【摘要】：目前,煤炭消費(fèi)占能源消費(fèi)量的比重接近70%。煤炭中包含著許多的劣質(zhì)煤,而劣質(zhì)煤在使用時(shí),會排出大量的大氣污染物。所以,必須要通過精準(zhǔn)、快速的化驗(yàn)檢測手段來控制劣質(zhì)煤的使用。本文依托于項(xiàng)目:“全自動(dòng)高效高精度煤樣制備化驗(yàn)集成系統(tǒng)”,對化驗(yàn)環(huán)節(jié)中煤粉全水分測量以及制樣環(huán)節(jié)中氣動(dòng)輸送展開深入研究,擬在煤樣化驗(yàn)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)出高效、準(zhǔn)確的煤粉全水分測量裝置,在制樣環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)出氣動(dòng)輸送系統(tǒng)所需的具有優(yōu)異性能的旋風(fēng)分離器。具體的研究內(nèi)容如下:根據(jù)全水分測量裝置的功能和工藝要求,針對性設(shè)計(jì)各部分機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制模塊。為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,對進(jìn)料口和攤平結(jié)構(gòu)做了詳細(xì)設(shè)計(jì)。通過對比,選擇穿透能力強(qiáng)、加熱效率高的紅外線加熱方式加熱煤樣,采用PID控制算法保證控溫的準(zhǔn)確性。最后,通過樣機(jī)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的全水分測量裝置滿足高效、準(zhǔn)確的要求。根據(jù)氣動(dòng)輸送環(huán)節(jié)功能要求設(shè)計(jì)出高效旋風(fēng)分離器,采用計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)分析了旋風(fēng)分離器內(nèi)三維流場的分布以及顆粒運(yùn)動(dòng)的軌跡。確定了流場內(nèi)的速度、壓力、湍動(dòng)能分布概況,并進(jìn)一步運(yùn)用多目標(biāo)優(yōu)化理論對旋風(fēng)分離器關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在Isight軟件平臺中建立旋風(fēng)分離器性能的響應(yīng)面近似模型,采用寬容分層序列多目標(biāo)優(yōu)化方法,經(jīng)過多次迭代計(jì)算,得到最優(yōu)解。最后,通過實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了該優(yōu)化方案的可行性和準(zhǔn)確性。
【圖文】：

圖 1.2 人工操作單體設(shè)備進(jìn)行煤樣制備、化驗(yàn)流程統(tǒng)模式下的煤樣制備化驗(yàn)存在如下問題：工操作方式對檢驗(yàn)結(jié)果干擾較大，造成檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的精確性低，檢驗(yàn)結(jié)果可樣化驗(yàn)工藝技術(shù)較落后，效率較低且從原理上存在較大誤差。如發(fā)熱量方式，而金屬絲本身的燃燒情況差異很大，給被測煤粉總發(fā)熱量計(jì)算造成于煤樣制備化驗(yàn)效率較低，目前很多企業(yè)煤化驗(yàn)流程需要設(shè)置專門車間造成人力資源的極大浪費(fèi)。放型的煤樣制備化驗(yàn)工藝，導(dǎo)致檢驗(yàn)過程本身就造成對環(huán)境的污染。述問題，本課題組開發(fā)了一種煤樣制備、取樣、化驗(yàn)自動(dòng)化系統(tǒng)，不僅藝與新裝置，還將各單體設(shè)備集成為全自動(dòng)化一體系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)煤炭檢測模式向自動(dòng)化、數(shù)字化模式轉(zhuǎn)型升級。在搭建自動(dòng)化制樣、化驗(yàn)系統(tǒng)過各個(gè)環(huán)節(jié)之間都能高效、順利的輸送。同時(shí)，煤樣屬于粉塵，在實(shí)驗(yàn)室污染整個(gè)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，當(dāng)煤粉濃度達(dá)到一定程度時(shí)，甚至還有爆炸的風(fēng)于控制密閉式的高效輸送方式是非常必要的。本文將采用氣動(dòng)輸送技術(shù)大塊煤料 0.2mm煤樣 人工化驗(yàn)檢測

1234圖 1.3 制樣環(huán)節(jié)總體方案（注：1—提升環(huán)節(jié) 2—聯(lián)合聯(lián)合制樣環(huán)節(jié) 3—全水分測量環(huán)節(jié) 4—棄料輸送環(huán)5—振動(dòng)研磨環(huán)節(jié) 6—精密稱重環(huán)節(jié) 7—研磨送料環(huán)節(jié) 8—干燥環(huán)節(jié) 9—縮分送料環(huán)其中，提升環(huán)節(jié) 1 主要任務(wù)是將一定重量的煤樣提升至聯(lián)合制樣環(huán)節(jié) 2 的進(jìn)料口，制樣環(huán)節(jié)。聯(lián)合制樣環(huán)節(jié) 2 由一級破碎、一級縮分、二級破碎、二級縮分等部分組成過一級破碎、一級縮分后，一部分粒度小于 6mm 的煤樣被送入全水分測量環(huán)節(jié) 3，進(jìn)量全水分值。經(jīng)過二級破碎、二級縮分后煤樣的粒度都小于 3mm，，其中一部分煤樣由送料環(huán)節(jié) 9 通過氣動(dòng)輸送的方式送入干燥箱 8 進(jìn)行干燥。剩下的大部分煤樣由棄料輸過氣動(dòng)輸送方式送入棄料處，集中處理。干燥完成后，煤樣利用重力落入振動(dòng)研磨行研磨粉碎。最后，通過氣動(dòng)輸送的方式將煤樣送入精密稱重環(huán)節(jié) 6，稱取制得化驗(yàn)入后續(xù)化驗(yàn)環(huán)節(jié)。整套系統(tǒng)設(shè)計(jì)緊湊，具有自動(dòng)化程度高、效率高等優(yōu)點(diǎn)。本論文主要針對煤粉全水分測量環(huán)節(jié)以及氣動(dòng)輸送環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)展開深入研究，內(nèi)容如下：
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ533;TQ050.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2640620