關(guān)于鍋爐設(shè)計(jì)中的可靠性分析

胡雪

摘 要：鍋爐作為工業(yè)生產(chǎn)中的重要設(shè)備，其運(yùn)行的可靠性、安全性和經(jīng)濟(jì)性對(duì)工業(yè)生產(chǎn)而言非常重要。為了保證鍋爐系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行，在鍋爐設(shè)計(jì)階段，需要對(duì)其可靠性進(jìn)行分析，進(jìn)而保證設(shè)計(jì)的每個(gè)構(gòu)件都能夠可靠運(yùn)行。由于鍋爐屬于特種設(shè)備，所以在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)可靠性的要求比較嚴(yán)格，需要遵循一定的設(shè)計(jì)原則，掌控好可靠性設(shè)計(jì)指標(biāo)，從而確保鍋爐設(shè)計(jì)質(zhì)量，為工業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定發(fā)展創(chuàng)造有利的條件。

關(guān)鍵詞：鍋爐；設(shè)計(jì)；可靠性；標(biāo)準(zhǔn)

前言

可靠性是鍋爐設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)之一，其是對(duì)鍋爐運(yùn)行性能以及質(zhì)量進(jìn)行衡量的重要參數(shù)，是保證鍋爐能夠安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行的重要保障，所以可靠性在鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該作為重要的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。鍋爐作為重要的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，在我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，如果鍋爐設(shè)計(jì)的性能以及質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，不僅會(huì)降低鍋爐自身的使用壽命，而且在運(yùn)行過程中還可能會(huì)發(fā)生安全事故，為工業(yè)生產(chǎn)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。只有保證鍋爐設(shè)計(jì)的可靠性，使其各項(xiàng)指標(biāo)都能夠達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，才能夠?yàn)殄仩t的后期運(yùn)行奠定良好的基礎(chǔ)。可靠性設(shè)計(jì)包含眾多因素，所以在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)該做好充分的準(zhǔn)備工作，綜合與鍋爐可靠性相關(guān)的所有因素，為設(shè)計(jì)方案提供完整的素材，從而保證鍋爐設(shè)計(jì)的可靠性。

1 鍋爐設(shè)計(jì)可靠性的必要性

鍋爐屬于熱能動(dòng)力設(shè)備，體積龐大，在運(yùn)行過程中，有些設(shè)備需要長(zhǎng)期處于高溫高壓狀態(tài)下，其特殊的工作性質(zhì)決定了其運(yùn)行過程中需要承受較大的壓力，具有較高的危險(xiǎn)性。因此需要確保鍋爐的可靠性，這樣才能保證鍋爐性能的穩(wěn)定性，而且能夠充分的發(fā)揮出正常的功能。特殊狀態(tài)下運(yùn)行對(duì)設(shè)備所產(chǎn)生的損耗較大，所以對(duì)其安全性以及可靠性有較高的要求。對(duì)鍋爐進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)主要是起到預(yù)防的作用，根據(jù)鍋爐的運(yùn)行特征，對(duì)其運(yùn)行期間可能會(huì)發(fā)生的意外狀況進(jìn)行調(diào)查分析，然后分析出各個(gè)構(gòu)件需要承受的性能極限，為鍋爐設(shè)計(jì)的可靠性提供有利的依據(jù)。鍋爐能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行是工業(yè)生產(chǎn)能夠高效穩(wěn)定發(fā)展的重要保障，直接關(guān)系到工業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益以及生態(tài)效益，所以加強(qiáng)鍋爐設(shè)計(jì)的可靠性研究具有重要的意義。

2 鍋爐可靠性設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

2.1 可靠性設(shè)計(jì)指標(biāo)

在鍋爐可靠性設(shè)計(jì)工作中，并沒有統(tǒng)一的衡量標(biāo)準(zhǔn)，而是應(yīng)該根據(jù)爐型以及用戶的需求等因素進(jìn)行分析，然后在設(shè)定具體的可靠性指標(biāo)。因?yàn)殄仩t在工業(yè)生產(chǎn)中會(huì)因?yàn)槠髽I(yè)的需求不同而存在一定的差異化，所以在進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)時(shí)，就應(yīng)該從實(shí)際情況出發(fā)，有針對(duì)性的設(shè)定可靠性指標(biāo)。比如說可靠度、熱效率系數(shù)、運(yùn)行參數(shù)、結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)等，都需要進(jìn)行具體的量化。只有符合運(yùn)行環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)，才能夠真正的發(fā)揮出鍋爐的最佳性能，并且保證鍋爐可靠性指標(biāo)的科學(xué)性和合理性。

2.2 可靠性設(shè)計(jì)要求

鍋爐設(shè)計(jì)是鍋爐整個(gè)運(yùn)行流程中最為重要的環(huán)節(jié)，因?yàn)殄仩t設(shè)計(jì)質(zhì)量直接關(guān)系到鍋爐的制造工藝和質(zhì)量管理，如果設(shè)計(jì)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，則后期如何努力都無(wú)法達(dá)到預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)。所以在鍋爐設(shè)計(jì)可靠性階段，應(yīng)該將可靠性的理念滲透到各個(gè)環(huán)節(jié)中，對(duì)于每個(gè)部件都進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)的衡量，從細(xì)節(jié)入手，才能夠?yàn)檎w的可靠性設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。所以可靠性設(shè)計(jì)要求就是細(xì)化到每個(gè)零部件中，從而提升整體可靠性水平。

2.3 環(huán)境因素

在鍋爐可靠性設(shè)計(jì)階段，應(yīng)該充分考慮到運(yùn)行環(huán)境的影響，對(duì)于同一爐型、同一用途、同一運(yùn)行方式的鍋爐，在不同的環(huán)境中，對(duì)其可靠性都會(huì)產(chǎn)生不同的影響。比如在北方地區(qū)就需要考慮到低溫氣候的影響，在南方地區(qū)則需要考慮到潮濕以及酸雨腐蝕的影響，在地質(zhì)構(gòu)造比較活躍的地區(qū)就需要考慮地震的影響等等。這些環(huán)境因素都會(huì)對(duì)鍋爐運(yùn)行過程中的可靠性產(chǎn)生不同的影響，所以在可靠性設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該將環(huán)境因素考慮在內(nèi)，最大程度的確保鍋爐設(shè)計(jì)的可靠性水平。

3 鍋爐可靠性設(shè)計(jì)實(shí)用措施

3.1 設(shè)計(jì)的技術(shù)性

在對(duì)鍋爐可靠性設(shè)計(jì)過程中，需要針對(duì)可能會(huì)對(duì)鍋爐運(yùn)行可靠性帶來不良影響的因素進(jìn)行分析，從而在設(shè)計(jì)過程中對(duì)此加以改進(jìn)，確保在設(shè)計(jì)階段提高電站鍋爐產(chǎn)品的可靠性。在日常鍋爐使用過程中，水冷壁、省煤器、過熱器和再熱器容易發(fā)生“四管爆破”的現(xiàn)象，針對(duì)這個(gè)問題，在設(shè)計(jì)階段可以采取有效的措施加以避免。在具體設(shè)計(jì)工作中，可以在選擇材料時(shí)通過提高材料的等級(jí)來增加管材使用時(shí)的裕度，有效的降低爐膛出口煙溫偏差，努力提高鍋爐運(yùn)行的安全性。對(duì)于采用的屏式再熱器，可以將其自折焰角進(jìn)行后移，這樣可以避免屏式再熱器前部彎頭向火側(cè)受到來自于爐膛的直接輻射?？梢圆捎米笥医徊娴脑贌崞鬟B接管，在三通渦流區(qū)不需要布置管子，這樣三通效應(yīng)則不會(huì)影響到各管排流量的分配問題。

3.2 嚴(yán)格控制原材料

原材料控制是進(jìn)行鍋爐可靠性設(shè)計(jì)的重要保障，只有做好原材料控制管理，才能夠?yàn)榭煽啃栽O(shè)計(jì)的進(jìn)行創(chuàng)造有利的條件。首先，要把控原材料的質(zhì)量關(guān)，根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)分析，設(shè)計(jì)出原材料的性能參數(shù)范圍，然后進(jìn)行選購(gòu)，確保所購(gòu)原材料符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。其次，對(duì)原材料的材質(zhì)、規(guī)格、型號(hào)以及數(shù)量進(jìn)行詳細(xì)的檢查，并且做好檢測(cè)工作，為后續(xù)工作的開展做好鋪墊。

根據(jù)可靠性設(shè)計(jì)指標(biāo)和要求，詳細(xì)設(shè)計(jì)出鍋爐中每個(gè)零部件的尺寸，并且標(biāo)明制造工藝，防止焊接缺陷的產(chǎn)生。為了保證設(shè)計(jì)的可靠性，嚴(yán)禁出現(xiàn)材料代用現(xiàn)象，因?yàn)椴牧系男阅懿煌?，所以一旦出現(xiàn)代用，將會(huì)直接影響到設(shè)計(jì)的可靠性水平。

3.3 控制零部件制造公差

可靠性即為鍋爐運(yùn)行時(shí)每個(gè)零部件在性能和質(zhì)量方面都能夠滿足運(yùn)行需求，能夠確保鍋爐在正常以及超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下穩(wěn)定工作。這就需要對(duì)零部件的設(shè)計(jì)進(jìn)行精細(xì)化控制，設(shè)定詳細(xì)的數(shù)值，以確保在制造過程中能夠控制在規(guī)定的公差范圍內(nèi)，最大程度的保證設(shè)計(jì)的可靠性。

3.4 零部件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

鍋爐構(gòu)成的零部件比較復(fù)雜，由此會(huì)為可靠性設(shè)計(jì)增加一定的難度。在鍋爐可靠性設(shè)計(jì)要求中需要滲透到每個(gè)零部件中，所以所有的零部件都必須保證標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)有利于統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，更是對(duì)質(zhì)量的有效把控。對(duì)于每個(gè)零部件的型號(hào)、尺寸、性能等都應(yīng)該有具體的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，從而為鍋爐可靠性設(shè)計(jì)提供有利的依據(jù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

可靠性是鍋爐設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)，因?yàn)殄仩t的運(yùn)行狀況需要具有較為嚴(yán)格的性能和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，為了防止鍋爐運(yùn)行時(shí)發(fā)生安全事故，需要對(duì)其進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)，提前預(yù)防安全事故的發(fā)生。在鍋爐可靠性設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該掌握可靠性設(shè)計(jì)的指標(biāo)、要求，明確可靠性設(shè)計(jì)特點(diǎn)，從而能夠有針對(duì)性的進(jìn)行性能和質(zhì)量的把控。加強(qiáng)鍋爐可靠性設(shè)計(jì)質(zhì)量，是保證鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要基礎(chǔ)，對(duì)促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展具有重要意義。

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