浅谈工业锅炉设计中应注意的问题摘要：锅炉是工业生产与日常生活中重要的热能动力设备，它在国民经济中起着不可忽视的作用。随着我国国民经济的发展，特别是加入世贸组织后，各行各业的竞争日趋激烈，工业锅炉行业也不例外，做好工业锅炉设计研发工作，关系到锅炉生产企业的生存与发展。本文阐述了工业锅炉设计中应该注意的一些问题。
关键词：工业锅炉，设计，问题
工业锅炉是一种受热、承压、有可能发生爆炸的特种设备，在国民经济生产和人们日常生活中广泛应用，对国民经济的发展起着不可忽视的作用。目前，我国是世界上制造和使用锅炉最多的国家。
1.我国工业锅炉发展现状
20世纪90年代以来，我国工业锅炉年产量变化不大，一直徘徊在8万蒸吨。数据显示，1987年工业锅炉产量为85483蒸吨，而2001数据是85400蒸吨。但是锅炉企业数量却由551家企业增加到969家，将近扩大1倍，而所增加的企业从规模上看，绝大多数都是中小企业，这说明我国的锅炉行业可能陷入了一种畸形发展的状态。
进入21世纪，特别是我国加入世贸组织后，锅炉行业面临竞争压力持续上升。由于保护政策减少，在我国申请制造许可的外国企业正快速增长，仅到2002 年上半年止，就有600多家外国企业获得了国内制造许可。
目前，我国锅炉行业面临企业多，产品差异小，规模企业少的问题，这使得我国工业锅炉生产集中度不高。我国锅炉行业发展还面临的一个问题就是很多中小企业没有自主研发设计能力，在千余家锅炉企业中具有自行设计能力的仅百家左右，这使得中小企业在行业竞争中举步维艰。还有些企业存在诸多问题，随时可能转产或倒闭。
2.锅炉设备的特点
2.1 锅炉具有爆炸危险性和破坏性。由于锅炉是一种密闭的容器，在高温、高压的状态下运行，所以具有爆炸的危险性。锅炉发生爆炸的原因很多，但是归纳起来主要有两种：一是锅炉内压力太高，超过了承受的极限，导致安全设施失灵，不能及时报警或降压；另一种是在正常工作压力时，由于受压元件本身缺陷所致。爆炸发生时，锅炉内压力骤降，高温饱和水汽化形成冲击波可能造成严重破坏和伤亡。
2.2 在恶劣工作环境中易损坏。由于锅炉运行条件为高温和高热，比其它机械工作环境恶劣。各种器件所受的腐蚀作用较强，受压元件由于承受不同压力而产生相应应力，热胀冷缩也会使元件产生不同的应力等，所以由于工作条件恶劣，锅炉设备比一般机械容易损坏。
2.3 锅炉使用的广泛性和运行的连续性。锅炉与国民经济发展关系密切，广泛应用于工业厂房、办公楼、商业中心和居民区等。
不同于一般设备，锅炉的使用还要求连续运行，突然停止使用会影响一个工厂，甚至一个地区正常的生产生活。
3.工业锅炉设计中应注意的问题
3.1 锅炉设计水位问题。锅炉水位表水管的接口位置不合适，使得锅炉最低安全水位比最高火界低，或者虽然高出最高火界，但高度偏低，如最低水位在水位表中部，这都是不正确的。水位表的水连管位置，根据炉型不同和蒸汽锅炉安全监察规程的要求确定。有部分余热锅炉，结构类似立式平头直火管锅炉，其最低水位应高于火管全长的一半。
3.2 焊缝位置。在焊接时，对锅筒焊缝位置有一定要求，但不合理的情况很多，如两节锅筒纵向焊缝靠的太近；有的一节锅筒采用两块以上钢板焊成，或者虽用两块钢板焊成，但是两纵缝相距距离小于300mm；有的将纵向焊缝布置在受辐射热较强的部位。这些都是不允许的，焊缝处易产生缺陷，尽量不要使用这种设计。
3.3 锅炉的防爆装置。由于现在燃油、燃气锅炉的容量不断增大，只采用防爆门一种做法来防止爆炸，已不能完全保证安全。由于炉膛大，若防爆门离的太远或面积不够，都起不到防爆的作用。故对大型锅炉防止炉膛爆炸的主要措施，是采用全自动的点火程序控制和灭火保护装置；一旦风机跳闸，能自动切断燃料供应；简易煤气锅炉应设点火炉装置。在容易爆炸的部位要装防爆门，其位置应不危及人身安全。
3.4 排污孔和上水位置的问题。在锅炉设计审查时，最常见的问题是定期排污孔的位置不是在锅炉的最低部位，这就使锅炉的沉积物等排不干净。一些锅炉，排污孔在下锅筒的封头上，停炉时，锅炉底部的水放不干净，积在锅筒底部造成腐蚀，有的锅炉水冷壁管系统的下集箱处没有考虑排污问题，没有开排污孔，也有的将定期排污孔与上水孔开在一起，这种设计都是不对的。锅炉的排污问题应该引起重视，要设置正确的排污孔位置和排污管装置。
3.5 检修门孔的布置问题。由于锅炉需要长时间连续运行，所以必须进行定期检查和维修。在设计锅炉时，为了保证便于检测、维修和清扫。要求在结构上设置必要的人孔、手孔、检查孔、洗炉孔和炉墙上的人孔。检查门孔的位置要能保证对锅炉各受压元件进行检测，清扫和维修，数量应根据结构而定。
3.6 集箱端板结构及位置问题。以前有些锅炉的集箱采用法兰端板。现在这种结构的集箱端板已经停止制造。因为锅炉停炉时，虽然压力表指示值已降到零，但由于压力表有一定误差，锅炉内仍可能有压力，由于法兰端板是外闭式的门盖，在拆卸时，剩余的蒸汽压力可能会将端盖打出伤人。
另外，集箱端板和手孔盖，都不能安装在炉膛内或砌在炉墙内。安装在炉膛内就会过热，因为盖板较厚，炉膛内温度较高，盖板上的热量不易扩散，必然要烧裂；砌在炉墙内，就无法发开手孔盖对集箱作检查和清扫。
3.7 焊缝与开孔问题。在锅筒上既有焊缝，又有管孔。原则上焊缝上不允许开孔。这是为了避免削弱焊缝处的强度。对于焊接管孔确实不能避开焊缝和其热影响区时，要满足必要的条件：①管孔中心四周1.5倍管孔直径范围内的焊缝，经射线探伤合格，且孔边不应有缺陷；②管接头焊后要经热处理或局部热处理消除应力。
结束语：
在工业锅炉的实际运行中，曾出现各种各样的事故，大量的事故教训告诉我们，工业锅炉设计的优劣直接影响锅炉在运行中的安全，粗劣的设计是锅炉爆炸事故的重要原因。所以，加强锅炉设计审查和检测，对于提高锅炉产品质量，保证锅炉安全运行，是十分必要的。
