淺談電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)

趙艷霞

（青島三聯(lián)金屬結(jié)構(gòu)有限公司，山東 膠州 266300）

淺談電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)

趙艷霞

（青島三聯(lián)金屬結(jié)構(gòu)有限公司，山東 膠州 266300）

隨著生活水平的提高，對電力的需求也有提高，這對電廠的進(jìn)一步發(fā)展也提出了挑戰(zhàn)，滿足實(shí)際的用電需求就成為電廠的重要發(fā)展目標(biāo)。電廠電力生產(chǎn)需要鍋爐設(shè)備支持，而保障鍋爐的質(zhì)量才能有助于電力生產(chǎn)工作的順利實(shí)施，加強(qiáng)對鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的施工圖設(shè)計(jì)工作的實(shí)施就顯得比較重要。本文主要就電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)施工圖具體的設(shè)計(jì)詳細(xì)探究，期望對解決實(shí)際的施工圖設(shè)計(jì)問題起到促進(jìn)作用。

電站；鍋爐鋼結(jié)構(gòu)；施工圖設(shè)計(jì)

為保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，在電站鍋爐的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)就要加強(qiáng)，這是電力生產(chǎn)的基礎(chǔ)工程，只有在這一環(huán)節(jié)的質(zhì)量得到了保證，才能有助于電力生產(chǎn)的效率提高。對鍋爐鋼結(jié)構(gòu)施工圖紙的設(shè)計(jì)，就要采用先進(jìn)的技術(shù)，將設(shè)計(jì)的精度得以保證。通過對電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的理論研究，就能從理論層面進(jìn)行深化，為實(shí)際鍋爐鋼結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)提供理論支持。

1 電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法及CAD系統(tǒng)軟件包簡述

1.1 電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法分析

電站當(dāng)中的鍋爐架構(gòu)是電站鍋爐的支撐部件，對鍋爐自身的正常運(yùn)行有著保障作用。當(dāng)前對鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的形式主要是采用全懸吊式的結(jié)構(gòu)，在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，就要充分重視方法的科學(xué)性，對鋼結(jié)構(gòu)的諸多要素進(jìn)行詳細(xì)的分析，這樣才能為精確的設(shè)計(jì)提供理論支持。電站的鍋爐構(gòu)建重量占比比較大，在鍋爐的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，就要注重對鋼材的節(jié)約應(yīng)用，在保障結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，減少成本的投入。對電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量起到?jīng)Q定作用的要素中，分析手段是比較關(guān)鍵的，通過對當(dāng)前先進(jìn)的分析軟件加以應(yīng)用，對計(jì)算的精確度就能保證，這樣就比較有助于對鋼結(jié)構(gòu)的科學(xué)布局以及選擇科學(xué)的方案。

電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對荷載分類和取值約定是比較重要的，在結(jié)構(gòu)的算法以設(shè)計(jì)的整體水平提高的基礎(chǔ)下，通過結(jié)構(gòu)上作用替代結(jié)構(gòu)上荷載的方法比較合理，鍋爐的架構(gòu)荷載在隨著時(shí)間的變異下能夠分成不同的類型，主要有可變荷載以及永久荷載和偶然荷載類型。其中的可變荷載主要是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)能隨時(shí)發(fā)生變化的，在變化和平均值的相比下不能忽視。而永久荷載所涵蓋的內(nèi)容就比較多，有鍋爐結(jié)構(gòu)金屬重量以及保溫材料等等荷載，從理論上能夠認(rèn)為是不隨時(shí)間變化而發(fā)生變化的。

電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的施工設(shè)計(jì)中，要注重材料和構(gòu)造的理論。在材料和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)方面，主要為保障鍋爐鋼結(jié)構(gòu)自身的承載力避免在相應(yīng)條件下存在脆性破壞，要能結(jié)合實(shí)際的材料應(yīng)用需求選擇合適的鋼材。鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的主要承重結(jié)構(gòu)宜采用Q235鋼和Q345鋼，其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)分別符合我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》(GB700)和《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》(GB1591)的規(guī)定。主要承重的鋼材應(yīng)具有抗拉強(qiáng)度、伸長率、屈服強(qiáng)度、冷彎試驗(yàn)、及硫、磷含量的合格保證，焊接結(jié)構(gòu)上應(yīng)具有碳含量的合格保證。鋼材選擇之后就要充分重視對鍋爐的結(jié)構(gòu)布置，在布置的方式層面也要能正確的選擇，有支撐式和懸吊式兩種方式，結(jié)合鍋爐的結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接形式就能分成焊接連接以及高強(qiáng)度螺栓連接，具體的方式選擇要結(jié)合實(shí)際的鍋爐規(guī)格以及使用的要求。

充分重視對電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的科學(xué)布置，能滿足鍋爐自身和附屬設(shè)備的布置以及運(yùn)行的相關(guān)要求，對荷載的要求要能滿足。在有抗震以及抗風(fēng)的要求時(shí)候，就要選擇桁架式鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的形式。在對構(gòu)件進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)的時(shí)候，要能保障其強(qiáng)度以及穩(wěn)定性，在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上要簡單化。

除此之外，電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的施工設(shè)計(jì)中，在鋼結(jié)構(gòu)的受力層面需要詳細(xì)分析。如對鍋爐的鋼結(jié)構(gòu)靜力的分析方面，要對鋼結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡圖加以明確，對計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形的情況詳細(xì)分析，簡化和符合實(shí)際的工況。然后在對梁截面的尺寸確定層面也要充分重視，要能滿足強(qiáng)度以及剛度等相應(yīng)的要求。

1.2 電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)CAD系統(tǒng)軟件包簡述

電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，需要采用新型的設(shè)計(jì)技術(shù)，將CAD設(shè)計(jì)技術(shù)加以應(yīng)用，對優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)就能起到促進(jìn)作用。電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的施工圖和材料定額匯總表等關(guān)系比較緊密，鋼結(jié)構(gòu)施工圖的設(shè)計(jì)中對CAD系統(tǒng)應(yīng)用能優(yōu)化施工圖的設(shè)計(jì)，能有效節(jié)省大量的編制材料定額匯總表等時(shí)間。雖然AutoCAD10．0基本圖元繪制功能的使用比較方便，但只是采用這些繪制操作在設(shè)計(jì)的效率上也比較低，AutoCAD具有Autolisp編程語言，對參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方面能發(fā)揮積極作用，在電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的施工圖設(shè)計(jì)過程中，將AutoCAD軟件系統(tǒng)加以科學(xué)運(yùn)用，對鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)精確性就能保證。

2 電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)CAD系統(tǒng)軟件包功能和設(shè)計(jì)

2.1 電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)CAD系統(tǒng)軟件包功能

電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，AutoCAD軟件系統(tǒng)的應(yīng)用有著鮮明的特征和優(yōu)勢功能，這是通過菜單選擇方式進(jìn)行輸入相應(yīng)數(shù)據(jù)實(shí)施的繪圖操作，在應(yīng)用起來比較方便，操作也較為簡單，對電站整臺(tái)鍋爐材料匯總能起到積極作用。在對AutoCAD的軟件技術(shù)應(yīng)用下，對多種類型的施工圖設(shè)計(jì)要求都能滿足，其中的基本標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)是開放式數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)的形式，并能進(jìn)行及時(shí)性的調(diào)整修改等，對鋼結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)人員的工作提供了很大方便。電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)施工圖的設(shè)計(jì)中對AutoCAD的應(yīng)用，是在計(jì)算機(jī)繪圖基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的，并有著施工圖繪制的特征，能結(jié)合零部件施工圖的復(fù)雜程度制定圖形布局和合理圖紙幅面。然后確定參數(shù)輸入的形式以及順序，能提高執(zhí)行的速度，滿足實(shí)際的施工要求。

2.2 電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化措施

電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要進(jìn)行優(yōu)化，在施工圖的設(shè)計(jì)方面，要能詳細(xì)了解施工圖的基本情況，主要是直接供制造以及加工和安裝施工的用圖，圖紙的表示詳細(xì)，數(shù)量比較多，在對鍋爐的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要制定科學(xué)性的方案，對結(jié)構(gòu)的性能以及安全性進(jìn)行檢測。對電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化工作的開展，首先在準(zhǔn)備工作方面要做好，要能廣泛的開展國內(nèi)外的文獻(xiàn)以及資料的調(diào)研，結(jié)合設(shè)計(jì)輸入文件提出的具體化要求，對設(shè)計(jì)的目標(biāo)能加以明確，然后提出總體性的設(shè)計(jì)方案。對初步的設(shè)計(jì)內(nèi)容要明確，充分考慮鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度以及工藝性和維修性等，構(gòu)建關(guān)鍵設(shè)計(jì)的內(nèi)容分析計(jì)算模型，然后開展技術(shù)經(jīng)濟(jì)以及安全分析評估。

電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，對鋼結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，整體的布置地震區(qū)的鍋爐構(gòu)架通過獨(dú)立式的體系加以呈現(xiàn)。在構(gòu)架的平面以及立體面的布置上按照規(guī)則以及對稱和質(zhì)量均勻的要求，避免鋼結(jié)構(gòu)的剛度突變，對有著護(hù)板支撐式框架結(jié)構(gòu)，有護(hù)板布置區(qū)域的以及護(hù)板和柱梁間是嵌固連接的時(shí)候，可作為剛盤平面，在連接設(shè)計(jì)上要進(jìn)一步加強(qiáng)。在對柱腳的設(shè)計(jì)方面，可通過埋入式結(jié)構(gòu)加以應(yīng)用，在埋入的深度上要能按照承載力大小加以確定，主梁擱支在柱頂上，可通過弧形的支座加以應(yīng)用。

對水平支撐層數(shù)的確定方面，鍋爐體露天布置在地震區(qū)的時(shí)候，水平支撐就承受風(fēng)載和地震水平力作用，為能有效保障梁穩(wěn)定性以及梁系統(tǒng)水平方向的整體剛性，就要結(jié)合實(shí)際的需求設(shè)置支撐桿件，采用節(jié)點(diǎn)板連接的方式加以應(yīng)用，水平支撐桿的傳遞力最后會(huì)達(dá)到節(jié)點(diǎn)板。

垂直支撐的設(shè)計(jì)中，在承載比較大的框架平面內(nèi)，垂直支撐的布置要保持傳力連續(xù)。在對頂板的設(shè)計(jì)過程中，頂板梁主要是鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的重要懸掛承重的部件，實(shí)際設(shè)計(jì)過程中就要能保證傳力的明確化，以及在結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性層面也要能得以保證。

為能保障電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量，就要對鋼結(jié)構(gòu)的改造方面加以重視?？蓪t墻進(jìn)行改造優(yōu)化，在高溫引起梁以及護(hù)板產(chǎn)生大側(cè)向變形的時(shí)候，就要對局部的爐墻實(shí)施修改優(yōu)化的措施，可在梁以及護(hù)板的側(cè)向變形部位更換質(zhì)量好的絕熱材料來降低護(hù)板以及梁的溫度。梁和護(hù)板的改造優(yōu)化環(huán)節(jié)也是比較重要的，對此在護(hù)板的側(cè)向變形＞1/500的時(shí)候，就要卸掉后重新進(jìn)行制造安裝，在＜1/500的時(shí)候，要保持原結(jié)構(gòu)，在四角進(jìn)行加拉筋。

對電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的施工圖設(shè)計(jì)方面，還存在著一些不足要充分重視，主要是在專業(yè)的人才上比較缺少，還需要有專業(yè)的人才在實(shí)際的施工圖設(shè)計(jì)方面加以支持，這也是未來需要努力的一個(gè)重要方向。

3 結(jié)語

綜上所述，對于電站的鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的施工圖設(shè)計(jì)，要能和實(shí)際的需求相結(jié)合，按照相應(yīng)的要求對設(shè)計(jì)技術(shù)科學(xué)的應(yīng)用。通過從理論層面對電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的施工圖設(shè)計(jì)研究，能夠從理論上進(jìn)行深化，為實(shí)際鋼結(jié)構(gòu)的施工圖設(shè)計(jì)提供設(shè)計(jì)思路，有效保障實(shí)踐施工圖設(shè)計(jì)工作的順利進(jìn)行。

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