探析鍋爐設(shè)計(jì)制造安裝中的問(wèn)題與對(duì)策

張耀真

杭州富藍(lán)鍋爐容器有限公司，中國(guó)·浙江 杭州 311400

1 引言

隨著鍋爐行業(yè)的蓬勃發(fā)展，中國(guó)已經(jīng)形成了較為完善的鍋爐行業(yè)安全管理體系。這使得鍋爐行業(yè)從設(shè)計(jì)到安裝的整個(gè)周期都有相應(yīng)的管理標(biāo)準(zhǔn)和操作過(guò)程要求。但是不可否認(rèn)的是，該行業(yè)仍然存在許多問(wèn)題。近年來(lái)，鍋爐行業(yè)逐漸開(kāi)放，但是一些小型鍋爐的設(shè)計(jì)，制造和安裝企業(yè)的管理卻相當(dāng)混亂。鍋爐作為一種具有壓力功能的工業(yè)設(shè)備，由于各種因素的影響，其危險(xiǎn)系數(shù)較高，容易爆炸。因此，在鍋爐從設(shè)計(jì)到安裝的整個(gè)周期中，人們都需要嚴(yán)格控制每個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量，以確保鍋爐的安全運(yùn)行。

2 鍋爐設(shè)計(jì)、制造、安裝中存在的問(wèn)題

2.1 對(duì)焊接技術(shù)要高度重視

鍋爐結(jié)構(gòu)復(fù)雜，焊接是制造和安裝過(guò)程中必不可少的過(guò)程。在鍋爐的制造和安裝過(guò)程中，焊接質(zhì)量決定了鍋爐的使用壽命和安全程度。目前，手工焊接已廣泛用于鍋爐生產(chǎn)中，因此如何控制手工焊接的質(zhì)量是鍋爐制造和安裝中需要特別注意的問(wèn)題。從對(duì)現(xiàn)有鍋爐的制造和安裝造成的事故進(jìn)行分析，很容易通過(guò)手工焊接來(lái)控制水冷壁管與管道之間的間隙。鍋爐焊接要求很高的焊接精度，因此應(yīng)將因零件磨損和焊接變形引起的誤差降到最低。如果該環(huán)節(jié)有問(wèn)題，整個(gè)鍋爐的焊接不能滿足鍋爐壓力的要求，在使用過(guò)程中容易引發(fā)安全事故。一般來(lái)說(shuō)，控制鍋爐焊接質(zhì)量的重要性可以從根本上保證鍋爐的整體制造和安裝質(zhì)量。在此過(guò)程中，應(yīng)注意人為因素對(duì)鍋爐整體質(zhì)量的影響[1]。

2.2 鍋爐制造選材不容忽視

從鍋爐的工作原理不難看出，鍋爐需要較高的內(nèi)部壓力才能完成能量轉(zhuǎn)換和工作。因此，在材料方面，鍋爐壁需要承受高壓、良好的強(qiáng)度并且可以長(zhǎng)期承受磨損。在鍋爐設(shè)計(jì)中，根據(jù)不同的使用需求，選擇符合要求的材料。鍋爐的工作原理決定了鍋爐的工作環(huán)境必須具有較高的濕度。因此，鍋爐材料必須具有較強(qiáng)的耐腐蝕性，以免因潮濕而生銹，如不及時(shí)維修最終有可能導(dǎo)致鍋爐爆炸。同時(shí)，鍋爐焊接的特點(diǎn)要求必須對(duì)鍋爐材料進(jìn)行焊接和連接，這不僅是鍋爐制造和安裝的要求，也是鍋爐日常使用和維護(hù)的要求。鍋爐的日常維護(hù)要求鍋爐材料易于焊接和維修，以確保在滿足日常使用需求的同時(shí)，鍋爐部件能及時(shí)處理彎曲或斷裂等老化問(wèn)題，從而確保安全，延長(zhǎng)鍋爐的使用壽命。

2.3 對(duì)鍋爐配套設(shè)施建設(shè)不完善

鍋爐本身由于安全問(wèn)題容易發(fā)生事故。另外，鍋爐輔助設(shè)備也容易出現(xiàn)問(wèn)題。除渣器作為鍋爐的重要輔助設(shè)備，在鍋爐的設(shè)計(jì)，制造和安裝中經(jīng)常被忽略。在鍋爐的設(shè)計(jì)、制造、安裝中，對(duì)爐渣機(jī)缺乏專(zhuān)門(mén)的研究設(shè)計(jì)，根據(jù)不同的鍋爐爐渣機(jī)運(yùn)行環(huán)境特點(diǎn)，不能進(jìn)行個(gè)性化的設(shè)計(jì)與制造，不能保證爐渣機(jī)發(fā)揮最大作用，引起日復(fù)一日的變化。鍋爐除渣器的日常運(yùn)行不符合整體精度要求，頻繁的維護(hù)會(huì)導(dǎo)致后續(xù)使用成本增加。從中國(guó)目前的鍋爐使用情況來(lái)看，循環(huán)泵和水泵的組合在鍋爐中得到了廣泛的應(yīng)用，由于無(wú)用的工作容易引起高能耗。無(wú)用工作的主要原因有兩個(gè)，即高能耗。一方面，過(guò)多的電流會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部渦流，從而增加能耗。在鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中，不正確的操作將使電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部電流加倍，從而損壞電動(dòng)機(jī)。另一方面，鍋爐泵與鼓風(fēng)機(jī)之間沒(méi)有可靠的連接，導(dǎo)致風(fēng)扇的風(fēng)向不可控，導(dǎo)致鍋爐工作損失。這些問(wèn)題將導(dǎo)致鍋爐運(yùn)行中能耗的損失[2]。

2.4 信息技術(shù)的運(yùn)用不足

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，各行各業(yè)的信息化，電子化和智能化水平不斷提高。目前，相當(dāng)多的鍋爐設(shè)計(jì)企業(yè)仍在使用傳統(tǒng)的鍋爐設(shè)計(jì)過(guò)程。傳統(tǒng)的鍋爐設(shè)計(jì)過(guò)程需要設(shè)計(jì)者對(duì)鍋爐參數(shù)進(jìn)行人工調(diào)查。例如，鍋爐容量的確定，鍋爐容量的設(shè)計(jì)，鍋爐燃料特性的影響等內(nèi)容，并對(duì)通過(guò)人工調(diào)查獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行人工分析，選擇有用的部分，根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行鍋爐設(shè)計(jì)。由于人為因素的存在，傳統(tǒng)的鍋爐設(shè)計(jì)結(jié)果通常會(huì)有較大的誤差，無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算爐排面積、爐膛容積、爐膛熱強(qiáng)度等參數(shù)。另外，傳統(tǒng)的鍋爐設(shè)計(jì)過(guò)程主要輸出二維圖形設(shè)計(jì)圖，這就要求制造企業(yè)的工人具有較強(qiáng)的閱讀能力，很多工人缺乏直觀的感受，在一定程度上影響了鍋爐的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。信息技術(shù)在鍋爐設(shè)計(jì)中的應(yīng)用對(duì)設(shè)計(jì)人員是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。由于缺乏模擬測(cè)試手段，分層燃燒技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中可能產(chǎn)生煤層化誤差，在實(shí)踐中容易因低負(fù)荷運(yùn)行而導(dǎo)致鍋爐故障。

3 鍋爐設(shè)計(jì)、制造、安裝的改進(jìn)策略

3.1 設(shè)計(jì)人員與安裝人員緊密對(duì)接，確保安裝質(zhì)量

從鍋爐事故的分析中不難看出，在大多數(shù)鍋爐安全事故中，后續(xù)的使用和維護(hù)是導(dǎo)致事故發(fā)生的重要因素。這就要求在鍋爐設(shè)計(jì)、制造和安裝過(guò)程中應(yīng)保證技術(shù)質(zhì)量。在將鍋爐安裝到位并準(zhǔn)備交付使用之前，應(yīng)組織制造和安裝企業(yè)及維護(hù)人員講解技術(shù)，闡明鍋爐制造和安裝過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，并指出必須具備的組件。專(zhuān)注于后續(xù)使用和維護(hù)過(guò)程。用戶和維修人員應(yīng)參加鍋爐制造企業(yè)組織的技術(shù)培訓(xùn)和現(xiàn)場(chǎng)示范，及時(shí)處理使用過(guò)程中遇到的問(wèn)題，確保鍋爐的安全。鑒于鍋爐設(shè)計(jì)、制造和安裝中存在的問(wèn)題，鍋爐用戶和維修人員應(yīng)高度重視技術(shù)公開(kāi)。鍋爐制造安裝企業(yè)在技術(shù)公開(kāi)過(guò)程中，應(yīng)向用戶和維修人員講解鍋爐的設(shè)計(jì)理念，指出鍋爐制造中的技術(shù)創(chuàng)新，并說(shuō)明鍋爐安裝過(guò)程中的現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題，以便確保鍋爐設(shè)備后續(xù)使用和維護(hù)的順利進(jìn)行。

3.2 設(shè)計(jì)與安裝時(shí)要充分了解安裝環(huán)境，確保有效安裝

在鍋爐的設(shè)計(jì)、制造和安裝過(guò)程中，人們也非常重視鍋爐安裝基礎(chǔ)的建設(shè)。在鍋爐設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)充分考慮鍋爐安裝的地面條件和基礎(chǔ)承載力。鍋爐安裝基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，施工質(zhì)量等重要指標(biāo)應(yīng)嚴(yán)格檢查并接受，以確保鍋爐基礎(chǔ)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。人們要做好施工過(guò)程的管理，做好施工記錄，檢查和記錄隱蔽工程和重要環(huán)節(jié)。對(duì)于驗(yàn)收中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，特別是測(cè)試結(jié)果與設(shè)計(jì)指標(biāo)不一致的問(wèn)題，有必要及時(shí)記錄并告知，并盡快完成維修，以確保安裝質(zhì)量和操作安全。鍋爐涉及設(shè)計(jì)、制造、安裝和使用的有關(guān)各方，應(yīng)加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)的協(xié)調(diào)與配合。只有在相關(guān)各方的協(xié)調(diào)與配合下，我們才能組織有效的設(shè)備調(diào)試，清理圖紙中存在的問(wèn)題，及時(shí)調(diào)整設(shè)備安裝和試運(yùn)行中存在的問(wèn)題，并在施工現(xiàn)場(chǎng)咨詢?cè)O(shè)計(jì)變更，從而有效解決鍋爐設(shè)計(jì)、制造、安裝過(guò)程中遇到的問(wèn)題。這就要求鍋爐制造商派代表到鍋爐安裝現(xiàn)場(chǎng)?，F(xiàn)場(chǎng)代表作為施工現(xiàn)場(chǎng)鍋爐制造企業(yè)的代理商，應(yīng)掌握鍋爐的安裝進(jìn)度，檢查鍋爐的安裝質(zhì)量，并及時(shí)協(xié)調(diào)解決鍋爐安裝過(guò)程中的技術(shù)問(wèn)題。

3.3 充分發(fā)揮信息化優(yōu)勢(shì)，做出更合理有效的設(shè)計(jì)

在鍋爐設(shè)計(jì)中，應(yīng)結(jié)合新技術(shù)和新思想，以創(chuàng)新和提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。通過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)化，可以避免鍋爐的制造、安裝、使用過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，避免因設(shè)計(jì)不當(dāng)和使用故障而引起的潛在安全隱患。在鍋爐設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)注意鍋爐強(qiáng)度的設(shè)計(jì)。良好的鍋爐強(qiáng)度設(shè)計(jì)，可以提高鍋爐整體的抗負(fù)荷能力，提高結(jié)構(gòu)斷裂的處理能力。鍋爐的承壓特性要求鍋爐材料不能整體屈服。鍋爐強(qiáng)度的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)鍋爐所用材料的安全系數(shù)和強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行，由行業(yè)專(zhuān)家確定的這些值是鍋爐強(qiáng)度設(shè)計(jì)的科學(xué)且重要的基本數(shù)據(jù)，為了實(shí)現(xiàn)鍋爐設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，鍋爐設(shè)計(jì)行業(yè)應(yīng)加強(qiáng)信息創(chuàng)新。自動(dòng)化和信息技術(shù)的應(yīng)用可以有效地提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，在鍋爐計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)實(shí)踐，對(duì)鍋爐設(shè)計(jì)理論和算法進(jìn)行創(chuàng)新和發(fā)展。計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用不僅可以實(shí)現(xiàn)重要參數(shù)的獲取和確定的自動(dòng)化，還可以完成從二維計(jì)劃到三維計(jì)劃的轉(zhuǎn)換，進(jìn)一步提高了鍋爐設(shè)計(jì)方案的直觀感，提高了鍋爐制造和安裝的效率。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，鍋爐設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對(duì)鍋爐設(shè)計(jì)方案的實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行模擬，從而盡快發(fā)現(xiàn)鍋爐制造、安裝和使用過(guò)程中存在的問(wèn)題，并提高鍋爐的設(shè)計(jì)效率。鍋爐產(chǎn)品的整體安全性和競(jìng)爭(zhēng)力，鍋爐的設(shè)計(jì)與仿真可以有效避免鍋爐的低負(fù)荷運(yùn)行，避免鍋爐運(yùn)行造成的能源浪費(fèi)，根據(jù)使用要求優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，確保鍋爐在高效率運(yùn)行[3]。

4 結(jié)語(yǔ)

作為保證現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)生活安全的重要設(shè)備，鍋爐運(yùn)行的效率和安全性已受到社會(huì)和工業(yè)界的高度關(guān)注。論文分析了鍋爐設(shè)計(jì)、制造、安裝過(guò)程中存在的問(wèn)題，并提出了相應(yīng)的對(duì)策，以期為鍋爐生產(chǎn)行業(yè)的研究和實(shí)踐提供參考。從設(shè)計(jì)到制造，從安裝到使用，鍋爐行業(yè)構(gòu)成了一個(gè)系統(tǒng)性項(xiàng)目，具有很高的復(fù)雜性。這就要求鍋爐設(shè)計(jì)行業(yè)提高信息化水平，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)全面分析鍋爐的安全運(yùn)行強(qiáng)度，提高鍋爐的制造工藝水平和質(zhì)量，優(yōu)化鍋爐的安裝程序，提高鍋爐的安裝效率。