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【摘 要】 本文主要就是针对过锅炉运行压力的设计与控制来进行分析的，首先的接受了锅炉运行压力的设计与控制的原因，然后就是分析了锅炉运行压力的设计与控制分析，之后再通过建模来进行阐述，最后则是论述了锅炉运行压力的设计与控制效果以及锅炉运行压力的设计与控制要点。
【关键词】 锅炉;运行压力;设计;控制
引言：
锅炉运行压力的设计与控制是确保锅炉运行系统安全、高效、节能、降耗的有效手段之一;是延长锅炉本体及锅炉工艺和锅炉外网系统运行的使用周期，在不同程度上提高了锅炉工艺及锅炉外网系统运行的管理和操作水平，使之在运行管理上更加安全、更加科学、更加合理、更加有效和更加经济，同时也能提高对锅炉工艺和外网整体系统运行压力的设计与控制的认识。
1、锅炉运行压力的设计与控制原因
锅炉房原有三台热水循环泵，泵扬程42米，泵流量288m3/h，所配电机55KW，补水泵两台，扬程32米，流量25m3/h，所配电机5.5Kw实际该系统运行压力：回水压力0.38MPA，补水泵一台运行压力是0.38MPA，两台循环泵运行，运行压力是0.56MPA，分水缸压力0.48MPA，该系统压力运行已多年，成为习惯的流程运行压力，这样的锅炉工艺系统运行压力的设计与控制，造成高程回流与低程回流平均回流量相对减少，近程回流与远程回流量也相对减少。
2、锅炉运行压力的设计与控制分析
该系统运行压力太高回水压力达0.38MPA，整个系统在高压下运转，一是对于用户来讲安全隐患太大一旦暖气片崩裂易伤人;二是系统高压不利回流;这主要表现在：其一，高程回流与低程回流都低于整个系统回流压力，静压逆差大，高程静压为0.27MPA，低程静压为0.12MPA而回流压为0.38MPA最低点出现的负压差为（0.12-0.38Mpa）-0.26MPA;其二，正压差小泵出口压力0.56MPA回水压力0.38MPA最高差值在0.18MPA而分水缸压力在0.46MPA与回水压差值在0.08MPA，这一现象首先就限定了回流速度相对回流量也受到限制，其三，在此高回流压力状况下原有的远程回流就无形又增加回流阻力;三是沿程摩阻对压力的损耗形成一定的回流阻。四是各分流压力的不均衡形成回流量相对减量，造成热损耗大;五是热效率低，燃料消耗大;六是系统维修量大材料损耗大。
2.1、锅炉运行压力的设计
基于上述原因，2009年11月对该锅炉系统压力进行了新的设计其目的是降低系统压力，提高供热水压力。把三台42米扬程的泵设计成60米扬程的泵，在具体的实施设计中把42米扬程的泵设计实施成50米工作扬程泵。
2.2、锅炉运行压力的控制
系统回流压力控制目标在0.22MPA之内，循环泵启用两台压力控制在0.68Mpa，分水缸压力为0.40Mpa此时回水缸压力控制在0.22Mpa整个系统工作压力降到了0.22Mpa。
3、有限元模型的分析
通过力学理论分析可知，如果螺栓拉伸器在高压作用下被破坏，那么危险处是油缸内腔的拐角处。此地方的导角处易产生集中应力，如果材料选用不当，并且結构设计不合理，螺栓拉伸器在超高压的工况下，缸体拐角处极易遭到损坏，如图1所示。接下来基于ANSYS软件可单独对设计的缸体模型进行有限元分析。
ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发。它能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换，如Pro/Engineer，NASTRAN，Alogor，I-DEAS，AutoCAD等，是现代产品设计中的高级CAE工具之一。
图1 螺栓拉伸器缸体的损坏
3.1、缸体模型的简化
缸体的模型初步选定：活塞内、外径分别为90和150mm;液压面积为11310mm2;活塞行程为10mm;最大工作压力和最大实验压力分别为115和143MPa;油缸材料为25Cr2MoVA。图2为缸体的结构示意图，标记a=16mm，b=14mm，c=34mm，r=3mm。
图2 缸体的示意图
当活塞达到最大行程、缸体内的工作压力最大时，以这个临界条件作为临界静力分析的基础，校核危险处的强度。同时，罐油孔相对于模型的尺寸很小，可以忽略，模型简化如图3所示。
图3 缸体三维模型的简化
简化后的模型易于划分网格，并且关键处得到的结果基本上不变，工作人员能够节省大量的时问，且对模型尺寸修改后的对比分析有一定的准确性。
3.2、有限元前处理
根据《机械工程材料性能数据手册》可知：25Cr2MoVA材料在室温下的弹性模量为E=211GPa，泊松比v=0.3。在ANSYS中选取单元：brick8node450在缸体拐角处划分网格要密，有利于分析的准确度。进行计算时，活塞的下端和缸体的右端连接处按照实际的尺寸采用全约束固定力一法，在活塞的行程最大处加载相对应的载荷。对模型进行网格划分，如图4所示。
图4 缸体的有限元前处理模型
4、锅炉运行压力的设计与控制效果
通过对锅炉工艺系统运行压力的设计与控制，在运行参数上的调整之后，取得了锅炉系统在安全有效中运行;同时由原来7.1万m2供热能力提高到805万m3实际供热能力;节约能耗由原来的270万m3降到了215万m3的燃气量，尤其在今年冷冬的状态下节余65万m3天然气，节约燃气费用达90万元人民币之多。当然如果实现锅炉循环泵单泵工作扬程60米的话，按现有排量能力（300m3/h）启用一台循环泵，就能满足相对的循环能力。
结论：在以上对本锅炉工艺系统分析之运行压力的设计与控制，我们得出的结论是：其一降低系统运行压力，确保了锅炉安全有效的运行;其二减少了回流逆阻;提高了回流量;其三加大了系统循环能力，减少了热能消耗;其四暴露了系统运行中的不足这里主要指的就是，一是系统供热分配不均衡;二是各个用户单元体实际散热能力在设计能量上的不足;三是远程回流能力低等等不足现象，从而提高了设计与控制的调节能力;其五对锅炉工艺系统的设计与控制，提供了科学有效依据;其六提高了供热能力，降低了能耗，节约了运行成本。
5、锅炉运行压力的设计与控制要点
首先要确定回流压力点最高回流压力;（在本系统中运行回流压力控制在0.2Mpa，控制系统的回流压力;如果本系统工艺问题在得以彻底改造后系统回流压力还可控制调节到0.20Mpa）。其次切记以排量定扬程;在设计工作扬程的基础上决定设计排量。其三设计循环泵扬程时要在单机泵工作扬程基础上有余量确保在1.25系数，切记循环系统的工作扬程（泵出口工作扬程）只是泵设计扬程的基准点，从安全角度也要保证泵不能超负荷运转，如满负荷或超负荷运转变频设计就失去意义，同时给锅炉工艺系统运行压力的控制带来一定的困难。
6、结束语
随着国民经济的发展，能源的需要与日俱增。要使工业高速发展，能源是先行，其来源只有两个：一个是能源开发，另一个是能源的节约，即“开源节流”。而能源的资源是有限的，并随着人类的发展，不断开发利用，愈显得短缺，因此节约能源，提高能源的利用效率，就显得尤为重要。
参考文献：
[1]赵强.浅谈锅炉运行压力的设计与控制[J].科技与企业，2013，17：274.
[2]曹向东.锅炉运行压力对蒸汽输送、使用和节能的影响[J].能源研究与利用，2001，03：38-39.
[3]梁海滨，吕雪峰.有利于燃气锅炉运行压力稳定的几种措施[J].应用能源技术，2001，01：34-35.
【关键词】 锅炉;运行压力;设计;控制
引言：
锅炉运行压力的设计与控制是确保锅炉运行系统安全、高效、节能、降耗的有效手段之一;是延长锅炉本体及锅炉工艺和锅炉外网系统运行的使用周期，在不同程度上提高了锅炉工艺及锅炉外网系统运行的管理和操作水平，使之在运行管理上更加安全、更加科学、更加合理、更加有效和更加经济，同时也能提高对锅炉工艺和外网整体系统运行压力的设计与控制的认识。
1、锅炉运行压力的设计与控制原因
锅炉房原有三台热水循环泵，泵扬程42米，泵流量288m3/h，所配电机55KW，补水泵两台，扬程32米，流量25m3/h，所配电机5.5Kw实际该系统运行压力：回水压力0.38MPA，补水泵一台运行压力是0.38MPA，两台循环泵运行，运行压力是0.56MPA，分水缸压力0.48MPA，该系统压力运行已多年，成为习惯的流程运行压力，这样的锅炉工艺系统运行压力的设计与控制，造成高程回流与低程回流平均回流量相对减少，近程回流与远程回流量也相对减少。
2、锅炉运行压力的设计与控制分析
该系统运行压力太高回水压力达0.38MPA，整个系统在高压下运转，一是对于用户来讲安全隐患太大一旦暖气片崩裂易伤人;二是系统高压不利回流;这主要表现在：其一，高程回流与低程回流都低于整个系统回流压力，静压逆差大，高程静压为0.27MPA，低程静压为0.12MPA而回流压为0.38MPA最低点出现的负压差为（0.12-0.38Mpa）-0.26MPA;其二，正压差小泵出口压力0.56MPA回水压力0.38MPA最高差值在0.18MPA而分水缸压力在0.46MPA与回水压差值在0.08MPA，这一现象首先就限定了回流速度相对回流量也受到限制，其三，在此高回流压力状况下原有的远程回流就无形又增加回流阻力;三是沿程摩阻对压力的损耗形成一定的回流阻。四是各分流压力的不均衡形成回流量相对减量，造成热损耗大;五是热效率低，燃料消耗大;六是系统维修量大材料损耗大。
2.1、锅炉运行压力的设计
基于上述原因，2009年11月对该锅炉系统压力进行了新的设计其目的是降低系统压力，提高供热水压力。把三台42米扬程的泵设计成60米扬程的泵，在具体的实施设计中把42米扬程的泵设计实施成50米工作扬程泵。
2.2、锅炉运行压力的控制
系统回流压力控制目标在0.22MPA之内，循环泵启用两台压力控制在0.68Mpa，分水缸压力为0.40Mpa此时回水缸压力控制在0.22Mpa整个系统工作压力降到了0.22Mpa。
3、有限元模型的分析
通过力学理论分析可知，如果螺栓拉伸器在高压作用下被破坏，那么危险处是油缸内腔的拐角处。此地方的导角处易产生集中应力，如果材料选用不当，并且結构设计不合理，螺栓拉伸器在超高压的工况下，缸体拐角处极易遭到损坏，如图1所示。接下来基于ANSYS软件可单独对设计的缸体模型进行有限元分析。
ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发。它能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换，如Pro/Engineer，NASTRAN，Alogor，I-DEAS，AutoCAD等，是现代产品设计中的高级CAE工具之一。
图1 螺栓拉伸器缸体的损坏
3.1、缸体模型的简化
缸体的模型初步选定：活塞内、外径分别为90和150mm;液压面积为11310mm2;活塞行程为10mm;最大工作压力和最大实验压力分别为115和143MPa;油缸材料为25Cr2MoVA。图2为缸体的结构示意图，标记a=16mm，b=14mm，c=34mm，r=3mm。
图2 缸体的示意图
当活塞达到最大行程、缸体内的工作压力最大时，以这个临界条件作为临界静力分析的基础，校核危险处的强度。同时，罐油孔相对于模型的尺寸很小，可以忽略，模型简化如图3所示。
图3 缸体三维模型的简化
简化后的模型易于划分网格，并且关键处得到的结果基本上不变，工作人员能够节省大量的时问，且对模型尺寸修改后的对比分析有一定的准确性。
3.2、有限元前处理
根据《机械工程材料性能数据手册》可知：25Cr2MoVA材料在室温下的弹性模量为E=211GPa，泊松比v=0.3。在ANSYS中选取单元：brick8node450在缸体拐角处划分网格要密，有利于分析的准确度。进行计算时，活塞的下端和缸体的右端连接处按照实际的尺寸采用全约束固定力一法，在活塞的行程最大处加载相对应的载荷。对模型进行网格划分，如图4所示。
图4 缸体的有限元前处理模型
4、锅炉运行压力的设计与控制效果
通过对锅炉工艺系统运行压力的设计与控制，在运行参数上的调整之后，取得了锅炉系统在安全有效中运行;同时由原来7.1万m2供热能力提高到805万m3实际供热能力;节约能耗由原来的270万m3降到了215万m3的燃气量，尤其在今年冷冬的状态下节余65万m3天然气，节约燃气费用达90万元人民币之多。当然如果实现锅炉循环泵单泵工作扬程60米的话，按现有排量能力（300m3/h）启用一台循环泵，就能满足相对的循环能力。
结论：在以上对本锅炉工艺系统分析之运行压力的设计与控制，我们得出的结论是：其一降低系统运行压力，确保了锅炉安全有效的运行;其二减少了回流逆阻;提高了回流量;其三加大了系统循环能力，减少了热能消耗;其四暴露了系统运行中的不足这里主要指的就是，一是系统供热分配不均衡;二是各个用户单元体实际散热能力在设计能量上的不足;三是远程回流能力低等等不足现象，从而提高了设计与控制的调节能力;其五对锅炉工艺系统的设计与控制，提供了科学有效依据;其六提高了供热能力，降低了能耗，节约了运行成本。
5、锅炉运行压力的设计与控制要点
首先要确定回流压力点最高回流压力;（在本系统中运行回流压力控制在0.2Mpa，控制系统的回流压力;如果本系统工艺问题在得以彻底改造后系统回流压力还可控制调节到0.20Mpa）。其次切记以排量定扬程;在设计工作扬程的基础上决定设计排量。其三设计循环泵扬程时要在单机泵工作扬程基础上有余量确保在1.25系数，切记循环系统的工作扬程（泵出口工作扬程）只是泵设计扬程的基准点，从安全角度也要保证泵不能超负荷运转，如满负荷或超负荷运转变频设计就失去意义，同时给锅炉工艺系统运行压力的控制带来一定的困难。
6、结束语
随着国民经济的发展，能源的需要与日俱增。要使工业高速发展，能源是先行，其来源只有两个：一个是能源开发，另一个是能源的节约，即“开源节流”。而能源的资源是有限的，并随着人类的发展，不断开发利用，愈显得短缺，因此节约能源，提高能源的利用效率，就显得尤为重要。
参考文献：
[1]赵强.浅谈锅炉运行压力的设计与控制[J].科技与企业，2013，17：274.
[2]曹向东.锅炉运行压力对蒸汽输送、使用和节能的影响[J].能源研究与利用，2001，03：38-39.
[3]梁海滨，吕雪峰.有利于燃气锅炉运行压力稳定的几种措施[J].应用能源技术，2001，01：34-35.