 初步設(shè)計(jì)

1.1.1 確定整體架構(gòu)

鋼柱間距和根數(shù)。確定主柱間距要對(duì)多種因素進(jìn)行兼顧，比如爐膛和最后部分的大小等；主副跨的相隔距離需要根據(jù)平臺(tái)樓梯的布局情況和吹灰器的型號(hào)等來(lái)確定。另外，緊身封閉的因素不得不考慮。

相關(guān)的水平面的設(shè)計(jì)。這個(gè)水平面首先具有剛性，而且其層數(shù)多少對(duì)鋼材耗費(fèi)量有巨大的影響，僅就理論層面來(lái)講，其層數(shù)越多耗費(fèi)的鋼材的數(shù)量也就越大。但是在節(jié)省鋼材的同時(shí)也要考慮如果使用的鋼材過(guò)少就會(huì)使得整個(gè)結(jié)構(gòu)失去其應(yīng)有的作用。正常情況下，這個(gè)具有剛性的水平面的距離以低于12米為宜。其標(biāo)準(zhǔn)高度應(yīng)該和相關(guān)的檢修平臺(tái)達(dá)到一致。

承重設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)一般遵循兩種形式，一種是以副跨的形式進(jìn)行布置，另一種是以主跨的形式進(jìn)行布置。當(dāng)然，正常情況下都是以副跨的形式進(jìn)行布置，因?yàn)檫@樣的設(shè)計(jì)可以使得其不與相關(guān)的管道發(fā)生摩擦。

1.1.2 相關(guān)的節(jié)點(diǎn)如何布置

在進(jìn)行鍋爐設(shè)計(jì)的時(shí)候，都會(huì)有一份具有參考意義的技術(shù)協(xié)議，可以按照其中的要求和整個(gè)結(jié)構(gòu)布置的形式對(duì)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)進(jìn)行相應(yīng)的選擇。正常情況下，容量比較大的鍋爐應(yīng)該用螺栓，且這種螺栓一定要在強(qiáng)度方面表現(xiàn)出色。對(duì)于容量相對(duì)較小的鍋爐來(lái)說(shuō)，對(duì)于節(jié)點(diǎn)的布置就可以用焊接的形式進(jìn)行。

1.1.3 相關(guān)材料的選擇

進(jìn)行這個(gè)選擇的時(shí)候，需要考慮整個(gè)結(jié)構(gòu)的控制桿的韌度，因此必須要用低合金鋼，這樣也可以節(jié)省相關(guān)的成本，其它層面的材料就可以使用碳鋼，這樣比較節(jié)省成本，又可以保持性能。

1.1.4 截面大小

相關(guān)的工具的截面一般情況下分為封閉式和非封閉式兩種，對(duì)于選擇哪種形式就要看客戶的具體要求，但是在設(shè)計(jì)的過(guò)程中無(wú)論是以哪種形式進(jìn)行都要充分考慮設(shè)計(jì)的本身是否符合規(guī)范，還要對(duì)截面的穩(wěn)定程度和相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合考量。

1.2 相關(guān)技術(shù)

1.2.1 荷載方面。這方面的設(shè)計(jì)在整個(gè)設(shè)計(jì)中處于獨(dú)一無(wú)二的地位。其本身包含了風(fēng)荷載、垂直支撐的許多層面。但是這方面的統(tǒng)計(jì)不僅僅依賴于進(jìn)行統(tǒng)計(jì)工作的相關(guān)人員，也是大家配合的結(jié)果。因此各個(gè)部位的相關(guān)設(shè)計(jì)人員都應(yīng)該配合這方面的統(tǒng)計(jì)人員的工作，確保統(tǒng)計(jì)工作可以順利準(zhǔn)確地進(jìn)行下去。為了使這方面的統(tǒng)計(jì)的偏差控制在合理的范圍內(nèi)，其他方面的荷載可以隨著荷載統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)來(lái)確定。

1.2.2 繪畫(huà)略圖。對(duì)于一個(gè)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，必須要有相關(guān)的圖紙，以此來(lái)指導(dǎo)實(shí)踐工作。相關(guān)的繪圖人員務(wù)必保持細(xì)心謹(jǐn)慎的工作作風(fēng)，盡量在工作中不出現(xiàn)重大偏差，其所繪畫(huà)的相關(guān)內(nèi)容必須符合現(xiàn)實(shí)中的設(shè)備的情況，可以起到相應(yīng)的簡(jiǎn)化作用。其繪畫(huà)內(nèi)容應(yīng)該包括相關(guān)器材的數(shù)量和各種部件的特性和尺寸等。

1.2.3 計(jì)算方面。計(jì)算是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必不可少的一個(gè)階段，因此必須對(duì)這個(gè)階段的工作加以重視。立面的相關(guān)計(jì)算的目的是為了將各種斷面的大小和形狀以及擺放方式等進(jìn)行較為精確的確定。柱腳的相關(guān)方面的計(jì)算起到的是連接作用，可以對(duì)各個(gè)柱子之間的基本負(fù)荷進(jìn)行相應(yīng)的確定工作。根據(jù)現(xiàn)實(shí)計(jì)算，相關(guān)的底板盡量不要過(guò)于的厚，這會(huì)使得相關(guān)材料的購(gòu)買出現(xiàn)困難。平面計(jì)算所起到的作用就是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)梁和水平方面的斷面的確定。首先要對(duì)整體進(jìn)行計(jì)算，然后對(duì)單個(gè)部件進(jìn)行計(jì)算。節(jié)點(diǎn)方面的相關(guān)計(jì)算所起到的作用很大，可以為各個(gè)節(jié)點(diǎn)的連接工作提供理論基礎(chǔ)。

1.2.4 綜合分析結(jié)果

對(duì)于整個(gè)結(jié)構(gòu)的計(jì)算都是初步的計(jì)算，因此必須對(duì)其進(jìn)行分析，進(jìn)而看其是否符合制造的現(xiàn)實(shí)情況，是否有轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的合理性，如果相關(guān)的數(shù)據(jù)的數(shù)值小于規(guī)定的范圍，那么就要通過(guò)各種手段對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。

1.2.5 繪制相關(guān)的總圖和基本的負(fù)荷圖

在所有的計(jì)算結(jié)果都可以確定為正確之后，就要著手處理總圖設(shè)計(jì)和基本的負(fù)荷圖的相關(guān)問(wèn)題。這兩個(gè)方面都是整個(gè)結(jié)構(gòu)的制作依據(jù)，這就要求必須對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)?？倛D包括垂直和水平兩個(gè)方向的圖紙。垂直方向的圖紙主要是為了確定各個(gè)部件的高度和截面的大小。這種圖紙當(dāng)中必須要對(duì)相關(guān)的高度和橫截面面積進(jìn)行詳細(xì)的標(biāo)注。而水平方向的圖紙必須要將各個(gè)部件之間的名稱和連接關(guān)系、還有各種細(xì)節(jié)狀況都進(jìn)行文字標(biāo)注。基本條件下的荷載圖柱腳層面的相關(guān)計(jì)算和相關(guān)土建施工的理論依據(jù)，這種圖紙必須對(duì)相關(guān)的柱腳的位置和各個(gè)方向的受力狀況進(jìn)行標(biāo)記。

2 施工環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

這個(gè)階段的設(shè)計(jì)是對(duì)初步和技術(shù)層面設(shè)計(jì)的深化，是對(duì)其進(jìn)行完善的過(guò)程，但是與前兩者相比，這個(gè)階段的設(shè)計(jì)相對(duì)要簡(jiǎn)單一些，是一種制造性的圖紙，可以運(yùn)用CAD的相關(guān)程序進(jìn)行制圖，這種程序由柱子、水平與垂直方向的支撐、柱子底板等幾個(gè)部分組成。改程序可以在繪制圖紙，統(tǒng)計(jì)零件使用情況等方面進(jìn)行操作。其中，施工圖對(duì)零件尺寸和各種明細(xì)作出了詳細(xì)的規(guī)定，僅僅一次就可以完成施工圖的刻畫(huà)，極其簡(jiǎn)便。

3 總結(jié)

鍋爐的鋼結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計(jì)是需要各個(gè)方面進(jìn)行配合的，對(duì)其進(jìn)行計(jì)算的相關(guān)過(guò)程也是十分的復(fù)雜，有很多影響因素都無(wú)法通過(guò)計(jì)算進(jìn)行相應(yīng)的確定。這就會(huì)造成各種偏差的存在，但是隨著廠家和相關(guān)的生產(chǎn)人員不斷積累經(jīng)驗(yàn)，這方面的工作一定會(huì)向前發(fā)展。本文通過(guò)各個(gè)環(huán)節(jié)的描述，呈現(xiàn)了鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程以及其具有的各種特點(diǎn)。

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