输油管道加热炉是长距离输油管道的主要设备之一,是将燃料燃烧产生的热量传递给被加热介质而使其温度升高的一种加热设备。在油气集输系统中,起防凝降粘作用。随着石油工业的飞速发展,加热炉的需求量不断扩大。而随着现代科学技术的提高和企业竞争的加剧,对加热炉设计也提出了更高的要求,厂家越来越注重产品科学性、可靠性、安全性和经济性之间的协调。对于加热炉这种专业性强、结构成熟的产品而言,结构形式变化不大,设计往往只是进行结构参数的调整,传统设计方法效率过于低下,已无法满足市场要求。用计算机对工程结构与产品的物理力学性能进行分析、预测、评价和优化,是现代工业装备和产品创新设计的核心技术。以有限元为代表的数值计算方法是解决结构设计与分析等众多工程问题中具有广泛共性的科学计算问题的重要手段。本论文针对以上问题,以热媒加热炉钢结构为研究对象,为企业提供了一种虚拟样机设计方法。首先采用大型通用有限元分析软件ANSYS,基于APDL语言建立了热媒加热炉钢结构参数化有限元分析模型;在对2500 KW热媒加热炉进行多种载荷工况的动、静态力学分析的基础上,针对现行结构钢耗量大的问题,选用遗传算法,对其进行了钢结构参数优化设计;最后采用ANSYS二次开发技术,开发了一套热媒加热炉专用有限元分析系统,实现了热媒加热炉的计算机辅助设计,对提高设计质量,缩短设计周期,减轻劳动强度具有一定的意义,也为解决通用程序和专业需要之间的矛盾提供了一种途径。