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3.2.3喂料斗的选择 ..................................................................................................................... 29 3.2.4固定导料筒的选材 ............................................................................................................. 30 3.2.5旋转导料筒的分析和旋转体三维图 ................................................................................. 31 3.2.6齿轮的设计 ......................................................................................................................... 32
3.3垃圾旋转布料机冷却分析 ...................................................................................................... 35 3.5本章小结...................................................................................................................................... 37
结论 ............................................................................................................................................................. 38 致 谢 ........................................................................................................................................................ 39 参考文献 .................................................................................................................................................. 40 附 录 ........................................................................................................................................................ 41
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前 言
在当今社会，环境是个很热门的话题，每当提到保护环境时，垃圾就通常是我们脑海中的第一位。本文就是通过对垃圾旋转布料机作业区间的分析，达到优化原始的设计参数，并通过得到的优化参数来设计合理的旋转布料机为目标。垃圾旋转布料机是垃圾焚烧发电系统中的关键设备，它的基本功能是将垃圾均匀分散到焚烧炉中。而布料机的作业范围将影响垃圾的焚烧效果，甚至会因布料不当对焚烧炉照成损伤，本文通过传统的布料机的设计参数分析了布料机工作时，垃圾的运动过程，并对垃圾布料机运动建模，分析影响垃圾布料机的各种因数。得出影响布料机作业半径主要是溜槽的长度、溜槽的转速、溜槽的倾角以及溜槽的摩擦因数，再对其进行单一因素分析和多因素分析，用软件Matlab编程仿真，对得到的仿真图进行分析，并与原始设计参数比较，得到优化的设计参数。在第三章并开始设计布料机的结构，它主要是由喂料机构（本文设计的是双棍喂料机）、导料筒（包括固定导料筒和旋转导料筒）、旋转体、布料溜槽、支架等五部分构成，通过前面第二章对布料机的布料作业范围的分析和设计参数的优化，再结合布料机的实际工作条件，对布料机进行合理的设计。
本文是由指导老师吴海华和学长郭辉的指导下完成的，并对此表示由衷的感谢。 由于本人水平有限，文中不当之处在所难免，敬请各位教师给予批评指正。
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第一章 绪论
1.1研究课题的背景
1.1.1垃圾发电的来源
从上世纪60年代开始，西方某些发达国家便已经开始考虑垃圾的焚烧效益，于是这
些发达国家就对日益增加的垃圾进行焚烧发电，取得了较好的效果。在欧美的某些国家成型的垃圾焚烧发电厂或发电站已经建成，据资料显示在美国的某一垃圾发电厂，其发电量竟高达100兆瓦，每天都会有将近60万吨的垃圾被该发电厂处理掉。现在，在德国的一些垃圾发电站因垃圾来源不足，而需要每年花费巨资从其他国家进口垃圾。根据统计，了解到目前全世界不同类型的垃圾焚烧发电厂有将近千家甚至更多，科学家预测在未来2-3年内，全世界各种的垃圾垃圾焚烧发电工厂将可能增加至几千家或是更多。科学家表示，垃圾中能量就像有机可燃物等，所含的热能值很高，据统计焚烧2吨垃圾大约相当于1吨煤产生的热量。作为世界第一的人口大国，假如我国能够合理和高效地利用垃圾焚烧发电，这不仅会对于保护环境和改善我们的生活环境有极大的好处，而且这将为我国每年节省煤炭高达5000～6000万吨，由此可见在垃圾焚烧发电方面的研究有很大的经济效益，其前景是极为可观的。 1.1.2我国垃圾焚烧发电的发展
在1987年，我国拥有了第一个国内投入使用的垃圾焚烧发电站，在“九五”期间，
我国垃圾焚烧发电得到很多大城市尤其是南方大中城市的关注，从2000年到2003年这四年间有将近二十多个每天可以处理垃圾量高达200t左右的焚烧设备建成，其主要分布地区是在上海、深圳、广州、杭州、郑州等大城市与南方某些中等城市如苏州、宁波等。例如深圳市市政环卫处理厂通过异重循环流化床垃圾焚烧的新技术建立了第三套垃圾焚烧装置，并在1998年8月开始投入商业运行。这是国内第一个拥有自主知识产权的垃圾焚烧发电工程。这一系统研究的可将垃圾污染焚烧技术、对尾气的净化技术、自动化焚烧技术、残渣的分离技术和焚烧炉的燃烧控制等专利技术，污染和排放的控制技术达到国际领先水平。从2008年以来，有越来越多的不同型号的垃圾发电站开始准备实施建厂。例如扬州垃圾发电项目。垃圾的处理能力：一期项目为800t/d，二期为400t/d。一期工程投产后，处理垃圾的能力达到每天2000t，每年高达73万t。仅仅是垃圾的焚烧发电就有如此的经济效益，由此可以看出垃圾焚烧发电的前景是相当不错的，所以本文研究也是有很大价值的。
现在，在我国20多个省份、市区或自治区有大概100多座垃圾焚烧发电厂已经建成。根据专家预测，到2020年我国的新增垃圾发电装机容量将会达到330万千瓦左右，如果
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按照设备的造价每千瓦4500元的标准来分析，我国的垃圾发电市场容量大概是100多亿元人民币。伴随着垃圾焚烧处理技术的提高，很多国家对垃圾焚烧站开始了较大规模的结构调整，利用对环景保护更高的要求标准来对一些淘汰或落后的焚烧站进行改造或更新替换，通过关闭小规模的发电厂、建立起大型的发电厂，将垃圾焚烧发电厂推向规模化、标准化和大型化的发展方向。 1.1.3垃圾旋转布料机的发展
以前布料机主要用于石灰窑或炼铁等方面，自21世纪以来人们的生活水平的提高，工业的迅猛发展垃圾废料的产生已经成为了一个重大的问题。在一早期，我国一直以填埋为主，到如今城市生活垃圾成为了我国最严重的污染之一，及时合理清理和处理城市生活垃圾，是必然的行动。而垃圾焚烧发电将会有效的解决这一问题，垃圾发电是将不用垃圾收集分类处理，通过垃圾布料机的布料分布将垃圾分散在高炉中，在高炉中焚烧产生的热能转化为蒸汽，高温蒸汽推动涡轮机转动，从而使发电机发电。当然对于不能燃烧的垃圾，可以进行发酵，这里就不介绍了。
在垃圾焚烧发电系统中，布料机的作用很大，通过布料机的布料将会直接影响垃圾焚烧效率，随着垃圾的产生越来越多，对垃圾的布料技术也将有更高的要求，也就是布料机的优化和更加完善。垃圾布料机是发电系统中的关键设备之一，它将直接关系到焚烧是否能正常进行。可靠和先进的布料设备对保证焚烧的顺利进行，焚烧效率至关重要。 根据垃圾焚烧工艺的特点，对布料机有下列一些要求： 一，布料要均匀。不管在垃圾体积或大小方面，圆周布料尽量均匀。
二，布料要合理，不仅热解气化炉边缘能分布到垃圾，而且可以使垃圾的块料较宽，以便充分利用燃煤的化学能和热能。 三，有利于炉喉垃圾的径向调节。
四，可以不对称布料，在有时可以定点布料和某区域布料。 五，密封要十分可靠，是为了确保高压作业所需要的压力。 六，设备结构应该尽量简单，容易制造，便于运输和装备。
七，需要有较长的使用寿命，应尽量使其方便维护与维修，来降低由于布料机导致的风险。
八，设备要操作简便，易于掌控，实用性强。
总之，垃圾布料机要求合理布料的条件下，结构尽量简单，维护或维修方便，达到提高燃烧效率，降低成本，促进垃圾发电的目标。
1.2课题的研究意义与目的
随着人民生活水平的提高，城市规模越来越大，工业化越来越多，同时生活垃圾和
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工业垃圾也会随之增加，处理垃圾的难度也将会越来越大，那么如何处理好这些垃圾，将会是一个城市或者一个国家经济持续发展的关键。通过调查表明很多垃圾的处理要么是直接填埋或直接焚烧，要么作为肥料，但是直接焚烧将会对环境有很大影响，而直接填埋将会对土壤造成长期伤害，对作为肥料来说，需要很长时间才能有效果，效率太低，只有部分垃圾能直接作为肥料，大部分垃圾是不能直接作为肥料的，特别是工业垃圾。而通过焚烧发电不仅可以降低对环境的影响还能迅速的处理垃圾，更重要的是可以变废为宝。因此垃圾焚烧发电是很有种大意义的，而垃圾旋转布料机是将垃圾均匀分散的设备，因此对垃圾旋转布料机的研究或是对其优化的研究也是十分重要的。
旋转布料机是垃圾焚烧发电系统中关键设备，其功能是将垃圾均匀分散在热解气化炉中，作业范围过大过小将会影响焚烧效果，甚至对热解气化炉造成损伤。通过对布料机的研究我们可以优化设备，提高焚烧效率，减小对设备的损伤程度，从而提高经济效益，因此此项研究有着重大意义。
1.3国内外研究现状
随着人们经济水平的提高，我国城市规模正在不断扩大，而农村因为人口不断的涌向城市，也导致农村向城市化发展的趋势加快，所以如何正确地处理城市垃圾问题已经成为我国目前一项重大的并且不容忽视的问题。 据不完全统计：全国年均生活垃圾清运量1.6亿t，处理率为52.15%，历年堆存的垃圾已高达60亿t，甚至有将近1/3的城市处在垃圾的包围中，各式各样的垃圾不仅占用大量土地，尤其是白色垃圾还会破坏图的结构，而且也会对环境产生极大的污染、传播一些疾病和病毒，这会严重威胁我们的身体健康，我国正在努力和积极研究如何合理的处理垃圾以及将垃圾变废为宝的项目，在处理垃圾时，要求尽量做到减少垃圾量、将垃圾无害化和资源化，这将决定我国是否能保证经济的可持续发展和长久的良好生活条件。
就目前国内外多数国家而言，城市生活垃圾和工业垃圾的处理主要有三种方法，即填埋垃圾、焚烧垃圾、发酵垃圾作为肥料之用，而一些发达国家多采用焚烧垃圾的处理方式，至于发展中国家则会优先采用填埋垃圾的处理办法。
而将垃圾进行焚烧发电将会对解决垃圾处理问题的很好方法，根据工业生产统计，了解到垃圾焚烧发电是最有效的垃圾减量化、无害化、资源化处理手段，中国也在这发面投入大量的研究资金。
而布料机作为垃圾焚烧发电的重要设备，影响了垃圾焚烧的效果，因此国内正进行多方面研究。
图1-1 布料器改造前内部剖面图 图1-2 防尘罩外观图