城市生活垃圾焚烧炉炉排系统设计及其优化

发布时间：2017-06-28 19:01

  本文关键词：城市生活垃圾焚烧炉炉排系统设计及其优化，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来，随着城市生活垃圾的激增和处理的相对滞后，使其对大气、土壤、水等造成的污染日益严重，并威胁国民的健康，成为社会公害之一。提高垃圾处理技术，是当前十分重要的研究课题。焚烧法在资源化、无害化及减量化等方面具有其他方法不可比拟的优点，使其在相当时期内作为城市生活垃圾的主要处理技术之一而存在，特别在发展中国家，，垃圾焚烧处理技术具有相当大的发展空间。通过对应用于城市生活垃圾处理中的机械炉排、流化床、回转炉、气化熔融等焚烧技术的比较，指出机械炉排焚烧炉技术适应性广，操作方便，完善可靠，稳定性高，容量大，运行维护方便，有害气体排放少，可燃烧低热值、高水分的生活垃圾等特点，是比较适合我国生活垃圾的焚烧技术设备。机械炉排的往复运动不仅可以实现生活垃圾在炉排床上纵向和上下翻搅混合，增加通气孔隙，提高生活垃圾干燥、燃烧和燃烬的均匀性和稳定性，还有利于灰渣的纵向移动和排出炉床。 根据我国城市生活垃圾的特点，并结合国内外已有的垃圾焚烧装备设计研究，设计了一种垃圾日处理量为350t的阶梯两段式往复逆推机械炉排系统，该系统主要包括炉排片、驱动系统、框架系统、一次风风室等部分。 以动力学仿真软件ADAMS为平台，通过在ADAMS/View模块中建立驱动机构的多体动力学模型，并加载近似实际工况边界条件，对炉排系统驱动装置进行动力学模拟仿真，验证和分析驱动系统的运动平稳性和设计合理性。并以优化驱动装置中的拉杆加速度减小机械冲击为目标，对驱动装置中各构件的杆长进行了优化设计。 以有限元分析软件ANSYS为平台，通过对炉排系统中的主要部件进行有限元仿真分析，验证炉排系统各构件的结构在强度和安全性上是否满足设计要求，并根据仿真结果对局部应力集中区域进行优化设计。主要包括四个部分：○1燃烧段单个炉排片进行热分析；○2于炉排热分析得到炉排温度场后的热应力分析；○3驱动系统的活动横梁进行受力分析和优化；○4驱动系统的拉杆进行受力分析。
【关键词】：生活垃圾 炉排系统设计 动力学仿真及优化 静力学仿真及优化
【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X799.3;TK175
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 引言9
• 1.2 城市生活垃圾处理现状和基本原则9-11
• 1.2.1 城市生活垃圾处理主要方法9-10
• 1.2.2 城市生活垃圾处理的基本原则10-11
• 1.3 垃圾焚烧技术应用现状11-12
• 1.4 研究的意义和目的12-13
• 1.5 课题背景来源13
• 1.6 本文的主要研究内容13-15
• 2 垃圾焚烧炉炉排系统总体设计方案15-27
• 2.1 机械炉排焚烧炉的工作流程15-16
• 2.2 炉排系统设计指导思想16
• 2.3 机械炉排的类型比较和选型16-20
• 2.3.1 机械炉排的类型比较16-18
• 2.3.2 机械炉排的选型18-20
• 2.3.2.1 炉床倾角的选择18-19
• 2.3.2.2 炉排系统分段式设计19-20
• 2.4 炉排系统主要设计参数20-22
• 2.5 炉排系统结构总体设计22-24
• 2.6 炉床尺寸设计24-25
• 2.7 本章小结25-27
• 3 垃圾焚烧炉炉排系统的结构部分的设计27-39
• 3.1 炉排片结构设计27-29
• 3.2 炉排运动系统及驱动装置等的机构设计29-34
• 3.3 框架系统设计34-35
• 3.4 一次风风室设计35-38
• 3.5 本章小结38-39
• 4 基于 ADAMS 的炉排系统驱动装置动力学分析及优化39-51
• 4.1 驱动机构的受力分析39-40
• 4.2 驱动装置在 Adams/View 模块中的建模40-42
• 4.2.1 ADAMS 简介40
• 4.2.2 驱动机构虚拟样机模型40-42
• 4.3 驱动装置的动态仿真42-45
• 4.4 驱动机构优化45-50
• 4.4.1 确定设计变量45
• 4.4.2 创建设计变量45-46
• 4.4.3 创建目标函数46-48
• 4.4.4 优化设计变量48-50
• 4.5 本章小结50-51
• 5 基于 ANSYS 的炉排系统有限元分析及优化51-65
• 5.1 炉排材料性能及常用材料51-54
• 5.1.1 常用炉排材料的主要成分及其性能指标51-52
• 5.1.2 炉排常用材料52-53
• 5.1.3 炉排选材注意事项53-54
• 5.1.4 本文选材及性能参数54
• 5.2 有限元仿真及结果分析54-63
• 5.2.1 有限元法的基本思想54-55
• 5.2.2 有限元法的适用领域55
• 5.2.3 炉排的热分析55-57
• 5.2.3.1 初值及边界条件55-56
• 5.2.3.2 炉排片的有限元网格及热分析结果56-57
• 5.2.4 炉排热应变分析57-58
• 5.2.4.1 初值边界条件57
• 5.2.4.2 有限元模型及热应力分析结果57-58
• 5.2.5 活动横梁的有限元仿真及结果分析58-61
• 5.2.5.1 初值及边界条件58
• 5.2.5.2 有限元模型及静力分析结果58-59
• 5.2.5.3 优化设计59-61
• 5.2.6 拉杆的有限元仿真及结果分析61-63
• 5.2.6.1 初值及边界条件61-62
• 5.2.6.2 有限元模型及静力分析结果62-63
• 5.3 本章小结63-65
• 6 总结与展望65-68
• 6.1 总结65-66
• 6.2 展望66-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-71
• 附录71-73
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 谢慧萍;季英瑜;;基于ADAMS软件的六连杆冲压机构的优化设计[J];轻工机械;2009年02期

2 李清海;张衍国;党文达;蒙爱红;陈昌和;;炉排-循环床复合垃圾焚烧炉中垃圾模拟干燥实验[J];清华大学学报(自然科学版)网络.预览;2008年05期

3 白建云;白正刚;;垃圾焚烧炉炉排自动控制策略研究[J];热力发电;2008年01期

4 黄蔚雯;蔡培;俞坤嵛;;机械式炉排垃圾焚烧炉的应用[J];热力发电;2009年06期

5 谢江波;刘亚青;张鹏飞;;有限元方法概述[J];现代制造技术与装备;2007年05期

6 温俊明;吴俊锋;;中国城市生活垃圾特性及焚烧处理现状[J];上海电气技术;2009年01期

7 程晓民,王智微,张朝阳;南山垃圾电厂燃烧系统技术特点介绍[J];热力发电;2005年06期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 沈凯;垃圾焚烧炉自适应控制策略及热值监测模型研究[D];华中科技大学;2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 陈允轩;焚烧炉条件下典型城市生活垃圾干燥过程的试验研究[D];北京交通大学;2007年

2 吕金明;鳞片式链条锅炉炉排失效分析及提高使用寿命的研究[D];昆明理工大学;2006年

3 张刚平;诸暨市垃圾资源焚烧发电供热模式的技术经济研究[D];中南大学;2009年

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本文编号：494901