中国钢结构协会锅炉钢结构分支
概括
电站锅炉是热电站的三个主要控制台之一。在中国进行了30多年的高速发展后，我国家的发电技术已经完成了从300 MW亚基到世界上最大的1,000兆瓦超级关键技术的飞跃。目前，在中国运行的最大的热功率船员已达到350兆瓦。我国家的电站锅炉已经迅速发展，并且拥有世界上最大的锅炉设计，制造和操作技术。在过去的十年中，世界上大多数新的大型电站主要是国内的。近年来，环境保护和节能已成为调整中国电力行业结构的重要方向。在燃烧锅炉和尾部排放的技术转换之后二手钢结构市场，达到了热力站的排放标准，相关的环境标准比国家更好。压缩机石的作用。
由于锅炉机体都被悬浮在锅炉钢结构的顶板中，因此顶板层很大。大锅炉大板梁截面采用堆叠梁方案，梁截面的高度超过10 m。锅炉钢结构受锅炉身体和用户传递的静电负荷的影响；锅炉车体的水平载荷通过导向器件传输到锅炉钢结构。风道的水平和尾烟的不平衡在钢结构上传递。
锅炉钢结构都是纯钢结构组件，其中大多数是在空气中排列的。在寒冷的区域或有特殊需要时，使用完全贴合或部分紧密的封闭。锅炉钢结构是复杂的，组件的数量很大二手钢结构市场，连接了完整的螺栓，并且诸如大板梁之类的组件很大。结构的设计，生产和检查更为复杂。许多大型锅炉钢结构的光束都在热卷部分中使用，例如热的H形钢，但是由于大多数支柱，横梁和垂直支撑都受到大载荷的影响，因此热卷部分无法满足使用。或框类型和其他部分。
锅炉钢结构领域仍然有许多方面需要创新和改进。中国钢结构协会锅炉钢结构分支已致力于指导行业技术发展和行业自我差异。标准。锅炉钢结构需要在设计和制造，国内软件开发，高强度钢应用，钢管混凝土结构设计和应用中进行技术研究和创新进一步建立更完整的行业标准系统。
1锅炉钢结构技术开发过程
在1970年代之前，热发电设备主要依靠100兆瓦及以下的小型发电设备，包括35、65、75、130、220、410 t / h（相当于100兆瓦）。燃料是煤。与以后的大型设备相比，在此期间，小煤炭燃料的燃料消耗很大，烟气气体的有害物质基本上没有处理。浪费了大量煤炭被浪费，并造成了空气质量的污染。我国最早的大型热电锅炉技术是1980年代从国外推出的300兆瓦锅炉。这些锅炉通常在中间是热，自然循环和盆栽煤技术。在引入设备时，中国锅炉技术专家通过学习和技术消化掌握了用于设计和制造的关键技术。在1990年代，开发了600兆瓦的锅炉技术[1]。进入21世纪，随着国民经济的迅速增长，消防发电市场也迅速发展。
作为热力发电设备的锅炉之一，在短短十年内，从临界技术到超级关键技术的飞跃已经完成了十年，并且是世界上最大的1,000兆瓦的超级丝带技术和1000 MW Ultra的飞跃。已经开发了关键的锅炉技术。手术楼层锅炉技术[2]。随着大型电站锅炉的开发，锅炉的钢结构已从设计，制造和安装的各个方面得到了充分的改进。由于超关键的锅炉具有更高的效率和更环保的排放，因此在中国广泛使用。
1987年，在我国大规模的热力发电开始开发的时期，许多相关技术需要学习和消化。这些技术包括外国标准锅炉加热表面设计，热计算，水循环技术，强度计算方法，锅炉钢结构设计方法和国内标准，密封和隔热，新材料研究，支持大型设备，锅炉，锅炉，锅炉，锅炉，锅炉研究相关组件的生产和制造过程。
锅炉的钢结构的主要功能是锅炉身体悬浮液的各个组件，并保持它们之间的相对位置。它还必须带有雪莲花，风负荷，地震效应，内部压力不平衡，膨胀等。负载作用在锅炉的钢结构上。锅炉身体的总重量和大量其他设备负载将传递到锅炉钢结构的顶层，并最终集中在几个大板梁上。
从电站锅炉的布局的角度来看，它主要包括∏布局，塔布局等。用的布局适用于各种容量的锅炉和燃料。因此，它具有广泛的应用，具有加热表面，并覆盖了大面积。塔式布局适用于带有多灰烟煤和褐煤的锅炉。没有转弯的烟道，可以减少粉煤灰在加热表面上的局部磨损。
电站锅炉系统主要包括炉子前，锅炉的车体及其支撑系统的煤炭结构系统。
1-谷湾； 2 -boiler; 3 - 剥落装置； 4-固定拆卸装置； 5-硫化装置； 6 - 烟囱。
图1电站锅炉系统布局信号mm
在过去的十年中，世界上大多数新建的大型锅炉主要是国内的。我国家的电站锅炉已经迅速发展，并且拥有世界上最大的锅炉设计，制造和操作技术。电站锅炉是发电厂的三个主要控制台之一。目前，热电发电仍然是我国发电的主要方式。近年来，环境保护和节能已成为调整中国电力行业结构的重要方向。在燃烧锅炉燃烧和尾部排放的技术转变之后，达到了热力站的排放标准，国家环境标准比国家更好。
目前，电站锅炉主要使用超临界技术，而超临界人员在技术中相对成熟。超临界锅炉的出口压力的主要时间已达到约30 MPa，并且主要出口温度达到623°C。超级超临界直流锅炉没有蒸汽袋，快速起步速度。与亚临界锅炉相比，它具有庞大的经济体。单个单元的热效率最高可高达50％，最低煤的消耗仅为255 g·（kW·H）-1。子临界压力单位约为327 g/（kW·H），可以每年节省很多煤炭。同时，在燃烧过程中，使用低氧氧化物技术可以减少65％的氮氧化物化合物和其他有害物质的形成。 ，脱硫率可能超过98％，实现了节能和减少消费和环境保护的目的。在炉燃烧和尾部排放的技术转换之后，电站的发射已达到最新版本的国家标准GB 13223-2011“热污染热电站的热污染排放标准”。目前，我国煤炭发电站的排放可以达到甚至比天然气发电的排放标准更好，而且社会利益显而易见。
1 000兆瓦的超临界∏ -type锅炉顶板约为80〜100 m，覆盖约4000 m2的面积，锅炉体的总质量约为18,000吨，载荷钢结构的质量约为8000〜12000吨。锅炉的总质量和大量其他设备负载通过吊杆传输到顶板，顶部的顶部单板梁超过1×105 kN。 1 000兆瓦的超级临界塔锅炉的高度超过150 m，顶部大板梁跨度超过35 m，单个大板梁的携带超过1.25×105 kN，机翼编辑器的厚度为150毫米，单个大板梁重量超过6 500 kN。主柱使用大型焊接方形钢柱，在横截面边缘的长度为2500 mm，钢板的厚度为100毫米，单列质量为100 t。在地震的作用下，超过1.26×105 kN的载体。高度超过150米的2.5×105 kN锅炉负载悬架，其他高度支持超过5×105 kN的负载。我国家在结构行业中设计的最大的钢结构。图2显示了正在建造的2×1 000兆瓦的超关键单元。
图2特定2×1 000 mw超级关键单元
国家发展与改革委员会和能源管理局在“能源生产与消费者革命（2016-2030）中指出”，需要进一步降低煤炭消费的比例，而清洁能源将成为能源的主要增加。但是，热发电仍然是我国家的主要电源。国务院发布的“中国制造2025年”强调了大规模高效率超核发射煤的工业化。大规模，高效率和超级网络排放是对国家工业政策的强烈支持的方向。将来，更大的超级关键工作人员将投资。跑步。热力行业将进一步消除小型和旧单元，以开发具有超级核排放的大型单元。运行的最大热力锅炉已达到1 350兆瓦。
该国大力发展煤炭电产，确保煤炭企业的健康发展，以发挥煤炭保护的基本作用。一种是确保电力燃料的“数量”，“质量”和“价格”，其次是提高电价机理，并合理地指导煤炭电力和电力成本的成本。第三个是在关键领域和时间期间在供应煤炭保险方面做得很好，并增加对煤炭企业的政策支持。从2022年下半年开始，已经启动了大量新的电站。作为热电站的三个主要控制台之一，锅炉行业和企业正面临各种挑战。锅炉行业必须遵守创新，开发新产品以及设计和制造产品。使公司始终处于国际市场技术的最前沿。锅炉技术也在不断地创新和发展。近年来，近年来再次加热了二级热技术，这进一步提高了蒸汽的效率，从而提高了锅炉单元发电的效率并节省了能源。
2锅炉钢结构主技术
2.1锅炉钢结构技术状态
锅炉钢结构都是纯钢结构组件，其中大多数是在空气中排列的。在寒冷的区域或有特殊需要时，使用完全贴合或部分紧密的封闭。锅炉结构的主要特征反映在锅炉体的上部。结构很复杂，结构组件的数量很大，完整的螺栓连接，并且大板梁很大。结构的设计，生产和检查更为复杂。锅炉结构主要承担锅炉体和用户传递的静态负荷，需要对垂直和水平力进行应力分析。由于柱顶部的巨大结构系统和较大的负载，在结构布局期间考虑了水平效应的影响，并在结构的垂直结构中排列垂直支撑，以增强结构的刚度并传播水平力。随着大型锅炉（例如超临界）的应用，锅炉结构的垂直和水平方向越来越大，结构很大，并且组件的横截面越来越大。大型锅炉钢结构柱，大多数横梁和由于大载荷而导致的垂直支撑，热的H形钢截面无法满足使用的要求，并且需要板的部分。目前，本质图3显示了塔锅炉结构的布局。
图3塔锅炉建筑布置
锅炉结构的脚通常用地面脚螺栓铰接，有时还使用固定连接。根据锅炉本体，维护，管道等的需求，应在多个水平层中设置锅炉框架；根据操作和维护的需求，应在许多地方放置网格平台或花钢板平台。同时，在水平层上排列了水平支撑，以传达锅炉的力以停止设备并保持色谱柱的稳定性。同时，列之间的垂直支撑将水平功率传输到基础。
锅炉体压力组件的大部分重量通过繁荣用于顶板。顶板主要由大板梁，小板梁，水平支撑和悬架梁组成。通常，考虑到运输和抬起设计的大型锅炉大型板梁是由堆叠梁设计的。重叠的光束分为两个部分。有时，较长的梁（例如大板梁）会沿长度方向进行分割，以促进运输。
根据项目合同的要求，锅炉钢结构设计和制造可以采用相关国家，例如国内相关规格，美国钢结构规格，欧洲相关规格，印度规格和土耳其规格。根据项目要求，在设计过程中，设计不断优化，以使结构布局更加合理和完美，节省场地和制造成本，并节省设备成本。
2.2分析锅炉钢结构的抗力
锅炉是一个较大的悬架结构。大量锅炉体负荷悬架在顶部。同时，必须由每个高程分配的设备支持。锅炉车体的水平载荷通过导向装置传递到锅炉钢结构。用刚性梁确定面向锅炉的设备，以确定锅炉的膨胀中心，锅炉地震和风道的水平以及刚性梁的尾烟的不平衡到刚性光束的水平到刚性梁的水平到钢结构，见图4。
图4锅炉的高导向设备的销售
由于结构和负载的特殊性，应根据锅炉和外部条件的特征选择锅炉的钢结构，并应选择良好且经济的结构系统。可以选择框架结构，框架支持结构和支撑结构。该设计需要满足GB / T 22395-2022“锅炉钢结构的设计规格”中的相关规定。
由于锅炉机构和其他大型设备的空间需求，锅炉的钢结构可能具有不规则的垂直和水平水平。设计师需要根据设计规范采取相应的技术措施。
根据结构需求，在锅炉的钢结构系统的设计中，锅炉主体的相应组件电阻和通过导轨穿过的风负荷的各种设备以及钢结构本身的风负载是。图5显示了计算流体动力学分析（CFD）时塔锅炉的风压系数分布。
图5风压系数分布
锅炉钢框架的地震分析可以通过对两种类型的工作条件的响应分析（包括炉子）和炉子体状况排除的响应分析来分析，并在支撑钢框架的结构中进行地震。较低结构的下侧和层间运动，学校的核杆压力；它也可以用来分析炉子对钢结构的影响以进行相应的地震分析。图6是对锅炉体和钢结构组合的影响的分析。
图6当锅炉身体和钢结构合并时地震效应
2.3大型组件的设计，例如锅炉大型板梁
由于负载和跨度很大，锅炉钢结构中的大板梁被设计为堆叠梁。有时由于运输或安装需求，必须分割长度方向。对于塔锅炉，大板梁的上部通常被设计为一种吡啶类型，下部设计为两种类型的工作类型，或者整个部分被设计为工业类型。塔锅炉两端的节点是垂直面板，最厚达到200毫米，并通过支撑力（图7）。对于类型的锅炉，大板梁通常用于焊接字体梁中，并且1,000兆瓦的超临界塔的大型锅炉的大高度的最大高度为10.8 m（图8）。如有必要，需要优化大型组件，例如大型板梁，将有限元方法和理论计算方法组合，建立分析模型，并分析和计算每个部分的应力分量和挠度分布。
图7塔锅炉式式图图图图
如图
每个锅炉工厂都积极进行行业 - 大学 - 研究活动，并与许多国内大学和设计机构合作，以对大型钢结构，钢管混凝土结构以及对大型组件的屈曲约束支持进行研究，并形成独立的组件，技术。
2.4锅炉钢结构制造
1 000兆瓦的超关键锅炉钢结构质量约为8 000〜12 000吨，1 000 mW ultra -Super临界塔楼 - 锅炉钢结构质量约为11 000〜13 000 t，其中的机翼厚度为支柱达到100毫米的大板梁的厚度达到150毫米，因此在生产过程中，对于大型组件的尺寸控制，控制，焊接变形控制，大板束的产生和巨型柱束对角支撑非常重要。
锅炉钢结构有许多结构组件，大钻很大。通常，柱和倾斜支撑需要三二维钻石。 1000兆瓦的超关键锅炉钢结构具有超过200,000螺栓孔。由于负载较大，许多螺栓孔以及钻孔精度的高要求[3-4]。
锅炉钢结构中使用的大多数材料都是厚板。支柱的厚度通常为50〜100 mm。因此，有必要根据锅炉的相关规格进行工厂的检查和生产过程。在缝线的部分中，大厚的板截面需要严格地根据过程，缝合，形成，焊接成型，校正和热处理的要求严格严格地进行。
为了制造重叠的大板梁，在重叠表面上通常有超过1,500个螺栓。一些项目还需要沿长度方向进行细分。大板梁上的螺栓孔超过2和500。因此，最重要的是钻孔精度和控制的公差。对于预焊接，预热，焊接和非破坏性检测也非常重要。必须按照相关过程和家庭作业指导信进行仔细生产，以确保整体连接穿孔率为100％。大型板梁的拱门必须与实际制造中的理论和实用性完美结合，以满足设计要求。
图9是大板梁车间的照片。图10是10.8 m高的三堆大板梁。
图9在大型板梁车间中制作
图10 10.8 m高三堆大板梁安装照片
3锅炉钢结构技术前景
3.1标准化行业的设计和制造
锅炉的钢结构是锅炉的重要应力成分。 TSG 11-2020“锅炉的安全技术监督法规”中的相关要求需要对其进行监控。目前尚无审查系统的形式。锅炉钢结构分支机构将根据相关规格和行业需要组织相关部门和专家进行相应的工作，以标准化行业设计和制造行为。
3.2设计软件开发
锅炉钢结构技术的开发促进了使用计算软件和详细的地图软件，例如Staad-Pro和我所在国家 /地区的Xsteel，并推广并应用于其他行业。目前，新锅炉钢结构的设计方法正在积极研究，设计和计算软件的次要开发以及编写智能设计软件，以有效提高设计和制造效率。
3.3高强度钢应用
锅炉钢结构继承柱和梁基本上使用Q355级材料。目前，Q460级材料已用于较厚的钢板。设计和制造技术专家仍在研究扩大使用范围并优化锅炉钢结构的结构设计的可能性[5] Essence锅炉钢结构分支正在组织一些密集控制组件的研究，以促进使用高强度热的H形钢。由于锅炉钢结构组件均与高强度螺栓相连，因此还将研究高强度高强度螺栓应用以优化设计和制造。
3.4出色的技术人才培训
锅炉钢结构是我国自己设计的重要大型结构。它的复杂性超过了大型住房建筑，需要行业的设计和制造行为。钢结构培训和预备才能。
3.5钢管混凝土结构设计和应用
锅炉结构是属于大型重载结构系统的大型热力站的主要载体结构。为了改善结构系统和结构系统的经济性，基于传统的钢结构框架，传统的钢柱被钢管混凝土柱取代，这大大减少了结构钢的钢量并改善了地震结构系统的性能。它在项目中具有广泛的应用前景。
3.6伊万尼省的混乱支持研究和应用
目前，在锅炉钢结构中的屈曲限制并不广泛。由于其自身的锅炉钢结构特征，大规模的跨高层建筑的平民使用之间存在很大差异。您可以从建筑结构屈曲和约束的应用体验中学习。 [6-9]屈曲约束支持的布局可确保在满足地震性能的前提下节省最大的钢量。
3.7建立一个更完整的行业标准系统
锅炉钢结构分支机构组织了行业专家，以编译超过十几个设计和制造检查标准。目前，它正在编写标识和强化和太阳钢结构的标准。它将继续增强未来的力量。技术标准和手册还将研究编写其他结构的其他结构，规格和指导行业行为的相关标准。
煤炭电源行业在我国的国民经济中扮演着驾驶舱的角色。目前，在计划和施工中仍然有大量新的热电站。在开发与锅炉钢结构相关的锅炉钢结构和单元的新技术时，它们还应在其他发电场上进行技术开发，并继续进行创新。
资料来源：Liu Shuxin，Zhang Yongqian，Liu Yuan等。锅炉钢结构技术发展的当前状态和前景[J]。钢结构（中文和英语），2024，39（11）：56-62。
doi：10.13206/j.gjgs24101036。
