1、 - 1 -一、设计的目的：随着工业的飞速发展，我国煤炭资源日益紧张，价格一再上涨，煤质变化幅度越来越大，给正常的煤棒生产造成了相当大的困难；况且现行煤棒生产工艺复杂、电耗高、设备磨损快、占地面积大，安全系数低，如何完善现行的煤棒生产工艺和设备是本次设计的目的。二、设计的课目：针对本厂生产实际，结合此次外出学习的经验，力求型煤技术完善结合，现以“813”为例进行煤棒工艺和设备的设计。三、设计内容：1、 工艺：以一台煤机能满足“813”现行生产的情况下，结合现行工艺，加以改进；2、 设备：以一台煤棒机能满足“813”现行生产的情况下，结合现行工艺和相应的设备，进行煤棒机设计四、数据准备： 、有关
2、煤的一些资料1、 煤的成份由化学分析可知，煤是由碳（C） 、氢（H） 、氧（O） 、氮（N） 、硫（S）和灰分（A ） 、水分（W）组成。煤的成分有以下几种表示方法：（！）工作质成分实际应用的煤的成分叫做工作质成分，也叫应用体成分。如果用符号来表示煤中各组成部分的重量百分数，则有 10WASNOHC 工工工工工工工（2）干燥质成分煤中的水分是不稳定的。煤一风干，水分就减少，其他成分的重量百分数就相对地增大了。为了消除水分变化的影响，把水分除去，剩下的就构成煤的干燥质成分。用符号表示时可得 10ASNOHC 干干干干干干干燥质成分和工作质成分的换算关系如下： 工工干 WA10（3）可燃质成分煤中
3、的灰分是在煤的形成、开采、储存和运输过程中掺混进去的。而经过洗煤厂的加工，又可以减少灰分。所以，同一个矿井的同一种煤，它的灰分可能变化很大。灰分一变，其余成分的重量百分也会变化。为了区别煤种，把灰分和水分都去掉，就得到煤的可燃质成分，也即得 10SNOHC 燃燃燃燃燃对于一定的煤种，其可燃质成分是比较稳定的。可燃质成分和工作质成分的换算关系如下：- 2 -（WAC工工工燃 10各种煤的可燃质成分大致如表 1 所示。表 1 各种煤的可燃质成分煤 种 C 燃 H 燃 O 燃 N 燃褐 煤烟 煤无 烟 煤72-7976-9090-964-64-73-415-212-172-41.51-212、 挥发
4、分、焦和煤的分类（1） 挥发分将煤在隔绝空气的情况下加热，就会分解出一些气体物质，叫做挥发分。煤在燃烧时，所含的挥发分首先分解出来和空气混合并着火，形成火苗。煤中的挥发分含量越多，越容易着火，燃烧也越快。各种煤和木柴的可燃质挥发分含量 V 燃 如下：木柴 85%褐煤 40%烟煤 14%贫煤 10-20%无烟煤 10%开始分解出挥发分的温度大致如下：木柴 160褐煤 130-170长焰煤 170贫煤 390无烟煤 380-400（2） 焦挥发分分解出后，剩余的固体物质叫做焦。有些煤将其粉末在隔绝空气的情况下加热后所得的焦仍是粉末状；有些煤则结成焦块，而且有的焦块还很硬。这种结成焦块的性质叫做焦性
5、。炼焦用煤对结焦性有严格要求。煤的结焦性可以用胶质层厚度表示，其值越大，表示结焦性越强。（3） 煤的分类我国煤按照挥发分含量和焦的性质一共分十大类，见表 2- 3 -表 2 我国煤的分类类别 可燃质挥发分含量 胶质层厚度 Y（毫米）无 烟 煤贫 煤瘦 煤焦 煤肥 煤气 煤弱 粘 煤不 粘 煤长 焰 煤褐 煤01010-2014-2014-30不 限3020-3720-3737400（粉状）0-128-25255-250-9（粉状）0（粉状）0-5我国肥煤的可燃质挥发分含量在 23-45%之间，但大多数为 3037%；长焰煤的挥发分含量在 37-50%之间；褐煤的挥发含量在 4050%之间。3、
6、 发热值、水分、灰分和煤的分级（1） 发热值1 公斤煤完全燃烧后所能发出的热量叫做发热值，可以分为高发热值和低发热值。如果煤燃烧后烟气中的水蒸汽完全凝结，这时发出的热量叫做高发热值；如果水蒸汽没有凝结，则是低发热值。实际上，烟气进入烟囟时的温度还相当高，水蒸汽基本上没有凝结，故实际应用的是低发热值，用 Q 低 表示。发热值也可以用工作质和可燃质表示。实际应用煤的低发热值是工作质低发热值 。工低C由于煤的水分、灰分是变化较大的，同一类煤的工作质低发热值变化就会很大，但可燃质低发热值则比较稳定。它们之间的关系如下： )/(610Q公 斤大 卡工工工燃低工低 WA水分我国煤的水分大致如下：无烟煤 2
7、9%贫 煤 211%烟 煤 317%褐 煤 2034%（3）灰分和煤的分级我国煤按灰分含量分为 14 级（加工后的精煤另行分级） ，见表 3。表 3 煤 的 分 级级别 干燥质灰分 A 干（%）级别 干燥质灰分 A 干（%）一二三4.0166.0188.0110八九十21.012424.012828.0132- 4 -四五六七10.011212.011515.011818.0121十一十二十三十四32.013636.014040.014444.0148未经加工的煤叫做原煤，原煤的干燥质灰分40%，粒度不限。干燥质灰分40%的原煤叫做劣质原煤（有些地方叫石煤） 。煤经过洗煤厂的加工，可以将煤分成
8、精煤、洗煤、中煤、煤泥和矸石。精煤的灰分、12.5%，全硫分 2.5% ，粒度50 或100 毫米，煤质牌号属于焦煤、肥煤、气煤、瘦煤。精煤按灰分在 512.5%间分为 15 级。中煤属于劣质煤，粒度一般50 或100 毫米。煤泥也属于劣质煤，粒度一般在 0-1 或 0-3 毫米。矸石的低发热值一般在 2000 大卡/公斤以下，在一般锅炉中不能单独燃烧，常常作弄为废料扔掉。但是，在近几年来发展很快的沸腾炉中，已可以全烧或掺烧矸石.4、 煤的粒度煤经筛选厂加工后，可以按照它的粒度分为 12 个品种，见表 4。5、 煤的比重干燥质煤的比重可按下式计算：干 （T/ m3）干A5.014煤的真实比重应
9、考虑到水分以及煤块内有细小孔隙的影响，计算公式 （ T/m3）K)1(0干 干20W 式中 K41.06W I，W I工作质水分已知：煤的干燥质灰分为 22,煤棒全质水分为 10干 1.62 （ T/m3）25.01K41.061014.6干 1.40 （ T/m3）6.14).( 10.堆积比重和真实比重的关系如下：堆 （1）式中的 为空隙比空隙比和煤的粒度大小、均匀程度、堆积后的压紧程度有关，一般 =0.250.4对于在 5 5 毫米筛孔上过筛后的筛余 R5 为 2045%的煤（也就是最大粒度 15-30 毫米的煤） ，=0.37 ，所以堆 0.63 （ T/m3）- 5 -对于沸腾炉中的
10、料层，常常取 =0.4，所以堆 0.6 （ T/m3）对于粉煤 堆 0.500.004R 90式中 R90 为粉煤细度6、计算混合物料的压缩比煤棒的比重 02nl4dQ式中，Q单台棒机的班平均生产能力， d煤棒直径，l 出棒速度，Z棒孔数，n轴的转速已知：Q=18T/班 ，d=18mm，L=52mm，Z=18 孔，n=118 转/分=4Q/ 2ne=4 18（ 0.0182 18 118 52 8 60）=1.34(T/m 3)02d=1.34(T/m3)接近于煤棒的理论计算值 =1.40（ T/m3）即：针对煤棒的混合料 0.5.堆由于粉煤与褐煤泥浆在混合过程中，实际上使空隙比 有所增大，据
11、经验数据推导：2.0堆 煤棒的一些数据变化原煤棒为圆形 18mm；现改为扁圆形：20mm， 间距为 15mm2 1O 对滚的一些数据对滚基本尺寸：直径、长度以 6 排设计，间隔 10mm，B=6 （10+35）+10=280mm针对“813”而言，班耗按现有生产能力计算：18 12=216T/班，求直径已知：Q=216T/班，n=118 转/ 分， =1.40ST/ m3,Z=6,A0= +15 20=614mm2，求 l42dl=Q/ A0Zn =216 109/614 6 118 1.40 8 60=739.8mm- 6 -l=2R 2R=l/=739.8 mm/3.14=235.6mm取
12、对滚直径 D=300mm即 D= 300mm，B=280mm根据 2.5,堆计算初级对滚平扁槽的面积 A1 及槽深 h已知 A0=614mm2，求 A1A1 A0=345.375 mm2-.A1=bh h= A1/b=345/35=9.86mm 10mm 、煤棒机的生产能力D=300mm 煤棒机的生产能力为Q=2R A 0Zn =2 150 614 6 118 1.34 60/109 30T/hD=800mm 煤棒机的生产能力为Q=2R A 0Zn =2 400 614 6 118 1.34 60/109 80T/h 电机、减速器现行 20T/h 生产能力的煤球机，电机为 45KW，减速器为
13、650设计 32.9T/h 煤棒机，选取现行煤棒机的配套设备，即 90KW 电机和 850 减速器 、工艺方案的比较和选择现行工艺流程制液（4070）振动筛 粉碎机 刮板机 卧搅（双轴） 沤化库 卧搅（单轴） 4362 煤棒机 斗车- 7 -设计工艺流程：制液（4070） 4070 4070 4070振动筛 粉煤烘干器 卧搅（双轴 ） 煤棒机 储仓分析：1、现行工艺流程的煤棒机，是聚加压、加热、调水分于一身，造成操作难度大、电耗高、生产能力低下的主要原因；2、设计的工艺流程煤棒机，是纯挤压设备，所以操作简单，电耗低，生产能力大。3、设计的工艺流程中，增加了粉煤烘干器，这除了能提高粉煤温度，降低
14、水分外，主要是为了保持褐煤泥浆在混合物料中的活性（粘结性） ，保证煤棒的粘结稳定性；4、设计的工艺流程，不仅减少了 11 套煤棒机设施，还减少了 3 套粉碎机（包括刮板机）、沤化库、铲车、大量的皮带运输带及相应的岗位和操作工，还可空出大面积的风干场地和沤化库；5、由于有粉煤烘干器烘干了粉煤，导致所需配制的褐煤泥浆（腐植酸钠溶液）浓度更低， 这样不仅有利用制液的配制，更有利用配液工操作，为定量配比创造了条件；6、 如果能在造气炉内改装煤棒烘干器，用烟气带走煤棒中的水分，提高煤棒入炉温度，减少入炉粉煤量，这样不仅可达到半自动加焦或自动加焦的程度，还会降低烟气通过上行管道的流速，减少三气烟气带出物（
15、烟道灰） ，达到节能降耗的目的；7、 设计的工艺流程中，砍掉了粉碎机，从而使粉煤粒度上升，这样不仅能进一步降低褐煤（腐植酸钠溶液）的用量，还能延长煤棒入炉燃烧的时间，有利用热量的储备，提高制气质量。根据理论计算，如果空气供应充分，一粒直径为 0.1 毫米的无烟煤粉在不同温度下烧完所需要的时间大致如下：1500 0.6 秒- 8 -1250 1.8 秒1000 7 秒褐煤的燃烧要快一些，在 1250时，直径同样为 0.1 毫米的褐煤粉烧完所需要的时间为 0.7 秒。此外，煤粉直径增加一倍，烧完的时间要延长一倍多一些；8、 设计的工艺流程中，砍掉了沤化库、铲车岗位及大进料口岗位，这样就使配液工作与
16、制棒工段没有了时间差，信息返馈通道畅通，及时返馈信息，为优化制棒工艺创造了条件，条件成熟后，可实现自动配液；9、 粉煤烘干器实行温控操作，制棒与配液实现一体化；配液量就象现行煤棒机操作工加水调节电机电流值一样，该加多少，通过微机人为设控，微机自动控制。10、由于设备和人员的大量减少，生产工艺的进一步优化，从而可向自动化方向大步迈进。MBJ-80 型煤棒机与 MQJ-80 型煤球机比较项目 MBJ-8 型煤棒机 MQJ-80 型煤球机对滚尺寸 D=800mm B=280mm D=800mm B=350mm电机功率 90KW 35KW减速器 850 650生产能力 85T 20T传动介质 煤棒（用
17、齿轮启动） 齿轮对滚之间伐接触尺寸 406.8mm 992mm混合物料湿度 4070 38压缩比 2.25 1.96MBJ-80 型煤棒机与 MBJ-30 型煤球机比较项目 MBJ-8 型煤棒机 MQJ-80 型煤球机电机功率 90KW 90KW减速器 850 850生产能力 85T 2.25T（或 4T）传动介质 煤棒（用齿轮启动） 煤泥混合物料湿度 4070 38压缩比 2.25 1.914MBJ-80 型煤棒机设计思路：1、 参照 MQJ-80 型煤球机，对滚直径尺寸不变，缩短宽度尺寸，降低减速器转速，加大电机功率，保证生产能力提高后的对应平衡；2、 参照 MBJ-30 型煤球机，电机功
18、率 90KW 不变，减速器不变，棒机轴承不变，棒机轴不变，改变制棒方式，达到提高生产能力，节能降耗的目的；3、 通过对制棒、制球工艺全过程的对比分析，找出了温度变化这个主要区别，对混合物料进行升温处理；4、 通过对粉煤比重 与 的推导和对煤棒 的计算，找出 =1.40（ T/m3） ，堆棒- 9 -=1.34（ T/m3） ，进一步推导比较，引入 2.25 压缩比这个概念；棒5、 分析煤棒与对滚槽之间的摩擦力，利用煤棒作力传递介质，对煤棒进行自动挤压与型，以求达到最合适的压缩效果；6、 通过在对滚槽之间增加隔板，达到预成型煤棒，进一步减小了对滚之间的接触尺寸，从而达到了降低对滚之间的无功摩擦，
19、充分发挥了电机功率和提高煤棒强度的目的；7、 通过 4 级对滚的逐级压缩，从而达到 2.25 的压缩比，而不产生返料和边皮等；8、 因为煤棒宽度的加长，使通过振动筛后的粉煤，可不通过粉碎机进一步粉细，就可直接进入煤棒机进行挤压成型，从而使煤棒质量得到进一步提高，有利于造气炉生产出优质半水煤气；9、 此设计始终以煤棒分析数据与煤棒分析理论为立足点，结合制棒工艺全过程，以生产高强度、低水份、低灰分煤棒为目标；10、此设计在分析煤棒风干、烘干、造气炉半自动加焦、自动加焦后，进行大胆综合，提出了利用造气炉烟气（三气）烘干新思路；11、此设计有一个很重要的数据：4070，这是现行生产煤棒添加褐煤泥浆的温度和热棒温度，也是褐煤泥浆粘性的适宜范围；12、此设计内含一个很重要的信息，就是信息的及时反馈（闭环） ，工艺配比、各种温度、电机电流值等；13、下一步，通过对升温烘干后的粉煤进行振动分级，末煤与腐植酸钠混合后，再与大颗粒煤粒进行混合，通过振动馏筛进一步振合后进入煤棒机，这样处理后，褐煤用量还会进一步降低，煤棒里面的大颗粒煤粒就会均匀分布，使煤棒质量得到进一步提高。
