火电厂运煤系统设计.doc

1、课程设计报告( 2011-2012年度第 1 学期)名 称：物流专业课程设计 题 目：火电厂运煤系统设计院 系： 机械工程系 班 级： 机械0806 学 号： 学生姓名： 指导教师： 郭铁桥、贾军 设计周数： 1 成 绩： 日期：2012年1月6日物流系统及自动化课程设计任 务 书一、 运煤系统设计目的与要求（1）通过课程设计，综合运用专业课程和其他先修课程的理论和实际知识，解决物流系统设计问题。通过设计实践，掌握物流系统设计的一般规律，培养学生分析和解决工程实际问题的能力。（2）学会从系统的功能要求出发，合理制定设计方案、正确确定系统的工艺流程、计算系统的工作能力、选择设备及设施类型，并考虑

2、安全、可靠、经济性等问题，从而培养学生的规划设计能力。（3）通过计算和绘图，运用标准、规范、手册和图册查阅有关技术资料等，培养学生物流系统设计的基本技能。二、主要内容（一）内容电厂容量标准耗煤量（g/kw.h）煤发热量（kj/kg）煤种数量地下水位气候200MW2340142121高雨水少说明：原煤粒度组成： 0300mm小于30mm的颗粒含量为40%；原煤堆积密度: 0.9t/m3；整编列车运煤进厂，每车50t，每列车50车皮。厂内停车时间4小时；运煤系统运行制度：四班运行。标准煤指低位发热量=29270 kJ/kg的煤。（二）要求（1）制定运煤系统方案。（2）设计计算说明。（3）选择设备，

3、列出设备型号和参数。（4）绘制运煤系统工艺流程图、总平面图。三、 进度计划序号设计内容完成时间备注1制定运煤系统方案第12天设计全部结束后，系统设计和控制系统设计一起答辩2选择设备，设计计算说明第35天3绘制运煤系统工艺流程图、总平面图第6天4撰写设计说明书第7天四、 课程设计成果要求（1）绘制运煤系统工艺流程图、总平面图各一张。（2）设计计算说明书一份。五、 考核方式依据：设计图纸、控制程序、设计说明书、平时考勤及答辩情况。成绩：优、良、通过、不通过 学生姓名指导教师：郭铁桥、贾军 2011年11月17日物流系统及自动化课程设计报告1 物流系统课程设计的目的与要求1.1 物流系统课程设计的目

4、的物流系统及设计课程是培养学生具有物流系统规划、设计能力的一门专业课。物流系统课程设计则是物流系统及设计课程的重要实践环节，其目的如下。（1）通过课程设计，综合运用本课程和其他先修课程的理论和实际知识，解决物流系统设计问题。通过设计实践，掌握物流系统设计的一半规律，培养学生分析和解决工程实际问题的能力。（2）学会从系统的功能要求出发，合理制定设计方案、正确确定系统的工艺流程、计算系统的工作能力、选择设备及设施类型，并考虑安全、可靠、经济性等问题，从而培养学生的规划设计能力。（3）通过计算和绘图，运用标准、规范、手册和图册查阅有关技术资料等，培养学生物流系统设计的基本技能。1.2 物流系统课程设

5、计的要求火力发电厂运煤系统是一个典型的散状物料输送系统，通过该系统的设计，可比较全面的掌握物流系统设计技能。火力发电厂运煤系统设计的内容和要求如下：（1）制定运煤系统方案。（2）选择设备。（3）绘制运煤系统工艺流程图、总平面布置图。（4）设计计算说明。（5）将以上过程写成说明书。2 物流系统课程设计详细过程与说明 2.1 基本计算（1）锅炉耗煤量（2-1）式中：标准耗煤量，；电厂总容量，；标准煤发热量，；收到基低位发热量，。（2）日耗煤量（2-2）300MW以上机组取，300MW以下机组取。，所以取（3）年耗煤量（2-3）式中：设计任务书规定的机组年运行时间，一般取。2.2 设备生产率及选择2

6、.2.1向锅炉房运煤的生产率和原煤斗（仓）容量 （2-4） （2-5）式中：运煤系统日设计运行时数。四班运行；三班运行；二班运行；取。运行时间内设备利用率。卸煤系统；上煤系统；取。原煤仓内的煤能维持锅炉连续运行的时间，查表取。2.2.2日受煤量（日入场煤量）（1）日计算受煤量题目中给出的为铁路运煤，故按照铁路运煤的计算公式计算。 （2-6）式中：日入厂煤不均衡系数。，电厂容量大取小值。由于任务书中给出的电厂容量为1800MW，属于大型电厂，故取。日进厂列车次数为 （2-7）取整为（2）实际入厂煤量上述公式计算出的数值一般为理论值。实际上必须考虑进厂列车牵引的车皮数和进厂列车次数。因为入厂煤不均

7、衡是以进厂列车或船舶次数为单位的。因此，日最大入厂煤量为 （2-8）式中：Z日入厂列车或船舶的次数，列或艘；列车或一艘船舶的载重量，t/列或t/艘。一般每列车有50节车皮，50t/节。2.2.3卸煤设备选择（1）生产率和输出能力一般情况下卸煤设备的卸煤出力应等于一次进厂煤量G除以协议允许的列车或船舶留厂时间。 （2-9）式中：协议允许的列车留厂时间，根据任务书，；运行时间内卸煤设备利用率，。对于无缓冲容量的受卸装置（如翻车机受煤斗），有 （2-10）常用卸车设备的出力如表2-2、2-3所示。表2-2 常用卸车设备的出力序号设备名称卸煤能力备注1螺旋卸车机300400（t/h）2链斗卸车机200

8、3000（t/h）3装卸桥（跨度40m）250300（t/h）抓斗容积2.54桥式抓斗起重机200250（t/h）抓斗容积2.55翻车机20(节/h)50t/节表2-3 装卸桥的主要参数名称、规格跨度（m）起重量（t）起升高度（m）抓斗自重（t）容积（）容量（）5t 40m装卸桥405(含抓斗重)152.2520.8-15t 46m装卸桥465(含抓斗重)162.2520.8-1由选取的运煤系统方案可知应选取翻车机械车方式，其生产率为每小时翻卸20节列车，每节车载重50t，即翻卸效率为1000t/h。由物流系统自动化专业课程设计指导书中表2-3常用卸车设备的出力可知，并且因为地下水位较高，选用

9、一台侧倾式翻车机卸车可满足生产率的要求翻车机的卸煤能力为20节/t，而每节车的载重为50t，故翻车机的生产率为，满足要求。2.2.4筛分设备（1）出力 （2-14）（2）筛孔尺寸L：固定筛；振动筛和辊轴筛。式中：运煤系统的额定出力；为破碎后煤的最大粒度，由设计任务书可知。常用的GS系列滚轴筛的技术参数如表2-5所示表2-5 GS系列滚轴筛的技术参数型号GS-1006GS-1009GS-1012GS-1015GS-1406GS-1409GS-1412GS-1415GS-1806GS-1809GS-1812GS-1815筛面宽度1000mm1400mm1800mm轴数691215691215691

10、215出力t/h63010001500筛孔尺寸55X65mm60X80mm60X80mm整机质量5.9(t)7.5(t)9.3(t)11.2(t)7(t)9(t)11.3(t)13.6(t)9.7(t)12.2(t)14.7(t)17.2(t)初步决定选用滚轴筛，则，由物流系统自动化专业课程设计指导书中表2-5GS系列辊轴筛的技术参数可选用GS-1006型的辊轴筛。GS-1006辊轴筛参数如下：筛面宽度1000mm轴数6出力筛孔尺寸整机质量5.9t2.2.5破碎设备出力初步决定在碎煤机前设置振动筛则 （2-15） 由物流系统自动化专业课程设计指导书中表2-6环式碎煤机的技术参数可知表2-6 环

11、式碎煤机的技术参数型号出力t/h入料粒度mm出料粒度mm整机质量t电动机转子尺寸适应场合型号功率kw转速r/min电压vHSZ-100100350301.7Y315M8757403808001795原煤HSZ-200200350305.7Y315M81107403808002440HSZ-4004003503012.5Y450-10220590600013702585HSZ-6006003503015Y450-1031559013702970HSZ-8008003503018Y500-10450590600013703355HSZ-100010003503022.2Y500-105605906

12、00013703930HSZ-120012003503027.2Y500-10630590600013704510HSZ-140014004503038Y560-10710590600018004045KRC12186004002518.9Y450-8355740600012001800KRC12218004002524.8Y450-8450740600012002100KRC12610004002528.6Y500-8560740600012002600KRC122912004002530Y500-8630740600012002900KRC182114004002541Y630-12710

13、494600018002100KRC182616004002550.76Y630-12800500600018002600选用HSZ-400的环式碎煤机即可满足生产率要求。HSZ-400的技术参数如下型号出力入料粒度出料粒度整机质量电动机转子外形尺寸型号功率转速电压HSZ-400400t/h350mm30mm12.5tY450-10220kW590r/min60002.2.6除铁器选择（1）除铁器的种类。按励磁方式有电磁和永磁两种。按结构除铁器有带式和盘式两种。带式除铁器因除铁方便而被广泛采用。（2）除铁器的安装位置。一般情况下，除铁器应位于带式输送机头部卸料处。带式除铁器型号可在选定输送皮带

14、机以后再确定。电磁除铁器的技术参数如表2-6所示。表2-6 电磁除铁器的技术参数型号RCD-6RCD-8RCD-10RCD-12RCD-14RCD-16带宽（mm）6508001000120014001600高度 (mm)200250300350400450功率（kw）35791216工作制度连续备注每一种型号都有8种（在RCD后跟字母AH）。A-人工卸铁风冷式；B-人工卸铁自然冷却式；C-自动卸铁风冷式；D-自动卸铁自然冷却；E-人工卸铁油冷式；F-自动卸铁风冷式；G-人工卸铁热管冷却式；H-自动卸铁热管冷却式。（由后面计算选择除铁器：卸车线到储煤场的带式输送机带宽1200mm，选用RCD1

15、2型除铁器，额定悬挂高度350mm，励磁功率9kw,储煤场到原煤仓的带式输送机带宽1400，选用RCD14型除铁器，额定悬挂高度400mm，励磁功率12kw。）2.2.7配煤设备选择（1）配煤设备的种类和作用。配煤设备的种类有犁式卸料器（犁煤器）和卸料小车。犁式卸料器因可控性好、运行可靠而被广泛采用；配煤设备的作用是将上煤系统转运到主厂房上水平带式输送机上的煤按一定规则卸到磨煤机上方的原煤仓内。（2）配煤设备的安装位置。配煤设备位于主厂房上水平带式输送机上方。（3）选择。可根据输送带宽度选择犁式卸料器。2.2.8给煤设备的选择（1）给煤设备的种类。给煤设备的种类比较多，有叶轮给煤机、带式给煤机

16、、振动给煤机、环式给煤机、埋刮板给煤机、摆动式给煤机等。（2）给煤机的安装位置。料仓（料斗）下方。（3）给煤机的选择。不同种类的给煤机适应不同的出料口。叶轮给煤机适用于任意长度的缝隙式煤槽，环式给煤机适用于圆形筒仓，其他类型的给煤机适用于锥形受料斗。实际上，现代火力发电厂中，叶轮给煤机、带式给煤机最常用，偶见振动式给煤机和环式给煤机。叶轮给煤机、电磁振动给煤机的主要技术参数如表2-7、2-8所示。表2-7 叶轮给煤机的主要参数型号出力t/h物料特性叶轮机构行走机构整机质量t粒度mm密度t/功率kw转速r/min直径mm速度m/min功率kwQYG-300100-3003000.9131.9-5

17、.826802.0936QYG-600200-6003000.9172.76-8.3326803.7438.5QYG-1000300-10003000.9223-1030003.7439.5表2-8 电磁振动给煤机的主要技术参数型号出力t/h入料粒度mm电源质量kgZG-505025090V, 4.5A356ZG-10010025090V, 6.6A600ZG-20020030090V, 9.6A910ZG-30030035090V, 24A2300（4）初步决定选用带式给煤机配合翻车机受料斗给煤。QYG-600型叶轮给煤机，出力400吨，叶轮机构功率17kw，转速2.76-8.33r/min

18、，直径2680mm，行走机构行走速度3.74m/s，功率3kw，整机质量8.5吨。2.2.9落煤管参数确定运煤系统落煤管的设计、布置应该符合以下要求：（1）与水平面的倾角不宜小于60，布置困难时允许55。（2）避免反向转折。（3）使煤流在进入带式输送机时具有与胶带上分支运动方向一致的分速度，并对准输送机中心线，必要时应采取导流措施。（4）当转运点落差大于4 m时,落煤管宜加设锁气挡板。作为带式输送机转运部件的落煤管可采用圆管和方管，其断面直径或边长可根据输送带的宽度确定，落煤管分段长度，不宜超过2m。落煤管应在运行维修人员易于接近的适当位置设置密封的检查门，检查门的尺寸不应小于mm，落煤管尺寸

19、较大时，可适当增大。落煤管应有合理的支、吊措施，保证由坚固的结构件承受荷重，并便于拆装。落煤管的接头法兰应加密封垫。在容易堵煤的部位应考虑装设助流装置。表2-9 落煤管截面尺寸带宽mm500650800100012001400160018002000直径mm45060070080090010001100125014002.2.10受料斗参数确定（1）受料斗上口和缝式煤槽的尺寸应与抓斗、推煤机、螺旋卸车机或翻车机相适应，其值不小于mm，初步确定为。（2）翻车机下设2个或3个煤斗，煤斗沿铁路线方向的总长度不小于14m，煤斗上方应设金属箅子，箅子孔尺寸为mm。初步确定翻车机下设3个煤斗，则煤斗沿铁路

20、线方向上的长度为16m。（3）受料斗排料口的尺寸应大于煤的最大粒度的2.5倍，斗壁与水平面的夹角应大于60。（4）受料斗和缝式煤槽的上口应设置可拆卸的金属箅，箅孔尺寸应与受料斗和缝式煤槽下部给煤机的工作要求、料场堆取料设备及带式输送机的带宽限制相适应。2.3带式输送机选择设计火力发电厂广泛采用DTII型带式输送机。2.3.1基本参数确定（1）输送带速度。梨煤器卸煤时，带速不超过2m/s。由于前面确定选用犁煤器配煤，故带速选为。（2）三节托滚槽角（3）倾角上运取，碎煤机后布置受限时取，下运取。（4）输送带宽度BB由下式计算并圆整到标准值： （2-16）式中：K断面系数，查表可得； 煤的堆密度，取

21、。由下表：带宽与适用的最大物料粒度（单位均为mm）带宽650800100012001400160018002000已筛分全为块料130160200240280320360400未筛分全（10%）为块料200270330400460530600670卸车线到储煤场的带式输送机带宽计算：任务书中给定的原煤粒度最大为300mm，卸车线到储煤场未筛分，故可初选带宽为，则断面系数可查表得由式（2-16）得圆整为标准值，则。根据相关标准，选定上托辊间距为，下托辊间距 由物流系统自动化专业课程设计指导书中表2-13 DTII型带式输送机槽型托辊参数可查得选用的带式输送机的槽型托辊参数如下：带 宽辊 子槽型托

22、辊D（mm）L（mm）轴 承重 量（kg）旋转部分质量(kg)12001084654G205-4G305-4G30643.5-45-50.14.77-4.89-5.35由物流系统自动化专业课程设计指导书中表2-14 DTII型带式输送机平形托辊参数可查得选用的带式输送机的平形托辊参数如下：带 宽辊 子槽型托辊D（mm）L（mm）轴 承重 量（kg）旋转部分质量(kg)120010814004G205-4G305-4G30620.7-23.6-26.610.3-12.76-13.08至此，卸车线到储煤场的皮带参数已经确定。储煤场到原煤仓的带式输送机带宽计算：任务书中给定的原煤粒度最大为300mm

23、，储煤场到原煤仓有筛分，故可初选带宽为，则断面系数可查表得由式（2-16）得圆整为标准值，则，根据相关标准，选定上托辊间距为，下托辊间距。 由物流系统自动化专业课程设计指导书中表2-13 DTII型带式输送机槽型托辊参数可查得选用的带式输送机的槽型托辊参数如下：带 宽辊 子槽型托辊D（mm）L（mm）轴 承重 量（kg）旋转部分质量(kg)14001085304G305，4G306，56.6，68.85.43，5.89由物流系统自动化专业课程设计指导书中表2-14 DTII型带式输送机平形托辊参数可查得选用的带式输送机的平形托辊参数如下：带 宽辊 子槽型托辊D（mm）L（mm）轴 承重 量（k

24、g）旋转部分质量(kg)140010816004G305，4G30619.8，29.614.42，14.73至此，储煤场到原煤仓的皮带参数已经确定。（5）带式输送机实际出力带式输送机的理论生产率由下式确定式中：输送带运行速度，；被运物料在输送带上的横截面积，煤的堆密度，取。倾斜系数。物料在输送带上的横截面积，取决于带条宽度B、物料的动堆积角和输送带的成槽角。已知被运物料的性质后，带式输送机的生产率随着输送带运行速度、带条宽度的增大而增大。带条的工作宽度以及输送带上部物料的自由表面形状，世界各国的计算方法各有不同。但大致趋向于采用下列的带条工作宽度：时，取时，取物料在输送带上的堆积自由表面形状，

25、各国的假设不同。我国的DTII型带式输送机设计规范把堆积自由表面形状看成是中心角为的圆弧形线段。运输散粒物料的带式输送机，其支撑托辊形式主要采用三节式刚性槽形托辊。这时，输送带上的物料堆积面积为梯形面积与弓形面积之和，即则带式输送机的生产率计算公式为：本题目中，皮带的宽度均小于2m，故取卸车线到储煤场的带式输送机出力带宽，则取，上运时，查表可得0.88由以上数据可计算储煤场到原煤仓的带式输送机出力带宽，则取，上运时，查表可得0.882.3.2带式输送机传动功率、张力和输送带层数计算只计算运煤系统最后一级斜升式带式输送机（即向原煤仓上煤的那级皮带）已知输送带倾角，长则机,机长驱动力及所需传动功率计算圆周驱动力查表得系数，由产品样本查得上托辊，轴承4G305。由产品样本得单个上托辊转动部分质量则：由产品样本查得下托辊，轴承4G305。由产品样本得单个下托辊转动部分质量则：计算初选输送带类型为NN-150，。查相关标准表格，NN-150输送带的每层重量为，上胶厚，下胶厚。每毫米厚胶料质量，扯断强度计算计算无前倾