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1、 一、 选题的依据及意义：全世界最大的消费者国是中国，中国每年的煤消耗量占全球消耗量 35%。但是如何提高煤的利用率，减少不必要的损失，况且现在能源紧缺，不可再生，各国都在开发新能源，合理利用煤能源及煤泥的综合利用相信是当今社会非常关注的话题。工业的发展，离不开资源的开采，煤作为能源资源，在工业发展和日常生活中都是不可或缺的，在开采过程中，经过洗选，露天堆放，一部分煤被水冲走，经过沉淀形成煤泥，这样造成了煤源的流失，同样这些煤泥回收再利用的难度较大，煤泥烘干机的研发和生产，是对煤泥回收和利用的最有效的办法。作为煤炭开采业的副产品的煤泥由于具有高水分，高粘性，高持水性和自热值等许多不利条件，很难
2、实现工业应用。煤泥烘干机采用打散装置，可将粘结的煤泥打散后烘干，加大了煤泥与热风的接触面积，使热利用率得到极大的提高，烘干后的煤泥可一次性将水分降低到 12%一下，烘干后的煤泥可直接作为燃料使用，使得煤泥变废为宝。煤 泥 烘 干 行 业 是 近 几 年 新 兴 起 的 一 个 行 业 ，技 术 的 革 新 和 完 善 使 煤 泥 的 烘 干 处 理 实 现 了 工 业 化 、 自 动 化 。 在 我 国 的 许 多地 区 ， 如 果 按 同 等 发 热 量 计 价 ， 煤 泥 的 实 际 售 价 远 低 于 原 煤 ， 特 别 是 在 一 些矿 区 ， 煤 泥 销 售 不 畅 ， 以 致 大
3、量 堆 积 ， 如 果 能 够 将 煤 泥 干 燥 降 水 后 生 产 工 业型 煤 ， 代 替 矿 区 的 部 分 自 用 煤 ， 实 现 就 地 消 化 ， 既 可 节 约 能 源 、 提 高 效 益 ，又 可 减 少 矿 区 的 环 境 污 染 。 因 此 ， 对 煤 泥 烘 干 机 的 研 究 和 利 用 都 有 很 大 的 作用 。二国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）：1.市场无序竞争：我国煤泥烘干机厂家良莠不齐，一些企业起点高，坚持走科技发展之路，为行业的发展起到推动作用；但也有投资少，技术含量低的“杂牌军” ，以大量低质、低价的设备挤占市场，不仅影响了行业的整体形象，更引起国
4、内烘干机价格的“内讧” ，出现价格战。企业的恶性竞争，在很大程度上抵消了该行业的利润。 2.企业无巨头，产品种类少：我国煤泥烘干机设备厂家数目较多，但生产规模较大的企业寥寥无几。另外，我国生产的烘干机设备种类仅为国外的 30-40%。虽然有些设备已替代进口产品，但仍不能满足市场需要；产品结构单一，高端产品只能进口国外产品，但价格相当于国外的 3 倍左右。 3.产品质量中低档为主：目前，我国产品在中低技术产品市场上占主导地 位。随着国外公司一些高端产品流入，我国烘干机行业面临巨大的竞争压力。 4.技术开发能力较弱：我国烘干机设备生产企业的创新能力较低，能过推出自主知识产权的新技术、新产品的企业为
5、数较少，这是我国烘干机技术发展缓慢的主要原因。一直以来，我国烘干机设备生产企业研发投入少，或根本没有投入；新产品开发力度小，品种少，大多维持相互仿制的状况。有较强综合实力，能为推动行业发展，在行业自律中发挥积极作用的企业少。5. 在 过 去 国 内 引 进 的 国 外 回 转 式 烘 干 机 的 结 构 ， 也 采 用 了 单 一 的 L型 扬 料 板 。 末 煤 、 粉 煤 在 原 煤 中 所 占 的 比 例 逐 渐 的 加 大 ， 这 是 因 为 煤 炭 开 采机 械 化 水 平 的 提 高 。 使 的 动 力 煤 洗 煤 厂 的 原 生 煤 泥 和 炼 焦 煤 洗 煤 厂 的 浮 选 尾
6、煤 量 大 大 增 加 。 煤 泥 作 为 洗 选 过 程 中 产 生 的 副 产 品 ， 因 具 有 粒 度 细 、 持 水 性强 、 灰 分 高 ， 且 含 有 较 多 粘 土 等 特 点 ， 给 煤 泥 的 综 合 利 用 带 来 了 诸 多 不 便 。目 前 洗 选 厂 的 煤 泥 绝 大 部 分 都 廉 价 售 给 当 地 农 民 ， 既 污 染 了 环 境 又 造 成 了 资源 的 浪 费 ， 煤 泥 的 经 济 价 值 没 有 得 到 真 正 充 沛 的 挖 掘 。 面 对 日 益 溃 乏 的 煤 炭资 源 与 居 高 不 下 的 煤 炭 价 格 ， 煤 泥 烘 干 再 利 用
7、迫 在 眉 睫 ， 煤 泥 干 燥 处 置 新 工艺 新 技 术 就 是 为 了 解 决 煤 泥 由 于 高 水 分 （ 20% 30% ） 而 无 法 综 合 利 。三. 本课题研究内容题目：1.5 米 x14 米筒体的设计原始数据：筒体回转速度（r/min） 4倾斜角度（ ） 35 处理能力（t/h） 79 电机型号 Y180L6 1、煤泥烘干机工作原理： 该设备是将含水分较大的煤泥,输送至强热风烘干机内烘干后,和粉碎过的煤矸石或焦沫用铲车送入自动配料搅拌机中加胶搅拌后,再送至压块机压制成煤产品规格(m)处理能力(t/h)入料水分(%)出料水分(%)主机功率(KW)燃煤热值(kcal/kg
8、)入口温度()1.5x14 10-15 273 8 15 550042010 块,最后再进入定型烘干机。煤泥由于具有一定的粘性，在干燥过程中湿煤泥进入干燥机后分以下几个工作区：一是导料区，湿煤泥进入此区与高温热风接触迅速蒸发水分，物料在大导脚的抄板抄动下，形不成粘结便被导入下一个工作区；二是清理区，湿煤泥在此区被抄板抄起形成料幕状态，物料落下时易形成粘结滚筒壁现象，在此区由于干燥设备设计有清扫装置，清扫装置便十分合理地清扫了内壁粘附的物料，在这个过程中，清扫装置对于物料团球结块也起破碎作用，从而增加了热交换面积，提高了干燥速率；三是倾斜扬料板区，湿煤泥在此区已呈低水分松散状态，物料在此区已不具
9、有粘结现象，经过热交换后物料达到所要求的水分状态，进入最后的出料区；四是出料区，滚筒在此区不设抄板，物料在此区滚动滑行至排料口，完成整个干燥过程。2、煤泥烘干机结构组成：煤 泥 烘 干 机 系 统 主 要 有 热 源 系 统 、 进 料 系 统 、 输 送 系 统 、 烘 干 系 统 、 除尘 系 统 、 电 器 控 制 系 统 组 成 。3、煤泥烘干机筒体结构设计：一般的烘干机筒主要由烘干筒体、提料叶片、进料箱、出料箱、驱动装置等组成。烘干筒体采用整体焊接、最佳长径比和外附保温层等技术措施，内部导料装置经特殊设计，保证最佳的燃烧空间;采用摩擦轮驱动方式，选用德国Benninghoven 燃烧
10、器，具有高智能节油功能和超强调节范围，从而保证不同含水量石料充分烘干。目前，烘干筒均采用旋转的长圆柱筒体结构，由耐热的锅炉钢板卷制焊接而成。其外壁前后装有两个支撑大滚轮，大滚轮通过拖轮支撑在底架上。两个滚筒之间安装一个驱动齿轮驱动方式在小型及早期设备中应用较多。煤泥烘干机中型以上设备多以链条驱动代替齿轮驱动，其结构筒单，制造、安装方便。对于大型设备一般都采用摩擦驱动，4 个拖轮均以主动轮：为增加驱动力，有的机型还在拖轮上贴附橡胶。烘干机设备筒主要是由烘干筒体、进出料箱和驱动系统组成。烘干筒体是烘干系统中较关键的部件， 烘干设备各公司均有自己的技术决窍，但结果确不一样。国内外相关文献表明，德国
11、Benninghoven 的烘干筒效果较好，因它的烘干筒末端的放气温度在 110130之问，热效率较高，进布袋除尘器的温度又达到了布袋的要求。这也是烘干筒使用中的理想排气温度。四、 本课题研究方案1、筒体结构的设计：筒体部分包括筒体和内部装置，筒体是卧式回转圆筒，内部装置是扬料板。在筒体的进料端,为防止倒料,装有挡料圈和导料板。在筒体的热端, 为了保护筒体,装有耐热护口板。内部扬料装置的作用是改善物料在烘干机筒体内的运动状态,增大物料和气流的接触面积以及增加筒体内的热交换能力,加快物料的烘干速度。2、合理选用扬料板进行筒体部分的设计，主要是扬料板结构的设计选择。为了使物料均匀分布在转筒截面上的
12、各个部分与干燥介质良好的接触，在筒体内装置扬料板。扬料板的种类有一下几种：（1）升举式扬料板：适用于大块物料或易黏结在筒壁上的物料。（2）四格式扬料板：适用于密度大，不脆的或不易分散的物料。该扬料板将圆通分四个格，呈互不相通的扇状作业室，物料与热气体的接触面比升举式扬料板大，并且又能增加物料的充填率及降低物料的降落高度而减少粉尘量损失等优点。（3）十字形或架形扬料板： 适用于较脆及易分散的小块物料，使其物料能均匀地分散在筒体的整个截面上。（4）套筒式扬料板： 为复式传热（或称半径传热）转筒烘干机的扬料板。（5） （分格式（扇形）扬料板适用于颗粒很细而易引起粉末飞扬的物料。物料以给入就堆积在格板
13、上，当筒体回转时，物料被翻动并不断与热气体接触，同时又因物料降低高度的降低，减少了干燥物料被气体带走的可能性。3、筒体最小厚度 24min7.01sRKC式中： 筒体直径，1.5 m；R操作温度下的屈服应力，225 MPa；s腐蚀裕度，取 C=3 mm；C抄板与圆筒壁质量的比例系数。K对于升举式抄板 K=1；07.min4125903 =9.242 mm综合考虑并圆整后，取筒体的最小壁厚 = 10mmmin筒体跨度的设计：由于烘干机的长径之比小于 12，因此采用两挡支承。在确定两端悬伸长度时，主要考虑使两挡反力接近相等。一般取则取,)6.05.(Llm80ml4、筒体弯曲应力计算及校核支座处的
14、轴向弯曲应力支点 1 处： =7840610WKMtw 410支点 2 处： =784062t式中 W筒体截面模数；， ；2)(932410iiD3m式中 筒体内径，m；iD筒体壁厚，mm；W 值可查表得到；焊接接头系数查表；wK温度系数查表；t 许用弯曲应力查表可取5、筒体变形计算筒体按均布载荷连续梁计算挠度，=22384max 10)5(EIqZmy= =ht mhZ回转圆筒进、出料端的悬臂端，应按均布的伸出端悬臂梁进行计算挠度：CDy=1.2mm63224. 10)(3 IEZqDCMhy 式中 轴线挠度，mm；maxyq均布载荷，N/m；E钢的弹性模量；I筒体的惯性距， ；4m、 、 、 A、B、C、D 处转角；ABCC 和 D 点的挠度。y五、 研究目标、主要特色及工作进度：1、 研究目标：筒体机构图 2、主要特色：1、可根据不同的物料性质改变运行参数，使物料在烘干机筒体内能够形成稳定的全断面料幕，质热交换更为充分；2、烘干机抗过载能力强，处理量大，燃料消耗少，干燥成本低；3、新型给料、排料装置，杜绝了滚筒干燥机给料堵塞、不连续、不均匀和返料等现象，降低了除尘系统的负荷；4、采用顺流干燥方式，烟气与湿物料由同一侧进入干燥机，可以利用高温烟气获得很高的蒸发强度，烘干机出口温度低，热效率高；5、新型内部结构，强化了对已分散物料的清扫和
