姜楠

摘 要：石化工业不能缺少空冷器的重要设备，空冷式的换热设备具有较长的使用寿命与较少的污染，同时也有利于节省能耗并且提高效益。近些年来，大跨度的新型空冷器正在受到更多企业的认可与接受，在动力生产、炼油和化工领域都可以运用大跨度的空冷器。在空冷器自身的结构中包括了钢结构构架，这种类型的构架可以用来支撑空冷器，从而体现出良好的运转效能。为此，对于大跨度的新式空冷器而言，有必要明确钢结构的基本特征以及设计方式；结合现阶段大跨度空冷器的应用现状，探求完善空冷器设计的思路和对策。

关键词：新型大跨度空冷器；钢结构构架；具体应用；设计方式

空冷器设备包括了空冷器构架，钢结构构架可以起到最基本的支撑作用，确保空冷器设备的持久和稳定运行。从市场现状来看，空冷器设备本身已经接近成熟，然而与之相应的钢结构构架却并没有达到完善，仍然有待加以改进。由此可见，对于空冷器内部的钢构架有必要加以全面完善，通过技术改进的措施和手段来实现优化设计[1]。在改进设计的过程中，运用了大跨度的新型构架作为基本支撑，这样做符合了极端荷载的受力状态，同时也保留了空冷器必要的安全储备。经过全方位的设计优化之后，大跨度空冷器就会具备良好的钢构架，有利于延长空冷器的运行年限并且提高空冷器运行的综合效益。

1 钢结构构架的基本特征

相比于传统的空冷器设备，大跨度空冷器在此基础上扩大了底部空间，去掉了两侧支撑与中间立柱。经过结构改进之后，新型空冷器就可以方便检修并且易于操作。同时，设计人员去掉了空冷器结构中的立柱部分，对于平台布置的局限进行了消除，有利于摆放下层设备并且优化设计。大跨度新型空冷器相比于传统空冷器来看，在空冷器结构内部增加了桁架横梁、腹杆与立柱等支撑性结构，同时运用了型钢的形式来提供支撑[2]。

由此可见，经过设计改进后的新型空冷器确保了更少的焊接劳动量，因此也降低了综合性的安装强度。对于空冷器施工周期进行了适当缩短，对于工程造价予以适当的降低。然而在此过程中，技术人员还需要面对钢截面的防锈以及防腐问题。从日常维护角度来看，对于空冷器在进行防腐与防锈处理时不能缺少适当的维护。因此，新型空冷器更适合运用于腐蚀性较高的高温环境下，例如炼化工厂的环境，进而体现了空冷器钢构架的独特优势。此外，双角钢本身的结构也变得更合理，即便遇到极端的设备荷载状况也不至于突然塌陷，因而符合了最基本的抗震性规定。

2 具体设计与应用

设计人员具体在设计新型空冷器内部的钢构架时，可以选择STS的软件用来辅助设计。这样做有利于优化最基本的设计流程和设计步骤，确保优化结构分析。对于节点设计、模型输入与施工图绘制等系列环节，运用这类软件都可以进行全方位的优化。此外，对于桁架支架与高层框架的结构而言，运用新型软件都可以实现设计流程的优化。STS软件设有型钢库，其中包含了组合式的钢结构截面，例如焊接截面等。運用二维的方法来构建精确模型，在此基础上简化了原本繁琐的钢构架模型。在条件允许时，软件还可以用于支持三维模型，这种设计措施尤其适合复杂结构的钢构架设计。具体而言，在优化新型空冷器钢构架的设计流程时，应当依照如下思路：

2.1 明确变形承载力

一般情况下，STS软件都运用了二维建模的措施。在构建模型时，设计人员通常可以选择互斥输入的方式，确保优化构件的横截面。通过全面的计算，就能得到精准的长度与横截面数据，这样做有利于明确空冷器的变形承载力。在选择空冷器的具体形式时，也应当依照简化的规则来进行筛选，确保满足最基本的设计精度。STS设置了计算模块与建模模块，设计人员对于平面框架可以进行详细设计。从杆件设计的角度来看，软件模块也考虑到了剪切变形以及弯曲变形的特殊情况，杜绝细节的设计误差。

2.2 确定杆件长度与构架荷载

在确定杆件长度的前提下，才能明确钢结构整体的承载力特征。对于这个环节而言，设计人员如果没能给出精准的长度数值，那么杆件整体的安全性将会遭受破坏。设计软件可以依照横梁与立柱的刚度来自动确定杆件的基本长度，然后再去考虑额外的平面支撑。此外，设计软件还可以输入钢构架的活动荷载与恒定荷载，密切结合不同类型的钢构架荷载，然后依照节点的基本特征来输入荷载量。

2.3 提高钢构架的抗震性

化工生产中经常运用空冷器来输送物料，而化工生产所需的各类物料通常都具备易爆和易燃的特征。由此可见，在设计空冷器时就应当想办法确保钢构架的良好抗震性，杜绝突然发生设备爆炸灾害。在提高钢构架抗震性的过程中，设计人员首先就要构建精确的三维模型，在进行整体考虑的前提下再去输入相应的抗震性参数。STS软件会依照输入的抗震性能参数，经过综合运算获得完整的钢构架抗震模型。

3 结论

进入新时期后，石化行业的规模正在迅速扩大，这种现状在客观上需要投入更多的设备支持。对于空冷器设备而言，空冷器钢结构通常包含了较复杂的内部构架，对此有必要运用综合的技术手段和措施加以改进。只有从根源上改进空冷器的钢构架设计，才能确保空冷器设备具有良好的运行稳定性，杜绝突然发生安全故障的可能性。在进行优化过程中，设计人员有必要密切结合空冷器在具体运行中的各种状况，完成各项钢结构指标的优化。截至目前，关于空冷器钢结构的具体设计思路并没有达到完善。未来的实践中，设计人员还应当摸索经验，在此基础上服务于空冷器钢构架整体质量的提高。

参考文献

[1]王艳.新型大跨度空冷器钢结构构架设计与应用[J].机械，2012，（12）：30-33.

[2]高晖.国产INCOLOY825高压空冷器的设计制造[J].石油化工设计，2015，（2）：5-7，71.

（作者单位：哈尔滨空调股份有限公司）