浅谈锅炉钢结构制造工艺的技术应用

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摘要：我国近年来不断加大在电力发展方面的投入，因此电站建设和改造升级项目不断出现。这些项目的核心中都是锅炉钢结构重要的组成部分。因为，锅炉钢结构是锅炉的主要受力部件，其质量的好坏直接影响到锅炉整体的使用性能和使用寿命。目前钢结构技术得到了进步，新材料也得到了应用，但是其在制造过程中，仍有不完善的地方。本文就从锅炉钢结构的设计准备、拼接、装配等环节阐述了其技术应用要点，目的就在于提高锅炉的综合利用率和使用寿命。

关键词：锅炉 钢结构 工艺 技术应用

我国锅炉钢结构行业已经随着我国经济的发展而不断提升，在国际上有了一定的竞争力，但是由于其基础较落后，因此与国际水平还存在一定差距。再者，目前各种新材料的不断出现，技术也日新月异，同时随着社会用电量的不断增加，发电厂的规模也将不断加大，锅炉钢结构制造的工艺技术必须与时俱进。

1.锅炉运行存在问题

我国的电厂锅炉已经由传统的小容量、低自动化逐步进入了大容量、多样化、自动化发展的新阶段。各类机械技术、电器技术、液压技术逐步成为了主要的核心技术。但是在实际的运用过程中，仍然存在很多问题影响了电站锅炉电力生产的可持续性原则。

1.1.钢结构性能较差。锅炉运行的原理是通过煤、油等燃料的直接燃烧产生热能，再通过机械转化为电能的过程。在燃烧和能量的转化的过程中，存在高温、撞击等直接具有破坏性的特征，因此在钢结构设计和制造过程中，不可避免地出现易损钢结构部件，该部件受损后，就降低了锅炉的整体性能。

1.2.锅炉整体耗能严重。锅炉的效能就是能量的转化率，其存在若干影响因素，一是锅炉本身设计问题，一是燃料的自身特征，另外就是生产操作的不规范。各种原因使得原料燃烧的热能转化率和理论值存在差异，锅炉整体耗能的偏大既给企业带来了经济损失 ，也阻碍了电能转化率的提升。

1.3.各种特性设计需加强。诸如在锅炉的运行过程中，经常出现“四管”爆漏、结渣、NOx排放质量浓度高及有关锅炉存在的高温腐蚀等问题，在推广应用空气分级低NOx燃烧技术的同时，应该根据不同燃料研发不同的燃烧技术，另外，要适应锅炉调峰性能的要求，就必须根据不同燃料、不同炉型进行燃烧器低负荷稳燃性能的研究。

2.锅炉钢结构制造的设计及准备

锅炉钢结构是锅炉的核心部件，其结构部件必须承受锅炉本身的负荷，同时也必须考虑到外界客观环境诸如风荷载、雪荷载、地震荷载以及其他附加需求荷载等等。锅炉的设计一般可以分为初步设计、技术设计、施工设计。设计之初首先要确定锅炉的结构体系和结构布置，以此来选取不同种类的锅炉，如煤粉炉、余热炉、CFB锅炉等。钢结构的布置形式首先要保证结构的稳定和承载，同时要考虑其特殊要求限制，同整个锅炉系统进行协调衔接。之后要进行结构的计算和和各节点的设计，节点设计直接关系到锅炉的整体安全性，应该引起设计人员的重视。作为锅炉结构性设计需要注意节点的连接必须加固，不应成为整个项目的薄弱点；要确保节点的实际受力同理论分析一致，这就要求在设计时尽量保持节点受力单一；要考虑到节点的延性，最好通过节点的细部构造来完成，以避免因局部压曲或者地震而造成全面的结构损毁；对于构件的拼接设计尽可能遵循等强度原则；最后要考虑到现场安装的便捷性，简化构造设计。

钢结构制造是一个系统工程，其前期准备工作也不容忽视，尤其是选材和实验两个环节。选材的首要标准是能够满足钢结构所要求的性能，其用料标准必须符合国家及行业相关标准。同时在满足上一原则的情况下考虑整个用料的成问题。实验是对于选材的一个补充，是对钢结构基本性能确保的一个完善。对于用材的实验目的就在于发现其性能缺陷，及时进行更换和调整。

3.钢结构制造的拼接技术

对于钢结构制造要尽可能的避免拼接或者减少拼接，对于必须的拼接一定要保证其拼接的性能符合标准。在拼接技术方面重点介绍焊缝技术、对称技术和开坡技术。焊缝技术是拼接的主要技术之一，焊接缝隙的大小是衡量技术标准的关键。另外在拼接时，要认真予以排料，要避免多个焊缝集中，使得拼接焊缝之间的错开距离要大于200毫米，在梁、柱或板梁上的拼接焊缝与托架或者隔板的焊缝应错开至少100毫米。对称技术是对于拼接的加固措施，它是根据力学受力均衡性原理，在拼接位置进行加强板加固，来增强其抗裂性能。开坡技术是焊接技术的前期处理，是将型钢维持在合适的坡面度，这样既能便于后期的焊接处理，又能够保持钢结构原有性能。

4.钢结构的装配技术

钢结构的装配就是将钢结构同锅炉设备进行连接，使其起到必要的支撑作用。装配必须遵循钢结构的制造工艺，根据工艺方案，确定装配顺序和装配技术。整个装配过程要从前中后三个阶段进行控制。装配前，要进行校验和清理，校验就是对制造成形的小型结构进行测量和测试；清理则是对于钢结构的精细化处理，包括清除杂质、去处油污、铁锈等等，确保装配过程中空隙最小化。装配中要严格按照工艺方案进行组装，组装的同时要进行钢结构的可靠固定，要调试各种重要的参数指标。装配后，并不意味工作的结束，后面还需要进行调试和维护确保锅炉系统的正常运行，确保钢结构的性能最优。

结束语：

锅炉钢结构的制造有多个环节构成，各个环节之间都存在一定的关联性，因此实际的制造过程中，必须根据要求将各模块内容做到标准化。同时要建立健全制造过程中的质量监控机制，做到准备期审查设计、材料，施工期严把施工质量关，验收时确保高效能和高安全性。再者，要密切关注行业内技术和材料的革新做到制造工艺技术的与时俱进。

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作者简介：赵林，男，湖北松滋，1984年7月19日出生，2007年7月于武汉科技大学机械工程及自动化专业毕业，现就职于武汉锅炉集团锅炉制造有限公司，助理工程师，制造工艺方向