毕业设计（论文）-城市生活垃圾处理设备发酵系统控制部分.doc

本科毕业设计说明书 第 28 页 共 28 页 毕业设计说明书学生姓名： 学 号： 学 院： 机 电 工 程 学 院 专业年级： 2004级机械设计制造及其自动化一班题 目： 城市生活垃圾处理设备 发酵系统控制部分 指导教师： (姓 名) (专业技术职务)评阅教师： (姓 名) (专业技术职务) 2008 年6 月中文摘要 随着城市建设的发展和城市人口的增加，中国城市生活垃圾的产生量不断增加，垃圾污染已成为困扰城市发展的严重社会问题。为了将城市生活垃圾进行减容减量及无害化处理，在此设计了一套城市生活垃圾处理系统。该系统可以将城市生活垃圾中可发酵分解的有机物进行好氧发酵处理，具有发酵周期短，发酵温度适宜，发酵程度好，占地面积少的优点。该系统的发酵仓采用重力翻板式，一个发酵仓设十层，这就是占地面积少的原因；进料和出料都由输送带传送，可以方便控制时间；翻板与刮板采用PLC控制，减少人力物力。经过该系统发酵处理后的有机物堆肥应用到农田、城市绿化建设。关键词 城市生活垃圾 好氧发酵处理 重力翻板式 PLC 占地少 全套图纸加扣 3012250582外文摘要Title the ferment system of the living garbage in city AbstractWith the development of city and the increment of the city population,the creation of the garbage in China increases continuously,the garbagepollution has become the serious social problem that put out the developmentof city .I designed a system of dealing with theliving garbage in city. The system can make the organic matter of the living garbage in city that can fermented and decompound proceed the goodferment of oxygen. There are some advantages such as the short period offerment, the right temperature of ferment, the good degree of ferment, thesmall area covering. The systems storehouse of ferment adopts the way of turning over ban with gravitation.There are 10 floors in one fermentsstorehouse. The smaterial thatbe in and out is carried by conveyer belt,which can control time conveniencly. The movement of the turning board is contral by PLC. Thus can reduce the manpower and material resources. The living garbage which is deeled with ferment by this system can reach the degree of harmlessnessand nonpollution. And the organic matters compost which is deeled with ferment is usede for the farmland and the virescence build of city.Keywords The living garbage in city; The good ferment of oxygen; PLC Gravity tipping composting device; Small area covering 目 录 1 绪论 52 生物堆肥化72.1 堆肥化概念72.2 堆肥化过程 82.3 热灭活与无害化82.4 好氧堆肥化工艺过程93 影响堆肥化的主要因数113.1 碳氮比（C/N）123.2 含水率123.3 通风量123.4 温度133.5 PH143.6 空隙率144 好氧法发酵周期145 设计内容及基本要求155.1 设计依据165.2 仓体设计165.3 输送带的设计 175.4 通风供氧方式及鼓风机的选择185.5 翻板与刮板的控制系统205.6 静置池的设计225.7 占地面积226 三维建模及仿真236.1 三维建模236.2 装配246.3 安装伺服电动机24结 束 语26致 谢 词27参 考 文 献28 1 绪论 随着我国经济的高速发展，城市化进程速度不断加快，人民生活水平不断提高，城市生活垃圾的产生量不断增加，对环境造成的污染日益严重，成为阻碍我国经济可持续发展的障碍之一，引起了全社会的关注。为了在经济发展中有效解决生活垃圾这一污染难题，应当解决好三个层次上的问题。一是发展方式和发展观念上的转变。我们不能在发展现代经济的过程中，全盘接纳在国际上正在逐渐被抛弃的鼓励资源消耗，鼓励过度消费，把发展等同于物资消费的传统发展方式和发展观念。应当弘扬勤俭节约、收旧利废的优良传统，倡导建立资源再循环利用的可持续发展的经济社会体系，以大大减少现代经济所产生的生活垃圾。二是产业结构和产业政策上的调整。应当看到，减少资源消耗与减少废物排放，实行废物分类回收和综合利用，实现清洁生产业已经成为国际产业发展的一个重要方向。对待生活垃圾的处置，我认为应当本着分类回收、综合利用、政府推动、市场运营这样的方针，积极制定鼓励废物分类回收和综合利用的产业政策，着力重建一个有效的垃圾产业体系。发展这一产业体系是一举三得：增加资源、扩大就业、减少污染。三是回收利用和治理技术上的不断创新，这是解决生活垃圾问题的基本环节。在这方面，需要有一系列涉及垃圾减量化、资源化和无害化的高效率、低成本的适用技术，以满足各部门和各地区的需求。 目前主要有三种垃圾处理方法：卫生填埋、焚烧处理和垃圾堆肥。其中填埋技术操作简单，可以处理所有类型的垃圾，但是占地面积达，同时存在严重的二次污染。而对生活垃圾进行焚烧处理，减量及减容无害化都很高，焚烧过程中产生的热量用来发电可以实现垃圾的资源化，使一种较好的垃圾处理方法。但对焚烧条件控制不当会存在烟气污染的问题，且设备投资巨大。另外，垃圾焚烧发电的经济性也不如一般的能源发电。然而堆肥技术工艺简单，适合于容腐有机物含量较高的垃圾处理，对垃圾中的部分成分进行资源利用，且处理相同数量的垃圾投资比单纯的焚烧处理大大降低成本。但有部分有机物和无机物不可降解，因此减容、减量及无害化程度低，所以需将三种处理技术有机的结合起来彻底的解决垃圾问题。表1-1则是这几种方法的比较。表11 几种垃圾处理方法优缺点比较：方 法 优 点缺 点评价裸露堆置1、 处理量大、运作费用低2、 最方便、最省钱1、 最原始、污染最大2、 大量侵占土地 后患无穷卫生填埋 1、 处理量最大，运行费用相对较低2、 工艺相对简单3、 是其他处理法残渣的消纳场1、 场址受限，占地大2、 使用期限有限，管理要求高3、 水、气污染不能彻底解决4、 对周围环境影响较大1、政府将背上沉重的包袱2、仍需逐年投入焚 烧1、减量化程度高2、垃圾热值可以利用3、地面无害化程度高4、减容量较大，70%80%1、投资大，运转费高2、垃圾热值低不能利用3、尾气处理难4、仍需要填埋场1、更加剧政府负担2、需大额补贴发酵制肥1、占地少、见效快2、达到了无害化资源化3、做到了物尽其用，变废为宝4、资源化产品价值高，市场广阔5、有很高的经济效益1、工艺、设备较复杂2、操作、保养条件相对要求高3、管理水平要求高4、用电量较大政府一次性投入后就卸下包袱自身可以维持运转可回收投资并有盈余2 生物堆肥化2.1 堆肥化概念堆肥化就是在人工的控制下，在一定的水分、C/N比和通风条件下通过微生物的发酵作用，将有机物转化为肥料的过程。在这种堆肥化过程中，有机物有不稳定状态转化为稳定的腐殖质，对环境尤其是土壤环境不构成危害，故把堆肥化的产物叫堆肥。2.2 堆肥化过程 好氧堆肥化从废物堆积到腐熟的微生物生化过程比较复杂，但大致可分为以下三个阶段。（1） 中温阶段（亦称产热阶段） 堆肥初期，堆层基本呈中温，嗜温性微生物较为活跃，并利用堆肥中可溶性有机物旺盛繁殖。此阶段微生物以中温、需氧型为主，通常是一些无芽胞细菌。（2） 高温阶段 当堆肥温度升高到45度以上时，即进入高温阶段。在这个阶段，嗜温性微生物受到抑制甚至死亡，嗜热性微生物逐渐代替了嗜温性微生物的活动，堆肥中残留的和新形成的可溶性有机物质继续分解转化，复杂的有机化合物如半纤维素、纤维素和蛋白质等开始被强烈分解。通常，在50左右进行活动的主要是嗜热性真菌和放线菌；温度上升到60时，真菌几乎完全停止活动，仅有嗜热性放线菌和细菌在活动；温度上升到70以上时，对大多数嗜热性微生物已不适宜，微生物大量死亡或进入休眠状态。 (3) 腐熟阶段 在内源呼吸后期，只剩下部分较难分解及难分解的有机物和新形成的腐殖质，此时微生物活性下降，发热量减少，温度下降。在此阶段嗜温性微生物又占优势，对残余较难分解的有机物作进一步分解，腐殖质不断增多且稳定化，此时堆肥即进入腐熟阶段。降温后，需氧量大大减少，含水量也降低，堆肥物空隙增大，氧扩散能力增强，此时只需自然通风。2.3 热灭活与无害化 城市生活垃圾中的有机物如管理不善，在自然堆放过程忠易于腐败分解，污染环境、传播疾病，所以城市生活垃圾的无害化是处理处置的重要目标。表2-1是消灭病原体的温度和时间表。 表21 消灭病原体的温度和时间表微菌消灭时间-温度病菌消灭时间-温度温度/时间/min温度/时间/min志贺氏（杆菌）内阿米巴溶组织的孢子缘虫微球菌属化脓菌5545555060很短很短10链球菌属化脓菌结核分枝杆菌蛔虫卵埃希氏杆菌属大肠杆菌546650551015206060 如上所述，好氧堆肥化能提供杀灭病原体所需要的热量。细胞的热死主要是由于酶的热灭活所致。在低温下，灭活是可逆的；而在高温下，则是不可逆的。2.4 好氧堆肥化工艺过程现代化堆肥生产，通常由前（预）处理、主发酵（亦可称一次发酵、一级发酵或触及发酵）、后发酵（亦可称二次发酵、二级发酵或次发酵）、后处理、脱臭及贮存等工序组成。1. 前处理当以城市生活垃圾为主要原料时，由于其中往往含有粗大垃圾和不可堆肥化物质，这些物质会影响垃圾处理机械的正常运行，并降低发酵仓容积的有效使用，且使堆肥难以达到无害化要求，从而影响堆肥产品的质量，因此需要用到破碎、分选等预处理方法去除粗大垃圾和降低不可堆肥化物质的含量，并使堆肥物料粒度和含水率达到一定程度的均匀化。颗粒变小，物料表面积增加，便于微生物繁殖，可以促进发酵过程。但颗粒也不能太小，因为要考虑到保持一定程度的孔隙率与透气性能，以便均匀充分地通风供氧。适宜的粒径范围是12-60mm，最佳粒径需视物料物理性质而定。2. 主发酵主发酵主要在发酵仓内进行，靠强制通风或翻堆搅拌来供给氧气，供给空气的方式随发酵仓种类而定。在发酵仓内，由于原料和土壤中存在的微生物作用而开始发酵，首先是易分解物质分解，产生二氧化碳和水，同时产生热量使堆温上升。这时微生物吸取有机物的碳、氮等营养成分，在合成细胞质自身繁殖的同时，将细胞中吸收的物质分解而产生热量。3. 后发酵经过主发酵的半成品被送去后发酵。在主发酵工序尚未分解的易分解及较难分解的有机物可能全部分解，变成腐植酸、氨基酸等比较稳定的有机物，得到完全成熟的堆肥成品。后发酵也可以在专设仓内进行，但通常把物料堆积到1-2m高度，进行敞开式后发酵，此时要有防止雨水的设施。为提高后发酵效率，有时仍需要进行翻堆或通风。后发酵时间的长短，决定于堆肥使用的情况。例如堆肥用于温床（能利用堆肥的分解热）时，可在主发酵后直接利用。4. 后处理经过二次发酵后的物料中，几乎所有的有机物都变成细碎和变了形，数量也减少了。然而，在城市垃圾堆肥发酵中，在前处理工序中还没有完全去除的塑料、玻璃、陶瓷、金属、小石块等杂物依然存在，因此，还有经过一道分选工序以去除杂物，可以用回转式振动筛、振动式回转筛、磁选机、风选机、惯性分离机、硬度差分离机等预处理设备分离去除上述杂物，并根据需要进行再破碎。后处理工序除分选、破碎设备外，还包括打包装袋、压实选粒等设备，在实际工艺过程中，根据实际情况需要来组合后处理设备。5. 脱臭在堆肥化工艺过程中，每个工序系统有臭气产生，主要有氨、硫化氢、甲基硫醇、胺类等，必须进行脱臭处理。除臭气的方法主要有化学除臭剂除臭；水、酸、碱水溶液等吸收剂吸收法；臭氧氧化法；活性炭、沸石、熟堆肥等吸附剂吸附法等。其中，经济而又实用的方法是熟堆肥氧化吸附除臭法。将源于堆肥产品的腐熟堆肥置入脱臭器，堆高约0.8-1.2m，将臭气通入系统，使之与生物分解和吸附及时作用，氨、硫化氢的去除效率可达98%以上。也可以用特种土壤（如鹿沼气、白筀土等）代替堆肥，此种设备称土壤脱臭过滤器。6. 贮存堆肥的供应期多半是集中在秋天和春天（中间隔半年）。因此，一般的堆肥化工厂有必要设置至少容纳6个月产量的贮藏设备。堆肥成品可以在室外堆放，但此时必须有不透雨水的覆盖物。贮存方式可直接堆存在二次发酵仓内，或袋装后存放。加工、造粒、包装可在贮藏前也可在贮存后销售前进行。要求包装袋干燥而透气，如果密闭和受潮会影响堆肥产品的质量。3 影响堆肥化的主要因数判断堆肥过程进行的是否顺利，主要是根据堆肥无聊中有机物的变化和堆肥工艺控制参数（如碳氮比、水分、温度、通风量等）的变化。通过堆肥的过程控制，可保证堆肥过程顺利进行。3.1 碳氮比（C/N）一般C/N控制在2535。如C/N过大，微生物增值时，由于氮的不足而受到限制，有机物分解速度变得缓慢，堆肥需要更长的时间。C/N过低，氮过量，堆肥过程中产生的不仅影响环紧而且造成肥效成分氮的损失，因此，堆肥的物料应很好的控制C/N。当有机物的碳氮比为已知时，可按下式计算所添加的氮源物质的数量； （3.1）式中K为混合原料的碳氮比，最佳范围值配合后为35：1；分别为有机物原料和添加物料的碳、氮含量。3.2 含水率通常城市生活垃圾的含水率低于最佳值，可添加污水污泥等来进行调节，添加的调节剂与垃圾的重量比，可根据下式求出： （3.2）注：公式（5.1）、（5.2）来自垃圾处理处置技术及工程实例 式中M为调节剂与垃圾的重量比（湿重）；分别为混合原料含水率、垃圾含水率、调节剂含水率。 如果生活垃圾中水分过高时，则需要采用有效的补救措施：若土地空间与时间允许，可将物料摊开进行搅拌，即通过翻堆促进水分的蒸发；或是在物料中添加松散或吸水物（如干叶木屑和堆肥产品等），以辅助吸收水分，增加它的空隙容积。3.3 通风量 堆肥处理的不同阶段，通风供氧的目的是不同的。在好氧堆肥的通风供氧过程中，首先必须注意的是供养的浓度。堆肥过程中合适的氧含量应大于18%，最低氧浓度不能小于8%，氧含量一旦低于8%氧就成为好氧堆肥中微生物生命活动的限制因素，并容易使堆肥厌氧而产生恶臭。适宜的通风量通常控制在0.61.8挥发性固体，或将氧浓度维持在10%18%。 供氧的方式也是堆肥控制过程中的主要因素之一。强制通风通常采用机械（离心风机）的方法向固体废料堆层中进行供氧，强制通风的目的除了供应氧气、去除水分外，更重要的是控制系统保持适宜的发酵温度,即从堆肥发酵仓系统向外散热,这对堆温度的调节,尤其在进入降温阶段温度的控制是必要的。3.4 温度 温度是堆肥处理过程中很重要的工艺指标。微生物氧化分解有机物，放出大量的热量使堆层温度升高，微生物发酵条件控制的好坏，也直接影响有机物分解的速度，从而影响堆层的温度。许多因素影响堆层的温度，温度也反过来影响堆层微生物的种类和数量，不同的温度条件下，就会有不同种属、不同数量的微生物，它们对各种有机物的分解能力也不同。表3-1是堆肥温度与微生物的生长关系。 表31 堆肥温度与微生物的生长关系温度/温度对微生物的影响温度/温度对微生物的影响嗜温菌嗜热菌嗜温菌嗜热菌常温38激发态不适用5560 不适用抑制状态3845抑制状态可开始生长6070抑制状态4555毁灭期激发态70毁灭期 堆肥需要维持较高温度的另一目的是杀死无物料中的致病菌、寄生虫卵及杂草的种子。如果堆肥过程能维持60以上一昼夜的时间，将杀灭所有的致病菌，达到无害化的结果。 因此，在堆肥过程中，堆体温度应该控制在5065之间，但在5560时比较好，不宜超过60。温度过高会过度消耗有机质，并降低堆肥产品的质量。温度的过程控制一般是通过控制通风量来实现的。3.5 PH堆肥有机物原料的PH值一般在58的范围内，不会对堆肥过程产生影响。在堆肥过程中，堆肥物料的PH会随发酵阶段的不同而变化，但其自身有调节PH的能力，因此，堆肥物料一般不需要调节PH。3.6 空隙率 好氧堆肥供氧是必不可少的，以城市生活垃圾为堆肥原料时，由于垃圾中含有大量大块的和非堆肥物质，调整垃圾的粒径。考虑到增加物料垃圾的表面积的同时，还必须注意保证物料由一定的空隙率，便于通风，使物料能够活得足够的氧气。一般适宜的垃圾颗粒大小范围为260mm，最佳颗粒随着垃圾物理性的变化而变化，本设计用的是抚平耙子机构，在整个过程中，连续对发酵物料进行搅拌，且在搅拌的同时进行强制通风，所以垃圾不会板结，空隙率较好，发酵速度比较快。4 好氧法发酵周期发酵周期是指垃圾经过好氧发酵过程有原材料成为稳定无害的堆肥产品所需要的时间。堆肥发酵周期的长短是评价堆肥工艺好坏的一个重要指标。C/N比、通风量、温度和水分等是否处于最佳状态均能使发酵周期受到直接影响。根据研究表明，好氧法发酵一次时间为34天，采用二次发酵时间大约为10天。本设计只采用了一次发酵，周期为3天。根据有关研究，城市垃圾在初级发酵阶段，当反应条件最佳时，垃圾中易降解有机物的分解具有一级反应的性质，即： 积分后得： （4.1）注：公式来自三废处理工程技术手册式中，发酵开始时挥发性固体质量分数（%）；S经过时间t后挥发性固体质量分数（%）；比例常数，根据试验数据算出此值为0.119/d，另有人算出此值为0.136/d,两者平均值为0.128/d。 本设计周期为3天，升温阶段在6小时完成，所以在这6小时要不断通风，以提供充足的氧气。因为每隔一段时间，物料会从上层往下层掉，在这个过程中，相当于对物料进行翻堆，并且在整个过程中，始终有搅拌，所以物料空隙率较大，只要通风设备好，氧气就足够了。由于在发酵塔内，垃圾发酵都是处于升温阶段，所以要连续的强制通风。5 设计内容及基本要求 设计一套长沙市日处理垃圾1500吨的垃圾处理系统之中的生物好氧发酵系统以及对应的发酵发酵菌种。垃圾经过破袋、一次分选、一次筛分后，在搅拌机内与发酵菌充分拌均匀后，经过输送带送至发酵仓内发酵分解。发酵系统中有发酵仓、输送带、静置池，发酵仓的进料出料全由输送带运输，仓内设有翻板，每仓十层，垃圾就在板上发酵，且每隔一段时间进行翻板，当板翻过180度时，刮板进行工作，刮掉板上残余物料，刮板的另一个作用是将堆层垃圾刮平。为便于通风供氧，装置四周设有通风及排风管线，将空气引入活动翻板下面，经过活动翻板的缝隙进入上一层发酵仓，由上一层发酵仓的上部或顶部排出，实现供氧及散热功能。发酵仓顶部设有抽风口（外接除臭系统）以改善顶部的操作环境。此系统进行的是第一次发酵，其后还有精发酵。此发酵的目的主要是对垃圾的成分可以进一步的熟化，达到成分的细化，同时还可以提高发酵物的质量，对后来的精发酵起到促进作用，达到无公害、无污染的程度，并将发酵处理后的有机物堆肥应用于农田、城市绿化建设。5.1 设计依据根据调查，长沙市城市生活垃圾主要以五吨级卡车运至垃圾场，平均每天运送垃圾可达到近3000吨，并通过调研取样计算，其实际重量为转载量的70%，即2100吨，每天的发酵设备是连续工作，根据指导老师的要求，我们要设计出8小时500吨垃圾，则该设计在一天之内能够处理1500吨生活垃圾，这个量是很大的。表5-1是长沙市生活垃圾的分类。 表51 长沙市生活垃圾组分分类类别 有机物无机物 可回收物其他动物植物灰土砖瓦陶瓷纸类塑料橡胶纺织物玻璃、金属等5.2 仓体设计本次发酵是第一次发酵，分两步进行：发酵仓内发酵；发酵池静置。此次发酵是对垃圾进行预处理，其发酵过程中没有添加任何有机元素，只是对垃圾进行熟化，初步杀死垃圾中的细菌。本设计发酵仓采用重力翻板式，仓体高24m,长12.8m,宽11.6m。仓内设有十层板，每层分为十块小板，每块小板的宽2米，长4米。十块小板以五块为一组，并列放两组。垃圾搅拌后呈泥沙状态，在板上经过刮板的作用大致呈长方体状。 5.3 输送带的设计 本设计要日处理1500吨生活垃圾，采用全天工作制。布置3个发酵仓,2个用来工作,另外1个供轮换使用。按照8小时处理500吨的生活垃圾计算,则平均一个仓8小时处理340吨，则每块板承受： 则每层垃圾堆的高度为： 此设备需要半小时的准本工作，故该系统运作时间为7.5 小时。设每层翻板时间为2分钟（翻、回各一分钟），刮板时间也为2分钟（翻90s、回30s），则物料在每层内停留的时间为： 因为输送带是连续工作的，也就是说在这41min内要装满2个仓的一层，即68t，则输送带的流量为： 由于有机垃圾时经过搅拌机搅拌后输送过来的，质量分布较均匀，所以可以把有机垃圾的密度认为与水是一样的，即每分钟输送垃圾的体积为1.7。根据运输机械设计选用手册可查得：带宽1000mm，堆积角，槽角，截面积，由此可求得输送带的速度v为： 输送带工作时最大的张力F，可由运输机械设计选用手册查得公式并代入数据可求得为： （5.1）式中 B输送带带宽，mm 输送带纵向扯断强度，N/mm.层 Z输送带芯层帆布层数 N输送带安全系数 由此可求得输送带运作时最大功率T： （5.2）则可选用型号为Y200L2-6，额定功率为22KW，转速为970r/min的电机。 选输送带的滚筒直径为630mm，按照输送带15m/min的速度，可以求得滚筒的转速为： 则从电动机到滚筒之间的传动比为： 因为传动比较大，且传动要平稳，减速器选行星齿轮减速器较好，传动比大，体积小，运动稳定，反锁能力好。查机械设计手册得，可以选用型号为ncd560,传动比为i=130的行星齿轮减速器。有上计算可得，本设计选用的输送带为普通型，芯层代号为EP，覆盖代号为NR，带宽1000mm,堆积角，槽角，截面积，输送带的高度根据仓体高度而定，输送带下层比进料口高500mm。出料输送带的速度只要在接受出料垃圾时，3个仓不发生冲突就可以。出料输送带的高度离地面要有500mm左右。5.4 通风供氧方式及鼓风机的选择好氧发酵按温度变化和时间变化历程分为3个阶段:升温阶段、高温阶段、降温阶段。升温阶段温度变化快，好氧速率很快达到最大值，此阶段通风以供氧为主要目的，一般温度达到55以上后进入高温阶段，随着有机物浓度的降低，高温阶段好氧速率逐渐降低，当温度出现明显下降时，表明易降解有机物大部分已降解，发酵进入降温阶段，降温阶段好氧速率很低且变化不大，此时可进行出料，完成初级发酵。在发酵塔内采取鼓风机连续通风方式，这里不考虑散热，风量其实不大，根据我国不同生活垃圾堆肥的实测结果，大多数情况下好氧速率最大值低于，根据温度与通风量的关系可知，每层所需要供氧风量约为时，垃圾发酵程度最完全，则塔内所需通风量为： （5.3）则总的需要通入的空气量为： （5.4） K 风量系数，一般为1.1。风压计算如下： （5.5）式中压力系数，一般取1.1；沿程阻力（）；局部阻力；堆层阻力；堆层高度 （m）。本每个发酵塔堆层垃圾的体积取170，风机管线最远长度取25m，管道风速取1m/s，管径计算值约为207，空气密度取1.29,管道绝对粗糙度取0.2,查得管道摩擦系数0.0196，根据公式： （5.6） 式中： 局部阻力系数为根据公式得： （5.7） 堆层高度由前面可知，0.7m，则： 代入上述各值即得：共有3个发酵塔，每个发酵塔配一台风压为887的离心鼓风机，风量为1527，型号为C6-48NO3.15。则鼓风机的功率为： 注：公式（7.1）、（7.2）、（7.3）、（7.4）、（7.5）、（7.6）、（7.7）出自重力翻板式垃圾快速堆肥装置工艺设计 5.5 翻板与刮板的控制系统由于每个发酵仓有10层板，共有3个发酵仓和一个备用仓，在翻板时不可能用人工按按钮来完成，否侧会很不经济，最好的方法是用PLC来控制，且精度要求也能达到。 工艺流程图和动作顺序表发酵仓是从下往上连续翻板的，翻完以后，过45分钟再重复翻板，这是周期为45分钟的工艺流程，在这里设计一个流程图表示。见图5.1、5.2 图5.1 一个发酵仓的工艺流程图图5.2 总控制流程图选择PLC首先应估计需要的PLC的规模，选择功能和容量满足需要的PLC。本设计采用的是一块PLC控制一个发酵仓，3个发酵仓就3块，一块总控制的PLC控制其余3块，则共需要4块PLC。总控制PLC的输入店主要有一个启动开关、一个停止开关和一个启动、停止备用仓的开关。输出点则有3个继电器，每个继电器控制一个发酵仓的PLC。每个发酵仓的PLC的输入点有21个，其中启动一个，每层板的开关个2个，10层板就有20个；输出点40个，每层板的正反转动作各一个，每层刮板的来回走动各一个。由上可得出，此控制系统所需要的PLC有两种类型：总控制PLC的输入点数为4，输出点为3；各仓的PLC输入点数为21，输出点数为40。画出PLC与现场器件的实际连线图详细见图纸画出梯形图根据工艺流程、动作顺序表和安装图，画出梯形图。此控制系统原理简单，主要是进行周期性动作。但是由于有5个PLC，实际连线比较复杂，可以采用“化整为零”的方法，待一个个PLC控制功能的体型图设计出来后，再“积零为整”，完善相互关系。按照梯形图编写指令程序根据所选用的PLC所规定的指令系统，将梯形图的图形符号编写成可用编程器送入PLC的代码。指令语句表采用表形式编写。详细插图A。5.6 静置池的设计每天处理的垃圾量为1500吨，一天三班，每个池需要容纳一天的处理量。仍然把垃圾的密度与水相当，则一个静置池的体积为1500。静置池设为圆柱形，直径20m，则深度为h: 代入数据得 这样静置池的深度可设为5m,发酵周期为三天，则必须安排3个，另加3个备用。静置池排列成两排，可以减少输送带的长度。详细见布局图。5.7 占地面积重力式堆肥装置由于采用了多层机构，节约占地面积。如前所述，设发酵仓为10层，垃圾堆层高度为0.43m左右，每个45分钟上料一层，出料一层，则处理10垃圾堆层占地约为23。仓宽11.6m,长为12.8m，则占地面积为：149，3个发酵仓就是447。相比国内其他实验厂占地面积要少很多。可见重力翻板式装置发酵设施占地面积少，又利于减少土地资源和基建投资。6 三维建模及仿真仿真，主要目的是使人们在产品设计阶段就能直接地观察到内部存在的各种因素和相互作用，可以节省开发费用，缩短开发周期，提高开发效率。本次毕业设计采用Pro-e软件进行三维建模及仿真。Pro-e是一套基于Windows的CAD/CAE/CAM/PDM桌面集成系统，是当前世界范围内运用最为广泛的三维CAD软件。6.1 三维建模下面以翻板的生成过程为例简单介绍一下如何利用Pro-e生成三维实体。 6.1.1 启动Pro-e2.0，选择菜单命令“文件”中“设置工作目录”，在打开的对话框中，选取一个文件夹，单击确定即可。6.1.2 进入画图界面。点击“文件”，单击“新建”，在弹出的对话框中，在“类型”中选零件，在“子类型”中选“实体”，输入零件名称，去掉“使用缺省模块”前面的钩；再在弹出的对话框中选择“mmns_part_solid”,单击“确定”。6.1.3 零件建模。点击“拉伸工具”，依次点击“放置”，“定义”，这时弹出“草绘”对话框，在画图区域选择一个基准面作为草绘平面，点击“确定”。点击“创建矩形”，画出一个矩形，在将尺寸修改为长400mm,宽200mm,单击下面的“钩”。回到拉伸界面，选中“拉伸为实体”和“从草绘平面以指定的深度值拉伸”，将拉伸值设为15mm，确定即可得到翻板的零件图。可以单击“几何预览”，使用鼠标中键旋转零件图，查看生成的零件图是否符合自己的要求，不符合可以取消；符合即可单击“钩”进入下一步操作。6.1.4 拉伸翻板两端的轴。点击“拉伸工具”，依次点击“放置”，“定义”，这时弹出“草绘”对话框，在零件图上选择一个宽和高的平面作为草绘平面，点击“确定”。点击“创建圆”，画出一个圆形，在将尺寸修改为长直径为10mm,单击下面的“钩”。回到拉伸界面，选中“拉伸为实体”和“从草绘平面以指定的深度值拉伸”，将拉伸值设为30mm，确定即可得到翻板的零件图。可以单击“几何预览”，使用鼠标中键旋转零件图，查看生成的零件图是否符合自己的要求，不符合可以取消；符合即可单击“钩”进入下一步操作。6.1.5 颜色改变。若想使用自己喜欢的颜色，可以依次单击标题栏中的“视图”、“颜色和外观”，这时弹出“外观编辑器”，在里面选择喜欢的颜色，点击“应用”即可。图6.1是拉伸成的实体零件图。 图6.1 翻 板 6.2 装配 零件装配是通过零件间的装配关系实现的。建立装配体的基本步骤如下：6.2.1进入装配界面。选择菜单命令“文件”中“设置工作目录”，在打开的对话框中，选取一个文件夹，单击确定即可。点击“文件”，单击“新建”，在弹出的对话框中，在“类型”中选“组件”，在“子类型”中选“设计”，输入零件名称，去掉“使用缺省模块”前面的钩；再在弹出的对话框中选择“mmns_asm_design”,单击“确定”。6.2.2装配零件。点击“将元件添加到组件”，在弹出的“打开”对话框中，选择合适的零件，单击“打开”。在“元件放置”对话框中，选择“在缺省位置装配元件”，点击“确定”。6.3 安装伺服电动机在6.2.2中点击“应用程序”，选择“机构”，在弹出的图形界面中，单击“定义伺服电动机”，在弹出的“伺服电动机”对话框中，单击“新建”，弹