空气重介流化床干法选煤机结构改进设计.doc

中国矿业大学毕业设计任务书毕业设计题目：空气重介流化床干法选煤机结构改进设计毕业设计专题题目： 毕业设计主要内容和要求： 摘 要我国是一个资源分布不平横的国家。近几年西部开发发现了西部的大量煤田。随着选煤工业的发展，传统的湿法选煤对水的要求量极大，不适应西部选煤生产的要求。而传统干法的污染大。在上个世纪我国就开始了空重介流化床选煤技术的研究，取得了很大的成果。随着全粒级煤炭的高效干法分选的实现将促进选煤事及洁净煤技术的进一步发展。论文讨论了洁净煤分选技术的意义和现状、各种干法分选方法的特点以及空气重介质流化床选煤技术的优越性。在传统空气重介流化床干法选煤机的基础上,针对实际使用中出现的问题, 空气重介质流化床选煤技术具有分选精度高、投资少、环境污染小、分选密度调节范围宽等特点。我在设计中主要设计了选煤机专用刮板输送机、布风板、振动装置。在设计中尝试进行了一些更新。为解决布风不均的问题,设计了一种新型的振动式气体布风板。为了排放矸石,设计了一套排矸装置,可以实现定量排矸。在设计中借鉴了直线振动筛的工作原理、结构设计及主要参数的设计过程。关键词：洁净煤； 空气重介； 流化床；ABSTRACTChina is an uneven distribution of resources cross country. In recent years the development of the western region found a large number of western coalfield. Coal industry with the development of the traditional wet coal preparation of the water requirements of the large and does not meet Western Coal production requirements. Moreover, the traditional method of stem pollution. In the last century, China started on the heavy air-fluidized bed coal preparation technology, has made great achievements. The latest development of air heavy medium fluidized bed coal separation technology were discussed. The high efficient coal dry separation of whole size range is expected to come into application and the application will promote the further development of the coal separation undertaking and the coal cleaning technology.The significance and present situation of clean coal technology were discussed. Characteristics of different dry coal beneficiation methods and advantages of air dense medium fluidized bed were introduced in paper. The air dense_medium fluidized bed technique is of high precision, low investment, wide range of density, and no environment pollution. I designed primarily designed for use exclusively Coal scraper conveyor, the grid plate, vibration device. On the base of previous air dense_medium fluidized bed separator, some renovation is done to solve the problem in use. In order to solve the unequality of the wind when it goes through the wind through board, the design gives a new board which is oscillated. The paper also designs an equipment for the excluding of the refuse, which can let the refuse out of the separator in set quality. I constructive the working principle, structure design and major parameters design process of linear vibrating screen, in this paper.Keywords：clean coal; air dense_medium; fluidized bed目 录1 绪论 1.1我国能源的现状2 1.2选煤技术简介2 1.2.1选煤技术分类2 1.2.2干法选煤技术的发展过程3 1.2.3研究干法选煤技术的重要意义 6 1.3空气重介干法选煤技术简介7 1.3.1空气重介干法选煤技术的原理7 1.3.2空气重介干法选煤技术的发展7 1.3.3传统空气重介流化床选煤机的结构简介10 1.4传统空气重介流化床选煤机的特点及存在问题 11 1.5 本设计在传统方案上的一些改进14 1.6 本章小结 162 空气重介流化床选煤机机构总体设计 2.1排料装置的机构设计172.2布风板的结构设计 192.3选煤机传动方案的确定 222.4本章小结233 流化床选煤机刮板运输装置的设计计算3.1有关原始数据的说明243.2输送能力的计算243.3刮板的设计计算253.4链及链轮的设计计算263.5运行阻力的计算303.6电动机功率的校核323.7紧链力和刮板强度的计算323.8链轮轴的设计计算343.9本章小结384 流化床布风装置的设计计算 4.1布风结构的设计394.2布风装置参数的确定434.3本章小结445 激振装置的设计 5.1结构设计455.2主要参数的计算475.3激振中心的确定485.4激振器的选型505.5安装运行515.6本章小结516 排矸装置的设计 6.1排矸装置的设计52 6.2传感器的选型536.3本章小结54参考文献551 绪论1.1我国能源的现状世界现已探明的煤炭储量是石油的6.3倍。全球2004年的煤炭消费量增长了6.9 ，而石油的消费量仅增加了2.1 。2005年石油价格高位运行，将进一步带动煤炭需求的增加和煤炭市场的稳定回升。中国的煤炭资源预测地质储量，达45000亿吨以上，与美国、俄罗斯两国不相上下，中国煤炭行业投资的相对不足更是吸引了全球投资者的目光。 2004年我国原煤产量完成19.56亿吨，创历史新高，同比增加2.28亿吨，增长13.2%。2004年全国煤炭销量完成18.7亿吨，同比增加2.1亿吨，增长12.7%。全国煤炭出口8400万吨，同比减少902万吨，下降9.7% 。到2004年年末，全国煤炭社会库存1.05亿吨。根据国家统计局的数据，2004年中国原煤产量同比仅增长14.8%。四大用煤行业的增长速度均超过煤炭行业，来自下游的强劲需求使得煤炭供需缺口有进一步扩大的趋势。我国是一个水资源十分贫乏的国家，三分之二以上的煤炭分布在我国西北部，山西、陕西、内蒙古、宁夏等这些地方都是严重缺水地区,传统的跳汰,湿法重介与浮选方法,吨煤耗水量为34,为了解决煤炭加工与缺水的矛盾,干法选煤技术在本世纪70年代就提上了议事日程。工业用水方面，我国炼钢等生产过程的单位耗水量比国外先进水平高几倍甚至几十倍。水的重复利用率不到发达国家的1/3。中国是世界上煤炭产量最多、增长速度最快的国家。1949年仅产煤炭3243万t，1950年4292万t；1960年达到3.97亿t，1970年3.54亿t，1980年6.20亿t，1990年突破10亿t，1995年达到13.61亿t，1996年增加到13.96亿t，创历史最高年产量记录，占世界总产煤量46.07亿t的30%。1997年由于东南亚金融危机和经济结构调整的影响，煤炭产量下降到13.73亿t。中国煤炭产量分布很不均衡据中国第二次煤田预测资料，埋深在1000m以浅的煤炭总资源量为2.6万亿t。其中大别山秦岭昆仑山一线以北地区资源量约2.45万亿t，占全国总资源量的94%；以南的广大地区仅占6%左右。中国煤炭资源的种类较多，在现有探明储量中，烟煤占75%、无烟煤占12%、褐煤占13%。其中，原料煤占27%，动力煤占73%。动力煤储量主要分布在华北和西北，分别占全国的46%和38%，炼焦煤主要集中在华北，无烟煤主要集中在山西和贵州两省。而我国的煤炭存储位置和质量，总的来看较好。但是又有自己的特点。已探明的储量中，灰分小于10%的特低灰煤占20%以上；硫分小于1%的低硫煤约占65%70%；硫分1%2%的约占15%20%。高硫煤主要集中在西南、中南地区。华东和华北地区上部煤层多低硫煤，下部多高硫煤。 中国煤炭资源北多南少，西多东少，煤炭资源的分布与消费区分布极不协调。从各大行政区内部看，煤炭资源分布也不平衡，如华东地区的煤炭资源储量的87集中在安徽、山东，而工业主要在以上海为中心的长江三角洲地区；中南地区煤炭资源 的72集中在河南，而工业主要在武汉和珠江三角洲地区；西南煤炭资源的67集中在贵州，而工业主要在四川；东北地区相对好一些，但也有52的煤炭资源集中在北部黑龙江，而工业集中在辽宁。但是,煤炭又是一个不洁净的能源,在其开采利用的过程中带来一系列问题,破坏生态平衡,危及人类生存,因此,发展洁净煤技术是根本出路。1.2选煤技术简介 随着经济的发展，人们对能源质量的要求越来越高，煤炭作为我国的主要能源，长期以来由于只追求暂时的经济效益，忽视了对环境的影响，结果造成了环境的巨大破坏。这些年随着洁净煤技术的研究，作为洁净煤技术的源头技术选煤方法，取得了很大发展，发展选煤技术就是要谋求短期的经济效益和长期的社会效益、环境效益相统一。1.2.1选煤技术分类 选煤是通过各种方法把原煤中的矿物质去除，并加工成质量均匀、用途不同的各种品煤煤炭加工技术。大力发展选煤技术首先要选择合理的选煤方法，因为原煤中含有的矿物质及有害成分随产地及采煤煤层不同而不同，各地区、各煤层适合不同的选煤方法。 按选煤方法的不同，选煤可以分为物理选煤、物理化学选煤、化学选煤及微生物选煤等。 1)物理选煤。根据物料的某种物理性质(如粒度、密度、形状、硬度、颜色、光泽、磁性及电性等)的差别，采用物理的方法来实现对原煤的加工处理。在实际应用中物理选煤主要是指重力选煤同时还包括电磁选煤及古老的拣选等。重力选煤主要有跳汰选煤、重介质选煤、空气重介质流化厂干法选煤、风力选煤、斜槽和摇床选煤等。 (2)物理化学选煤浮游选煤(简称浮选)。它依据矿物质的物理化学性质的差别进行分选的方法。浮选包括泡沫浮选、浮选柱、油团浮选、表层浮选和选择性絮凝等。由于实际上常用的是泡沫浮选分选细粒的物料，所以通常所说的浮选主要是指泡沫浮选。 3)化学选煤。借助化学反应使煤中的有用成分富集或除去杂质和有害成分的工艺过程。化学选煤主要有氢氟酸法、烧熔碱法、氧化法和溶剂萃取法等。 ,颗粒受到的合力G0,颗粒就会因自身受到的重力大于浮力而下沉；反之则上浮,因此,在重力选矿中,核心问是选择或“营造”一种合适的介质或分选环境,使该介质或分选环境具备相应的密度,从而使被分选的重颗粒因自身密度大于介质密度而下沉,使轻颗粒因自身密度小于介质密度而上浮。1.3.2 空气重介质干法选煤技术的发展20世纪30年代开始研究干法选矿,随之风力选煤在工业上得到应用,风力摇床在处理煤炭的除矸或易选煤的分选上是适宜的,工艺简单、省水。但缺点是:对难选煤分选效率低,污染严重,这是由它的分选原理所决定的。20世纪80年代初,我国从事空气重介质干法选煤的研究和开发,经过近20年的不懈努力,已经在煤炭3000 mm全粒级的干法分选方面取得了进展。空气重介质流化床干法选煤技术在借鉴湿法重介分选精度高与风力选煤系统简化的基础上,进行了大胆地创新,采用空气与加重质混合的气固两相流作为分选介质,实现了流态化技术在选煤领域中的应用。研究表明:完全流化后气固两相流化床的行为在许多方面都呈现类似流体的特征,如两连通床能自动调整到同一水平面,符合液体的连通器原理(见图1.4a)；当容器倾斜,表面保持水平的特征(见图1.4b)；床层中任意两点压力差大致等于此两点间的床层静压头,具有流体一样的静压现象(见图1.4c)；具有流体一样的流动性,如在容器壁开孔,颗粒将从孔口喷出(见图1.4d)；颗粒在流化床中受到浮力,其大小等于与该颗粒同体积的流化床重量,即符合阿基米德定律,即,、表示粒状物料1、2的密度(见图1.4e)。流化床的平均密度与加重质的密度及流化床的孔隙率有关,流化床的平均密度可表达为:=(1) +,略去空气密度,上式可简化为: =(1)。 在正常情况下,流化床的孔隙率是一个常数。与是线性关系,只要改变加重质种类即可改变和,因此,分选密度调节范围宽,假如选择密度较高的固体加重质(如硅铁,其密度为6 900kg/ m3),流化床的平均密度甚图1.4 气固流化床的似流体性质至可以达到=3 000 kg/ m3。为了床层的均匀稳定性,只需将床层中加重质细粉适当松散、膨胀,故风量消耗小,一般为40400 /h,这样小的风量也便于除尘净化。它的床层密度基本等于分选密度,轻产物颗粒在床层中所受浮力大于自身的重力,上浮至表面；重产物则相反,沉于床层下部,几乎是完全按照颗粒的密度进行分层的,所以分选精度高,Ep值为0.05 g/左右。空气重介质气重介质流化床千法选煤工艺，适应严重缺水地区、高寒地区和遇水易泥化煤种的选煤作业，如果在我国煤炭储量丰富的西北、华北和东北地区应用这一选煤新工艺，将具有较高的经济效益和社会效益。在这套工艺中，空气重介质流化床选煤机是核心设备，通过近20年的实验室、半工业性和工业试验研究后，该项研究成果已取得了突破性进展。中国矿业大学为实现全粒级(3000 mm)煤炭干法分选,正在进行进一步的研究开发工作,并取得了可喜的进展:1、6mm细粒级振动空气重介质流化床选煤技术粗粒入料在空气重介质流化床中受到床层的浮力作用,可以按密度分层。但对于细粒入料,因其粒度不是足够地大于加重质颗粒粒度,难以受到床层的浮力作用,或者所受床层的浮力作用难以占主导地位,且空气重介质流化床为准散式流化床,床层中有气泡存在,加重质有一定返混,导致细粒入料易随加重质一起返混或沉降,削弱了细粒物料按床层密度分层的趋势。采用目前已有的空气重介质流化床,只能解决506 mm级粗粒煤的分选问题。然而,随着机械化采煤水平的提高,6 mm级细粒煤在原煤中的含量不断增加,有的高达70%,且黄铁矿硫等主要嵌布在细粒煤中。因此迫切需要研究适合于50mm大块煤深床型空气重介质流化床选煤技术普通空气重介质流化床是用于分选506 mm粗粒煤的,因此流化床的床深控制在400 mm左右即可保证足够的分选空间,满足分选需要,且易于控制气泡的生成长大,保证床层密度的均匀稳定性。为满足露天煤矿大块煤(30050 mm)的排矸分选,需要研究深床型空气重介质流化床。显然,要满足大块煤分选需要,流化床床深应控制在1200 mm左右.我们着重研究了深床型空气重介质流化床的气体分布规律、加重质物性及大块煤分选动力学,找到了实现床层密度均匀、气泡小且兼并少的方法,在实验室1 m2模型机上实现了大块煤的有效分选,Ep值达0.02.3、1mm微粉煤摩擦电选技术摩擦电选技术的基本原理是:具有不同表面电性质的物料在气流夹带输送过程中,粒子之间以及粒子与摩擦器材料之间摩擦碰撞,从而使不同粒子带上相反极性的电荷。进入高压静电场后,带有不同极性电荷的物料向相反极性的电极方向运动,从而实现不同物料的分离.实验室试验表明：摩擦电选可分选下限小于0.043 mm的微粉煤,很显然,在这样细粒级的物料中矿物质已基本得到解离,所以摩擦电选对微粉煤具有良好的脱硫降灰分选作用,可得到灰分小于2%的超低灰煤.目前,采用这种摩擦电选技术的中试系统已通过技术鉴定。4、三产品双密度层空气重介质流化床选煤技术为简化工艺,优化产品结构,有必要研究可以一机出三种不同灰分产品的双密度层空气重介质流化床,这就要求在同一流化床分选室中形成双密度层流化床。我们从加重质的物性、粒度及密度组成、床体结构、操作参数着手,研究了双密度层空气重介质流化床的形成机理,探索在同一分选室中形成上下两个具有不同密度且相对均匀稳定的分选带,实现了三产品双密度层空气重介质流化床分选。实验结果表明：在适当的工艺、操作和结构参数条件下,可以形成双密度层流化床,并进行有效分选,轻产物分选带分选密度为1.501.54 g/ m3,Ep值为0.060.09；重产物分选带分选密度为1.841.90 g/ m3,Ep值为0.090.11。1.3.3 传统空气重介质流化床选煤机的结构简介空气重介质流化床应用于选煤，对选煤机的设计提出了许多全新要求，在结构、尺寸、刚度和耐磨性等方面与其它形式的选煤机相比也有特殊性。因此，对制造工艺也提出了严格要求。空气重介流化床分选机是空气通过布风结构以一定流速作用于重介质,形成流化状态,其性质类似流体。通过调整重介质的成分及粒度,使流化床达到一定密度:不同密度的入选物料在其间自行分层,密度较小的物料上浮,密度较大的物料下沉,物料经分选以后采用刮板输送机在机内循环的排料方式,上层排煤、下层排矸。以气固两相流为分选介质的选煤机机械结构（如图l.5所示），它主要由流化分选室、布风装置、刮板运输机构、精煤端和尾煤端等组成。设计人选量为粒度50(80)6mm、5Ot/h，分选密度为1 .30一2.20 g/cm3 ,刮板速度250mm/s.电机功率22kW,减速比71，流化面积l0 m，外形尺寸约8 OOO mm2 1 OO0 mm 2 OOO mm 。图1.5 空气重介质流化床选煤机机械结构示意本机选煤的基本过程是:压缩空气经布风装置进人流化分选室，与加重质接触，当气速达到起始流化速度时，将形成稳定的气固两相流化床，并具有一定的流化密度。加入料煤进流化分选室，依据阿基米德沉浮定律，人选煤在流化床中按密度分层，经刮板输送机构，浮物和沉物分别由精煤端和尾煤端抖排出。1.4传统空气重介流化床分选机的特点及存在问题(1)空气重介流化床干法分选机的特点多年的试验研究和商业运行结果表明,空气重介质流化床干法选煤技术具有如下显著特点:1)分选精度高.空气重介质流化床干法选煤技术是一项高效的干法分选方法,可以有效地分选506 mm粒级煤炭,可能偏差Ep值可达0.05,这与目前湿法分选中最好的重介质选煤相当。2)投资省.由于系统简单,省去了复杂而耗资很大的煤泥水处理系统,因而工程投资和生产费用都低于湿法分选,约为同厂型湿法选煤厂的1/2。3)环境污染小.由于空气重介质流化床所需压缩空气流量和压力很小,再加上合理的除尘系统,故粉尘污染极小,排放空气含尘量低于环保要求。分选机运行平稳,噪声小。4)分选密度调节范围宽.在高密度和较高密度分选时,采用磁铁矿粉及煤粉混合加重质,可获得稳定的流化床,它的最高密度可达2.2 g/cm3；在低密度和较低密度分选时,采用磁珠和煤粉混合加重质,也可获得稳定的流化床,最低密度可降至1.3 g/ m3。因此,该选煤方法能满足不同煤质、不同产品的质量要求,既可用于高密度分选排除矸石,也可用于低密度分选并获得优质精煤。(2)实际生产中存在的问题选煤机运行实践中，分选效果是好的，但也出现过一些问题，这些问题在前期试验中未曾遇见，是通过生产实践逐渐暴露的，有些问题是在不同煤质分选时出现，有些问题是在长期连续运行后出现。某些问题仅在设备上采取一定的施就可以得到解决，而有些问题则存在于以往的研究中。设计与制造中对某些问题的重视不足也造成了一些不良后果。1)主选机布风板容易堵塞，使主选机无法连续生产，处理量更达不到设计标准。第1座空气重介流化床干法选煤厂于1992年在黑龙江省建成投产,在实际生产中,空气重介干法选煤充分体现了干法选煤的优越性,并且取得了显著的经济效益。但随着生产的进行,也出现了一些问题。但在运行中也出现了一些需要改进的问题。首先遇到的问题是产品的过粉碎。50一6mm的入料在出机器后被过度粉碎，尤其是尾煤没有多少30mm以上粒度的产品，这在半工业性的长期试验中是不存在的。经观察，尾煤问题出在筛板与布风板交叉的转角处，该处的设计为两段直线相交而压链块采用了弧形。当沉物被刮板推至此处，刮板与布风板之间的间隙经历了一个由小变大，又由大变小的过程，且其最大间隙大干入选煤粒的半径25mm，所以刮板运行中将沉物严重破碎。而精煤端排煤筛板与刮板运行方向有一个夹角，也容易产生破碎现象。其次是耐磨性问题。布风板的磨损造成布风板的过早报废。其中最突出的问题就是,主选机布风板容易堵塞,无法形成均匀稳定的流化床,使主选机无法连续生产,处理量更是达不到设计标准。其主要原因是：原煤水分高,布风板透风孔直径小,加之刮板输送机直接在上面来回刮送,所以极易堵塞。再是主选机(如图1.6)是选煤厂的心脏，物料在分选机中的分选过程是：经筛分后的506mm粒级块状物料与加重质同时分别从入口加入分选机中，来自风包的具有一定速度的有压气体经底部空气室和气体布风板后均匀作用于加重质而发生流化作用。在一定的工艺条件下，形成具有一定密度的比较稳定的气一固流化床，物料在此流化床中按密度分层，轻物上浮，重物下沉.分层后的轻、重物料分别由刮板输送机逆向输送，悬浮于上的轻产物从排煤端排出，重产物从排研端排出。排出的轻重产物分别经脱介筛脱介后成合格产品送入产品仓。从其工作过程可以看出:均匀稳定流化床的形成是空气重介流化床干法分选机的关键.在实际生产中.气体布风板极易堵塞，无法形成均匀稳定的流化床，使生产不能正常进行，更谈不上处理量了。其主要原因是：原煤水分高。布风板风孔直径小(2 mm)，加之刮板输送机直接在上面来回刮送，所以极易堵塞。2)工艺流程设计不合理，没能达到分选机对入料原煤水分的要求。图1.6筛分车间的工艺流程图目前大都是机械化采煤，粉尘较大，因而喷水较多，致使原煤水分较高。而空气重介流化床对入料原煤的水分要求4%。而空气重介流化床千法选煤入选前筛分车间的工艺流程见（图1.6）图中，除通过概率分级筛筛除1一6mm的细粒粉煤以降低入选原煤水分外，再无其它的水分把关设备，使入选原煤水分很难达到空气重介流化床对入选原煤的水分要求，从而影响主选机分选效果。1.5本设计在传统方案上的一些改进针对上节提出的问题,本设计中进行了一些改进,提出了一种振动式空气重介流化床选煤机结构。(1)布风板的改进在对空气重介流化床干法选煤技术的研究发展过程中,曾经先后研制过几种结构的布风板。最初使用的布风板结构比较简单,就是在钢板上均匀打孔,孔径3 mm,开孔率20%。这种结构的布风板,布风均匀,但由于孔径小,数量多而密集,因此,加工起来比较困难。在实际使用中,由于孔径很小,很容易出现堵塞的现象,造成布风不均匀,使分选无法继续进行。同时,一旦发生堵塞,清理起来也比较困难。后来,人们又研制出一种新型气体布风板，即钢基密控型。它是在3mm的钢板上滚制深为1mm左右的斜槽，板间夹毛毡,通过毛毡纤维间的气隙,均匀透气。钢板和毛毡用长螺栓串接起来,周边用固定框固定,做成1的布风板,根据布风面积的需要,可以使用多块布风板。这种结构的布风板具有良好的透气均匀性,但投入使用一段时间后,也出现了问题。由于刮板输送机直接在布风板上来回刮送,小块的尤其是片状的矸石极易嵌入钢板和毛毡的缝隙中,将布风板拉开一个小口,破坏布风板的透气均匀性,而且随着刮板的不断来回运动,口子会越拉越大,最终使布风板无法工作,分选难以进行下去。结合以上两种布风板的特点,本设计采用第2种布风板的结构,将其固定在风室上,同时仿照直线振动筛的工作原理,将布风板和风室的整体设计成为一振动系统,让分选出来落在布风板上的矸石,在振动系统的作用下经定重排矸机构排出分选机。这样设计,既充分利用了第2种结构钢基密控型布风板透气均匀的优点,又解决了它容易嵌入矸石的缺点，称为振动式布风板。改进后的分选机结构示意图如图1.6所示。（2）排矸方式的改进对于上层浮煤,可以仍然采用刮板输送机将其输出。刮板输送机由于省去了在布风板上的来回刮送,只需将流化床上层的浮煤带出分选机。因此,运行阻力将大大减小,对刮板输送机各部件的要求也大为降低。对于底部的矸石则是模仿直线振动筛的原理将矸石向布风板的一边运输，在布风板的一端设有临时的矸石存放处，将矸石暂时集中起来。当重量达到规定时，重力排矸装置将信号放大后传给电磁阀，控制液压缸缩回打开排矸口，将矸石排出。当重量小于规定时，液压缸伸出关闭排矸口。定重排矸装置根据矸石的重量而定重打开排矸口。这样有利于给流化床形成稳定的流化气体，形成更好的原煤分层。（如图1.8所示）1.排矸端 2.定重排矸装置 3.除尘口 4.入料口 5.刮板输送机 6.排煤端 7.流化床 8.布风板 9.风室 10.激振器图1.7 振动式空气重介流化床干法选煤机示意图图1.8振动排矸装置示意图1、激振器 2、液压缸 3、挡板 4、传感器 5、布风板1.6本章小结在这一章主要介绍了我国能源的现状、干法选煤技术、空气重介选煤技术以及空气重介选煤技术的特点。我国的能源现状不容乐观，可持续发展要求我们必须发展洁净煤技术，提高煤的分选精度。传统空气重介选煤在实际生产中暴露除了很多的问题，如布风板易堵塞是很棘手的一个问题。我参考多方面的资料，决定在本设计中主要对选煤机的刮板输送装置和布风板进行设计。2 空气重介流化床干法选煤机结构总体设计2.1排料装置的结构设计排料装置是空气重介流化床干法选煤机分选出的精煤重要运输设备，其结构特点如下：(1)刮板输送机在机内循环排料，上层排煤，下层排矸；(2)因机内介质流化后有似流体的特性，为防止溢出机外，两排料端均有较大的倾角 ；(3)刮 板输送机大部分位于流化床床层中；(4)两排料靖的倾角转弯处，因工况及空问位置关系 ，采用压链块作 为刮板输送机的导向件，运行阻力较大 ：(5)为使结构简单、成本低、承载能力大，采用圆环链作为传动链；(6)因分选机较宽 ，刮板长达 2000mm，刚度较差。为提高刚度刮板厚度较大，每块刮板重60kg多 ：(7)整个刮板输送机采用双边链传动。排料装置选用了圆环链刮板排料结构。空气重介质流化床在搅拌的作用下，可以减小不均匀度，而刮板在流化床中的另一个重要作用就是搅拌。刮板的传动链选用了无极形式，上层刮板与下层刮板反向运行，使搅拌作用得以加强，同时使重介质在机内形成大循环，这对流化床的均匀、稳定性可起到良好的作用。刮板的高度较大，产生的搅拌作用过强时，对重介质的推力反而会使流化状态恶化。而刮板的高度又与选煤机的处理量相关，因此在刮板上开孔解决上述相关的两个问题。为正确选用刮板传动链及结构，曾作了大最调查研究，最终选定了圆环链并在刮板的两端进行传动。传动链在工作时要从空气重介质流化床中通过，其工作环境十分恶劣，夹板链由于高精度特性显然不适合在此使用；使用其它异形传动链，将使其维修、更换的费用上升而与其易损件的特性不适应，而圆环链适合在空气重介质流化床中使用。圆环链的选用要保证在电机最大输出时不断链。（如图2.1所示）空气重介质流化床在特性上与湿法重介选煤有着很大的差别，较高的粘度使分选精度受不同煤质和刮板速度的影响。在不同分选要求下，为满足分选精度和最大处理量，刮板运行速度在不同的煤质条件下都将有一个最佳匹配值，故保证刮板运行速度的无级调速功能是必要的。为保证电机能重载启动与运行时能切碎小物料，要正确选用电机功率。1、精煤端排料装置的结构设计图2.1刮板链运输和精煤端排料精煤端的设计主要集中在排料筛板和物料越轴的结构上。排料筛板是入选煤中的浮物由刮板排出机外的通道，同时它兼具脱介功能，当浮物被刮板推上排料筛板时，难免被刮板与排料筛板的边缘相切，在设计中要正确选用排料筛板与刮板的形状和尺寸，以保证两者的刚度满足使用要求。刮板链在设计中使用了无极形式，上层刮板排浮物，下层刮板排沉物，物料越轴的目的是防止产品被下层刮板重新带入机内，因为小于分选密度的物料一旦到达流化床的底层，将很难再次上浮而被作为沉物处理，对分选结果造成不必要的污染。结构设计的难度在于主轴是转动的且不能漏失细碎的产品。精煤端排料筛板的筛孔尺寸要正确设置，因为在选煤过程中，有影响流化密度的细粒物料进入分选流化室，应有部分重介质随产品排出机外，经净化回收后重复使用。2、尾煤排料装置的结构设计将布风板固定在风室上,同时仿照直线振动筛的工作原理,将布风板和风室的整体设计成为一振动系统,让分选出来落在布风板上的矸石,在振动系统的作用下经定重排矸机构排出分选机。这样设计,既充分利用了钢基密孔布风板的透气均匀的优点,又解决了它容易嵌入矸石的缺点。 为了排出流化床振动布风板上的矸石,需要在流化床底部开一个排矸口。但由于流化床中颗粒处于流化状态,若一直开口,流化态的物体将从开口中流出,使分选无法继续。为此,需要设计一排矸装置,定时定量开口快速排矸,而其余时间都处于闭合状态,以保证流化床分选的顺利进行。定重排矸装置的原理图如图2.2所示。图2.2定重排研装置原理图在流化床排矸端侧板上焊接一圆轴,这样侧板就可以绕圆轴进行转动,类似于一个杠杆。同时,在侧板上顶部安装一液压缸,利用液压缸的伸缩和杠杆共同作用推动侧板转动,完成排矸过程。其动作过程是：振动系统模仿直线振动筛的原理将矸石向布风板的一边运输，在布风板的一端设有临时的矸石存放处，将矸石暂时集中起来。当重量达到规定时，重力排矸装置的底部的挡板的变形量传给传感器。传感器将信号放大后传给电磁阀，控制液压缸的活塞杆缩回。液压缸拉动挡板饶圆轴转动，打开排矸口，矸石在自重的作用下排出。当矸石排掉后，重量小于规定值，信号改变，则液压缸的活塞杆伸出。在杠杆原理的作用下，挡板饶圆周反向转动，关闭排矸口。2.2布风板的结构设计布风板作为布风装置中的重要部件，它的主要功能：(1)为流化床提供均匀、稳定的压缩空气。使流化床流化效果好，分选密度均匀、稳定，满足煤炭分选的需要；(2)支撑流化床中重介质、精煤和矸石；(3)为维修排料机构及机内零部件提供立足点。由于流化床内有运动装置(刮板翰送机)对已分选物料分别输送，根据布风板的功能，它必须具有以下条件：1)一定的开孔率和压降；2)抗堵孔、易清理；(3)有足够的强度、刚度及耐磨性；4)上表面平整。 经过长期的探索和实践，能满足布风均匀的布风板形式较多，经过筛选曾用过以下几种：1)多孔板，即2层多孔板夹上阻尼层；2)微孔烧结板；3)不锈钢板夹微孔材料。总结起来主要有两种形式的布风板即：孔板型和钢基密孔型。 由于现场工况恶劣，布风板存在一些问题，严重阻碍了空气重介流化床干法选煤技术的运用和发展。长期以来，作了大量的工作，力求寻找一种新型的布风板，它具备:布风均匀、不堵孔及强度、刚度、耐磨性均好等优点，但收效甚微。通过观察分析，布风板存在的问题与排料方式有关，是由于布风板与刮板间存在间隙和相对运动，歼石在布风板表面摩擦、挤压造成的。只要改变排料方式或对现有的排料方式进行适当的改进，完全可以弥补布风板的不足，甚至可以降低对布风板的要求而不影响分选。如何形成适合选煤的密度相对均匀、稳定的流化床，是本机设计首先要解决的问题，采取有效措施将选后产品排出机外的排料装置是选煤机的必要结构。该技术应用的是一种准散式流化床，气泡从床层底部进人，在上升途中气泡逐渐合并，且上升的速度增加，气体以微型鼓饱形式穿过床层。研究结果表明，控制流化床密度的均匀稳定是精煤与尾煤分层与分离的必要条件。在诸多要控制的因素中，涉及机械设计的内容是如何使进入床层的气体分布均匀，减小不均匀性和减小流化床在铅垂方向的密度梯度，在选煤机内完成这个功能的是布风结构。使用压降大的布风结构，容易得到良好的布风效果。从选煤运行的经济性出发，我们选用的是小压降布风结构。布风结构在设计中被分为三个层次扰流器被安置在压缩空气的入口处，它将气体束流分散开，使气室内各点间的压力差值减小；气流均化器安装在中间，当气流通过互相连通、曲折的细孔通道后，气压得到进一步的均化；布风板在最上面，它也是孔状结构。进行分选作业时，流化床各段的风量并不相同，因此要求布风结构能保证对不同流化段的风量进行调节。设计结果是:将布风板向流化分选室外扩展，用螺栓紧固在机体上，