BIYESHEJI（20__屆）火電廠脫硫裝置中型扁圈成型機的主機結構設計摘要為了控制環境惡化，就要控制火電廠二氧化硫的排放量。脫硫裝置在控制火電廠二氧化硫排放量中起了重要的作用。本文所設計的是脫硫裝置中扁圈成型機的主機結構。該成型機具有高效，自動化的特點。而且可以生產多種尺寸的扁圈，提高了成型機的利用率。在尺寸精度上也有一定的保證。不過由于電機安裝尺寸以及扁圈尺寸的沖突中間加上了齒輪傳動。這也增加了能量的損耗。如何解決扁圈尺寸和電機安裝尺寸的結構安排將會是將來設計成型機的主要創新點。關鍵詞：成型機，步進電機，脫硫裝置，齒輪傳動Coal-firedplantsdesulphurizinginstallationsmediumsizedflatcirclethehostmachinestructuredesigningAbstractInordertocontrolthedeteriorationoftheenvironmentandthepowertocontrolsulphurdioxideemissions.Desulphurizinginstallationsincontrolsulphurdioxidepowerplaysanimportantrole.Thisdesignisdesulphurizinginstallationsmedium-sizedflatcirclethehostmachinestructure.Thismachineisefficient,thecharacteristicsofautomation.Andcanproducevarioussizeofflatlaps,improvestheutilizationrateofmachines.Insizeaccuracyalsotohavecertainassurance.Butbecausetheelectricalmachineryinstallationsizeandthesizeofflatcirclewithgeartransmissionamongconflict.Italsoincreasestheenergyconsumption.Howtosolvetheflatcirclesizeandmotorinstallingsizethestructurearrangementwillbethefuturethemaininnovationpointmachinedesign.Keywords:Moldingmachine,steppingmotor,desulphurizinginstallations,geartransmission目錄1.緒論 51.1課題來源 51.2課題的意義 51.3脫硫裝置以及成型機的發展現狀和趨勢 51.3.1脫硫裝置的發展現狀和趨勢 51.3.2成型機的發展現狀和趨勢 71.4課題研究的主要內容 92.設備方案設計和總體設計 102.1成型機成型方案設計 102.2方案比較 112.3成型機的設計 113.設計計算和校核 123.1電動機的選取 123.2齒輪傳動系統的計算與校核 123.2.1傳動齒輪選取 123.2.2齒輪齒面解除疲勞強度計算 133.3成型輪搖臂軸的設計與校核 153.3.1軸尺寸的設計 153.3.2軸的強度計算及校核 163.4其他零部件的設計 183.4.1成型輪的選取 183.4.2成型輪搖臂的設計 183.4.3氣缸的選取 193.5總裝圖 20結論 21參考文獻 22致謝 24附錄——設計圖紙1緒論1.1課題的來源為了控制環境惡化、實現經濟與環境的協調發展、保持國民經濟的可持續發展，國家出臺了一系列控制火電廠二氧化硫排放量的政策，并把控制和治理燃煤電廠造成的大氣污染作為我國環境治理的重點工作，本課題就是針對火電廠脫硫裝置中所使用的一種型扁圈成型機而進行的設計。要求完成成型機的主機結構設計。1.2課題的意義煤炭是我國的主要能源之一，75%的原煤用于直接燃燒。而煤在燃燒過程中會產生大量的煙氣，煙氣中含有大量的CO2，SO2，NOX等污染物。燃煤產生的煙氣是造成我國生態環境破壞的最大污染源之一。據統計，我國煤炭年消費量高達12億噸，SO2年排放量超20000噸，預計到2010年我國煤炭年產銷量將達到18億噸，如果不采取有效的控制措施，SO2的排放量將達到30000噸，數字十分驚人。煙氣脫硫技術是控制SO2和酸雨危害最有效的手段之一。據估算，每減少10000噸SO2的費用大約在1億元左右[1][2]?；痣姀S主要能源是煤炭，因此脫硫裝置必要性是很明顯的。脫硫裝置一般是對煤炭燃燒所產生的煙氣進行處理。隨著人們環保意識的不斷增強，減少污染，凈化大氣，保護生存環境，已成為人們普遍關注和重視的問題，尋求解決污染的措施，已成為當今科技研究的重要課題之一[1][2][3]。1.3脫硫裝置以及成型機的發展現狀和趨勢1.3.1脫硫裝置的發展現狀和趨勢對于高硫煤脫硫技術的研究,從20世紀初至今已有90多年的歷史。根據脫硫原理的不同也制造出了不同的脫硫裝置。常見的煙氣脫硫裝置中有：濕法，干法，半干法[1][2]。我國電力行業目前主要應用濕法石灰石脫硫裝置，該裝置具有成熟、脫硫高效的特點[5]。例如重慶珞璜電廠一期工程引進日本三菱重工的2套石灰石-石膏法煙氣脫硫設備就是典型的濕法石灰石脫硫裝置。該脫硫工藝的主要技術指標為：每臺機組的煙氣量為1.087*106h，溫度142℃，入口S02的濃度為10000mg/m3，脫硫效率至少95%，出口煙氣溫度不低于90℃，石灰石耗量單機小于19.7t/h，石灰石顆粒徑為0.061mm(250目)，碳酸鈣含量不低于90%，鈣利用率約為93%，石膏純度不低于90%，系統有效利用率為鍋爐運行時間的99%以上，系統使用壽命不小于30年[3][6][7]。煙氣脫硫裝置的關鍵性設備是吸收塔，其安裝有底板，壁板，排煙氣頂部反轉、采用特制旋伏式噴嘴，煙氣進出口內藏式滴水噴霧器，外接管座和平臺扶梯等。其中殼體的體積和重量大，是整個吸收塔安裝的關鍵。由于火力發電廠實施的脫硫項目多屬后期改建,所以可供施工的作業場地往往受限，施工工期也常常因環保部門要求變得較為緊張，這就給吸收塔的施工工藝提出了更高要求。后來又研制出了倒裝法，倒裝法降低費用，縮短工期，減少高空作業量，不受場地限制等特點，在吸收塔安裝中被廣泛采用[6]。隨著各項技術的不斷進步，人們對干法脫硫裝置中存在的主要問題也進行了大量的研究和改進，并已取得突破性進展，從而迎來了干法和半干法煙氣脫硫裝置的快速發展時期。半干法脫硫裝置中采用了氨-硫酸銨法脫硫。它是利用NH3吸收SO2用所生成的(NH4)2SO3和NH4HSO4吸收液循環洗滌含SO2的煙氣。吸收過程中，要盡量防止和抑制氧化副反應的發生，避免將吸收液中的(NH4)2SO3氧化為(NH4)2SO4，以保證吸收液對SO2的吸收效率[9][15][16]。由于氨水與SO2反應速度要比石灰石（或石灰）與SO2反應速度快，同時氨法不需吸收劑再循環系統，因而系統要比石灰石—石膏法小、簡單可靠、投資費用比石灰石—石膏法低、占地面積小。在工藝中不存在石灰石作為脫硫劑時的常見結垢和堵塞現象。脫硫后的終止物就是(NH4)2SO3和NH4HSO4（少量）和一部分(NH4)2SO3溶液，這些物質又是吸收NOX的吸收劑。因此氨法同時還具有脫硝功能。氨法脫硫無工業廢水排放，除化肥硫酸氨外也基本無廢渣排放，避免了二次污染現象的發生；還可以生產出化肥，有一定的經濟效益[15][16][17]。

脫硫裝置經歷了組合式、水膜改裝式、脫硫除塵一體化式、噴射式、氨水脫硫環煙氣脫硫技術，新出現的旋流板式、湍流技術脫硫裝置的演變日趨成熟，新型的濕式脫硫裝置脫硫效果優于老式的脫硫裝置?？傊?，新型的脫硫裝置較過去的脫硫裝置有了很大的變化，也很適合于大噸位的燃煤鍋爐，是大型燃煤鍋爐去除煙氣中SO2、減少污染的行之有效的技術手段[4]。寶石機械公司的燃煤蒸汽鍋爐主要供采暖使用。鍋爐建設時配套的是水膜濕法除塵裝置，除塵器塔花崗巖水槽受循環污水影響易發生堵塞，造成除塵段失效干燒，煙氣超標排放，對周圍環境和居民生活造成影響[8]。旋流塔式高效脫硫除塵裝置的問世解決安全和環保方面存在的問題。在我國南京下關電廠和紹興錢清電廠引進的該設備已投入運行[3][8]。旋流塔式脫硫除塵裝置結構主要有文丘里式洗滌煙道、洗滌主塔、附塔、芯塔柱、漸開線式噴淋器、脫硫旋流板、擋水板、脫霧圈等組成[5]。當高溫煙氣通過文丘里式洗滌煙道增加煙氣流速后與噴淋水混合使煙氣增濕，并且使120～180℃高溫煙氣冷卻到80～120℃。然后降溫、增濕預處理后的煙氣以15～22m/s的流速切向進入除塵器洗滌主塔，塔內煙氣流通截面突然增至5倍以上，高溫煙氣繞著與主塔同心布置的內石芯塔柱減速至2.8～4.2m/s旋轉上升，遇到螺旋漸開線式噴淋器大面積旋轉噴淋出來的液滴（這些液滴有極大接觸面積，粒徑在幾百微米以下，約相當于粒塵粒徑的150倍），完成煙塵脫除與SO2吸收[8]。經由連接管進入外置脫水器再次完成高效氣、水分離。最后凈化煙氣引入煙囪排放?？偟膩碚f濕法裝置具有技術成熟、系統穩定可靠、脫硫效率高。但是由于濕法石灰石-石膏法工藝復雜，占地面積大，存在腐蝕，對設備材質要求也比較高，投資和運行費用較高，有少量污水排放。所以適用于煙氣量大，煤含硫量高的大型電站；系統投資一般占電廠投資的13%～19%；脫硫劑為碳酸鈣，副產品為石膏、硫酸鈣[3]。而干法裝置，半干法裝置等其脫硫率脫硫率為60%～80%。具有占地面積小、系統簡單、投資和運行費用相對較低、無廢水排放等優點，但該裝置需要改造鍋爐，會對鍋爐的運行產生一定的影響[10]。1.3.2成型機的發展現狀和趨勢國外輥彎成型技術工藝已具有100多年歷史了，但在我國，冷彎成型起步較晚。輥式冷彎成型工藝的產品具有多樣化，并且具有節材和節能的雙重效果。體現了現代社會對材料輕型化、合理化、功能化的使用要求。輥式冷彎成型機是用一組輥彎機將帶材逐漸壓彎成所需的斷面型材。由四個機架組成輥彎機組，第一機架完成帶材的平整和送進工作，第二到第四機架各承擔一定的壓彎成型任務使帶材通過后被壓成角型材。每個成型機架所分擔的彎曲量決定該機架孔型設計的基本尺寸。不過至今的孔型設計主要還是依靠經驗的積累，尚缺乏理論解析方法。隨著市場競爭的加劇以及節能和環保的要求，對產品形狀的需求更加多樣化，縱向可變截面的產品將會有廣泛的應用前途。然而傳統的輥式冷彎成型機只能生產出截面不變的產品。經過多年的研究終于研發出了變截面冷彎成型機。它的主要機構包括機座、連接在機座上的導軌、連接在機座和導軌之間的能夠使機座繞豎直方向轉動的機構和能夠使機座沿水平方向移動的機構。機器工作時，轉動電機的轉動通過絲杠使螺母轉動，轉動螺母與滑板底部不相連。與轉動螺母相連接的桿件和偏心軸底端的銷軸分別與一連桿以轉動副的形式鉸接，構成了曲柄滑塊機構。偏心軸處相當于曲柄，轉動螺母相當于滑塊。轉動螺母帶動偏心軸轉動，偏心軸與機座是連接在一起的，從而完成機座繞豎直方向的轉動。移動電機轉動通過絲杠使螺母移動，移動螺母固定在滑板上，帶動滑板移動，從而實現整個機座的移動[11]。在生產不同橫截面板材的時候，變截面冷彎成型機通過調整軋輥來完成，調節兩立輥的傾斜角度，軸向位置和輥縫的大小可以達到生產不同橫截面產品的目的。近年來在變截面冷彎成型機的基礎上又研制出了雙軸柔性冷彎成型機。雙軸柔性冷彎機是通過移動電機轉動絲杠使螺母移動，移動螺母固定在滑板上，驅動滑板移動，從而實現機座的移動。轉動電機的轉動通過絲杠使螺母移動，轉動螺母與滑板底部不相連。固定在轉動螺母一側的桿件和偏心軸底端的銷軸分別與一連桿以轉動副鉸接，這樣就形成了曲柄滑塊機構。偏心軸處為曲柄，轉動螺母相當于滑塊。由轉動螺母作為驅動，帶動偏心軸轉動偏心軸與機座固定在一起，從而使機座繞豎直方向轉動[12]。柔性冷彎成型具有三大特點:①通過合理設計型材的幾何斷面，提高承載能力，減輕結構重量。②與沖壓和折彎工藝相比，大批量的生產成本更低。③與現有輥彎成型技術結合，可生產更復雜的產品。隨著計算機和數字控制技術的發展新一代的數控成型機悄然問世。智能化數控長板分條折彎機是一種功能比較強大的折彎機，在折彎長度、厚度、角度、進料幅寬以及控制等方面都有較大優勢。其主要組成部分有機械部分，液壓部分以及數控系統[13][14]。其中機械部分又包括了機架，九點平行四邊形鉸鏈系統，折彎刀梁部分，同步送料機構，分條刀裝置以及滾筋裝置六部分。液壓系統是由液壓站，九個折彎油缸和九個壓緊油缸組成。液壓泵速度控制允許操作者通過高頻電機控制實現各種變速來微調折彎機的速度，操作者可以通過控制面板可以調節上支撐架橫梁接近下橫梁的速度、夾鉗的上升速度、折彎橫梁的翻轉速度。液壓系統只有在需要時菜高速運轉。這種獨到設計的優點是降低噪音，易于維護和簡化油路。數控系統則是折彎機實習自動化和智能化的電氣控制系統，設備操作性能的好壞，決定于其配置是否先進。智能化數控長板分條折彎機配備了先進的控制系統[13]?；跀悼爻尚蜋C的種種好處，成型機的數字化是將成為以后成型機的主要研發方向。1.4課題研究的主要內容（1）課題研究方案的分析和擬定。（2）主要參數、尺寸的確定，傳動方式的確定、電動機的選擇，主要零部件的計算和校核。（3）完成成型機的主機設計，要求扁圈長度為135mm，外徑為48mm。圖1-1扁圈（4）完成成型機的裝配圖和零件圖。（5）完成設計計算說明書。2設備方案設計與總體設計成型輪A搖臂2.1成型機成型方案設計成型輪A搖臂驅動器控制器驅動器控制器變頻變頻電機成型輪成型輪圖2-1方案一單成型輪成型因為設計的是數控成型機所以這邊采用的是變頻電機，因為變頻電機能比普通電機能更好的控制電機的旋轉角度以達到成型要求。上述單成型輪成型是成型輪A帶著鋼絲繞著成型輪旋轉成型一般外圓，然后調轉鋼絲再成型另外一邊外圓。這個成型設計所涉及到的工件少原理簡單，不過操作就繁瑣了。變頻電機變頻電機驅動器成型輪1控制器成型輪1控制器變頻電機驅動器變頻電機驅動器成型輪2成型輪2圖2-2方案二成型輪對稱成型考慮到方案一中操作過于繁瑣，想到了用一對成型輪對鋼絲同時成型這樣就減少了工序。從而也減少了加工誤差。成型輪1，2分別帶著鋼絲繞轉。這邊中間加了齒輪傳動是考慮到了扁圈的尺寸長度以及電機安裝的尺寸所以加了齒輪。2.2方案比較上述兩種方案中方案一采用了單成型輪成型，這種成型機結構簡單，比較適合單純的環形成型要實現扁圈的要求操作過于復雜。而方案二中則采用兩個電動機對鋼絲同時打圈減少加工工序，提高了工作效率。但是由于扁圈的大小和步進電機結構大小的約束使得電動機得先通過齒輪才能安裝得當，就增加了傳動能量的損耗以及機體的重量。根據產品要求所以選擇了方案二。2.3成型機的設計（1）總體布置的基本要求主要有：保證鋼絲打圈成型的連續和流暢；充分考慮滿足成型不同尺寸的扁圈的要求；打圈機結構緊湊，層次分明；操作、維修、調整方便；外形美觀?？傮w主要參數的確定：1）電動機的選??；2）齒輪以及軸的選定；3）滾輪的選定；4）氣缸的選??；3設計計算和校核3.1電動機的選取扁圈成型機中變頻電機采有的是步進電動機：步進和伺服電動機采用的都是脈沖串方向信號控制這符合了在實際生產的要求，不過步進電機低速時有低頻振動現象，而且不具備過載能力。雖然伺服電動機在大多性能上都比步進電機好，不過考慮到經濟效益以及實際生產對電機的需求來說步進電機已經夠用了。所以采用步進電機。生產的扁圈材料為Q235直徑為4mm的鋼絲。查《機械設計手冊1》得壁厚小于16mm屈服強度為235MPa，彎曲應力經驗值為158MPa左右。根據需求的最大轉矩，由鋼絲合滾輪的機構得到代入上式中解得。根據計算結果及經濟效益等選取型號SY1303P280-5003A的步進電動機（具體參數見表3-1）。表3-1步進電機技術參數表電機型號步距角相電壓相電流相電阻相電感保持轉矩轉動慣量重量起動轉矩長度單軸degreeVAΩmHN.mKg-cm2kgN.mmmSY1303P280-5003A1.2/0.680-32551.617.55045.5221.22803.2齒輪傳動系統的計算與校核因為考慮到兩個電機的實際安裝尺寸和扁圈的長度尺寸，采用了如圖2-2的裝配方式，即電機通過齒輪傳動到圈輪搖臂進行打圈操作。3.2.1傳動齒輪選取由于傳動不牽扯到加減速的問題所以采用的齒輪傳動比。假設搖臂齒輪選用直齒圓柱齒輪設齒輪模數m=3，齒數，7級精度，材料為45#鋼，高頻淬火處理。3.2.2齒輪齒面接觸疲勞強度計算由《機械設計》P203查的齒輪設計計算公式（10-9a）即（3-1）確定計算中的各參數：1）載荷系數2）齒輪傳遞的轉矩3）兩輪齒廓曲率半徑之比u4）由《機械設計》P205表10-7選取齒寬系數5）由《機械設計》P201表10-6查得材料的彈性影響系數6）由《機械設計》P209圖10-21d得齒輪的接觸疲勞強度極限7）由《機械設計》P206式10-13計算應力循環系數，代入得：8）由《機械設計》P207圖10-19取接觸疲勞壽命系數9）接觸疲勞需用應力，取安全系數，代入得：計算：1）計算齒輪分度圓直徑，代入，得考慮到電機輸出軸以及搖臂圈輪軸的直徑取2）計算模數,代入得：3）計算圓周速度，代入得：4）計算齒寬5）計算齒寬與齒高之比，，式中，6）計算載荷系數根據，7級精度，由《機械設計》P194圖10-8查得動載系數直齒輪，由《機械設計》P193表10-2查得使用系數由《機械設計》P197表10-4用插值法查得7級精度、齒輪相對支承對稱布置時，由，查《機械設計》P198中圖10-13得故載荷系數，代入得：7）按實際的載荷系數校正所算得的分度圓直徑，由《機械設計》P204式（10-10a），，代入得：，取8）計算模數,代入得：mm3.2.3按齒根彎曲強度設計由《機械設計》P201式（10-5）得彎曲強度的設計公式為（3-2）確定計算中的各參數：1）由《機械設計》P208圖10-20c查得齒輪的彎曲疲勞強度極限2）由《機械設計》P206圖10-18取彎曲疲勞壽命系數3）計算彎曲疲勞許用應力取彎曲疲勞安全系數，代入得：4）計算載荷系數,代入得：5）查取齒形系數、應力校正系數由《機械設計》P200表10-5查得，代入式，代入得：mm圓整為標準值mm，取分度圓直徑，算出齒輪齒數3.3成型輪搖臂軸的設計與校核3.3.1軸尺寸的設計圖3-1搖臂輪軸尺寸選取軸的材料為45#鋼（調質），軸的傳遞功率為，轉速為，根據《機械設計》P370（15-2）式，并查表15-3，取，最小直徑，代入得：。從搖臂開始右起第一段，軸和滾輪相連取，。第二段取，軸和搖臂相連取第二段的長度。3）右起第三段，該段裝有軸套和滾動軸承，選用深溝球軸承，則軸承有徑向力，而軸向力為零，選用6205型號軸承，既的深溝球軸承，該段的直徑為，長度為。4）右起第四段，該段為齒輪軸端，由于齒輪的齒頂圓直徑為，分度圓直徑為，齒輪的寬度為，則此段的直徑為，。3.3.2軸的強度計算及校核1）、齒輪分度圓直徑：2）、作用在齒輪上的轉矩為：3）、求圓周力，代入得：4)、求徑向力，代入得：根據軸承支反力的作用點以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立力學模型。水平面的支反力：，垂直面的支反力：由于選用深溝球軸承則那么，水平面的彎矩：垂直面的彎矩：合成彎矩：單向回轉，轉矩為脈動循環，，代入得：，代入得：右起第一段雖僅受轉矩但直徑較小，故該面也為危險截面：，代入得：，代入得：所以確定的尺寸是安全的。圖3-2受力分析3.4其它零部件的設計3.4.1成型輪的選取圖3-3成型輪由扁型圈外徑尺寸為48mm可得圈輪如圖3，再圈輪上開個溝槽用來固定鋼絲以避免其晃動導致扁型圈成型時造成變型。由于圈輪于鋼絲存在頻繁的摩擦所以要對其進行過熱處理（淬火）。3.4.2成型輪的搖臂的設計圖3-4搖臂根據扁型圈尺寸結合搖臂安裝尺寸的取搖臂長為93mm，根據打圈輪的大小取其半徑為24mm。3.4.3氣缸的選取由于此處的氣缸作用是為了頂出和頂住扁圈，其力甚小不需要進行強度校核，選取其符合安裝尺寸即可。這里D取40mm。小徑大徑小徑大徑角座電磁閥角座電磁閥圖3-5氣缸3.5總裝圖圖3-5裝配圖結論1.通過計算鋼絲的彎曲應力選取出電機。2.然后經過受力分析算出齒輪的模數，齒數及尺寸。3.對軸進行受力分析設計出軸的尺寸。4.根據需求選取氣缸，滾輪。由于傳動系統中存在著齒輪傳動增加了能量的損耗，往后的設計中將主要考慮如何更好的處理扁圈尺寸和氣缸安裝尺寸的沖突，從而減去齒輪傳動這一環節。

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附錄附錄圖1成型輪附錄圖2成型輪固定板附錄圖3壓板附錄圖4搖臂附錄圖5底板固定板附錄圖6成型輪固定軸附錄圖7成型下固定塊附錄圖8成型輪下附錄圖9右成型輪底板附錄圖10左成型輪底板文獻綜述火電廠脫硫裝置中型扁圈成型機的主機結構設計1脫硫的意義煤炭是我國的主要能源之一，75%的原煤用于直接燃燒。而煤在燃燒過程中會產生大量的煙氣，煙氣中含有大量的CO2，SO2，NOX等污染物。燃煤產生的煙氣是造成我國生態環境破壞的最大污染源之一。據統計，我國煤炭年消費量高達12億噸，SO2年排放量超20000噸，預計到2010年我國煤炭年產銷量將達到18億噸，如果不采取有效的控制措施，SO2的排放量將達到30000噸，數字十分驚人。煙氣脫硫技術是控制SO2和酸雨危害最有效的手段之一。據估算，每減少10000噸SO2的費用大約在1億元左右[1][2]?；痣姀S主要能源是煤炭，因此脫硫裝置必要性是很明顯的。脫硫裝置一般是對煤炭燃燒所產生的煙氣進行處理。隨著人們環保意識的不斷增強，減少污染，凈化大氣，保護生存環境，已成為人們普遍關注和重視的問題，尋求解決污染的措施，已成為當今科技研究的重要課題之一[1][2][3]。2脫硫裝置的發展現狀和趨勢對于高硫煤脫硫技術的研究,從20世紀初至今已有90多年的歷史。根據脫硫原理的不同也制造出了不同的脫硫裝置。常見的煙氣脫硫裝置中有：濕法，干法，半干法[1][2]。我國電力行業目前主要應用濕法石灰石脫硫裝置，該裝置具有成熟、脫硫高效的特點[5]。例如重慶珞璜電廠一期工程引進日本三菱重工的2套石灰石-石膏法煙氣脫硫設備就是典型的濕法石灰石脫硫裝置。該脫硫工藝的主要技術指標為：每臺機組的煙氣量為1.087*106h，溫度142℃，入口S02的濃度為10000mg/m3，脫硫效率至少95%，出口煙氣溫度不低于90℃，石灰石耗量單機小于19.7t/h，石灰石顆粒徑為0.061mm(250目)，碳酸鈣含量不低于90%，鈣利用率約為93%，石膏純度不低于90%，系統有效利用率為鍋爐運行時間的99%以上，系統使用壽命不小于30年[3][6][7]。煙氣脫硫裝置的關鍵性設備是吸收塔，其安裝有底板，壁板，排煙氣頂部反轉、采用特制旋伏式噴嘴，煙氣進出口內藏式滴水噴霧器，外接管座和平臺扶梯等。其中殼體的體積和重量大，是整個吸收塔安裝的關鍵。由于火力發電廠實施的脫硫項目多屬后期改建,所以可供施工的作業場地往往受限，施工工期也常常因環保部門要求變得較為緊張，這就給吸收塔的施工工藝提出了更高要求。后來又研制出了倒裝法，倒裝法降低費用，縮短工期，減少高空作業量，不受場地限制等特點，在吸收塔安裝中被廣泛采用[6]。隨著各項技術的不斷進步，人們對干法脫硫裝置中存在的主要問題也進行了大量的研究和改進，并已取得突破性進展，從而迎來了干法和半干法煙氣脫硫裝置的快速發展時期。半干法脫硫裝置中采用了氨-硫酸銨法脫硫。它是利用NH3吸收SO2用所生成的(NH4)2SO3和NH4HSO4吸收液循環洗滌含SO2的煙氣。吸收過程中，要盡量防止和抑制氧化副反應的發生，避免將吸收液中的(NH4)2SO3氧化為(NH4)2SO4，以保證吸收液對SO2的吸收效率[9][15][16]。由于氨水與SO2反應速度要比石灰石（或石灰）與SO2反應速度快，同時氨法不需吸收劑再循環系統，因而系統要比石灰石—石膏法小、簡單可靠、投資費用比石灰石—石膏法低、占地面積小。在工藝中不存在石灰石作為脫硫劑時的常見結垢和堵塞現象。脫硫后的終止物就是(NH4)2SO3和NH4HSO4（少量）和一部分(NH4)2SO3溶液，這些物質又是吸收NOX的吸收劑。因此氨法同時還具有脫硝功能。氨法脫硫無工業廢水排放，除化肥硫酸氨外也基本無廢渣排放，避免了二次污染現象的發生；還可以生產出化肥，有一定的經濟效益[15][16][17]。

脫硫裝置經歷了組合式、水膜改裝式、脫硫除塵一體化式、噴射式、氨水脫硫環煙氣脫硫技術，新出現的旋流板式、湍流技術脫硫裝置的演變日趨成熟，新型的濕式脫硫裝置脫硫效果優于老式的脫硫裝置?？傊?，新型的脫硫裝置較過去的脫硫裝置有了很大的變化，也很適合于大噸位的燃煤鍋爐，是大型燃煤鍋爐去除煙氣中SO2、減少污染的行之有效的技術手段[4]。寶石機械公司的燃煤蒸汽鍋爐主要供采暖使用。鍋爐建設時配套的是水膜濕法除塵裝置，除塵器塔花崗巖水槽受循環污水影響易發生堵塞，造成除塵段失效干燒，煙氣超標排放，對周圍環境和居民生活造成影響[8]。旋流塔式高效脫硫除塵裝置的問世解決安全和環保方面存在的問題。在我國南京下關電廠和紹興錢清電廠引進的該設備已投入運行[3][8]。旋流塔式脫硫除塵裝置結構主要有文丘里式洗滌煙道、洗滌主塔、附塔、芯塔柱、漸開線式噴淋器、脫硫旋流板、擋水板、脫霧圈等組成[5]。當高溫煙氣通過文丘里式洗滌煙道增加煙氣流速后與噴淋水混合使煙氣增濕，并且使120～180℃高溫煙氣冷卻到80～120℃。然后降溫、增濕預處理后的煙氣以15～22m/s的流速切向進入除塵器洗滌主塔，塔內煙氣流通截面突然增至5倍以上，高溫煙氣繞著與主塔同心布置的內石芯塔柱減速至2.8～4.2m/s旋轉上升，遇到螺旋漸開線式噴淋器大面積旋轉噴淋出來的液滴（這些液滴有極大接觸面積，粒徑在幾百微米以下，約相當于粒塵粒徑的150倍），完成煙塵脫除與SO2吸收[8]。經由連接管進入外置脫水器再次完成高效氣、水分離。最后凈化煙氣引入煙囪排放。總的來說濕法裝置具有技術成熟、系統穩定可靠、脫硫效率高。但是由于濕法石灰石-石膏法工藝復雜，占地面積大，存在腐蝕，對設備材質要求也比較高，投資和運行費用較高，有少量污水排放。所以適用于煙氣量大，煤含硫量高的大型電站；系統投資一般占電廠投資的13%～19%；脫硫劑為碳酸鈣，副產品為石膏、硫酸鈣[3]。而干法裝置，半干法裝置等其脫硫率脫硫率為60%～80%。具有占地面積小、系統簡單、投資和運行費用相對較低、無廢水排放等優點，但該裝置需要改造鍋爐，會對鍋爐的運行產生一定的影響[10]。3成型機的發展現狀和趨勢國外輥彎成型技術工藝已具有100多年歷史了，但在我國，冷彎成型起步較晚。輥式冷彎成型工藝的產品具有多樣化，并且具有節材和節能的雙重效果。體現了現代社會對材料輕型化、合理化、功能化的使用要求。輥式冷彎成型機是用一組輥彎機將帶材逐漸壓彎成所需的斷面型材。由四個機架組成輥彎機組，第一機架完成帶材的平整和送進工作，第二到第四機架各承擔一定的壓彎成型任務使帶材通過后被壓成角型材。每個成型機架所分擔的彎曲量決定該機架孔型設計的基本尺寸。不過至今的孔型設計主要還是依靠經驗的積累，尚缺乏理論解析方法。隨著市場競爭的加劇以及節能和環保的要求，對產品形狀的需求更加多樣化，縱向可變截面的產品將會有廣泛的應用前途。然而傳統的輥式冷彎成型機只能生產出截面不變的產品。經過多年的研究終于研發出了變截面冷彎成型機。它的主要機構包括機座、連接在機座上的導軌、連接在機座和導軌之間的能夠使機座繞豎直方向轉動的機構和能夠使機座沿水平方向移動的機構。機器工作時，轉動電機的轉動通過絲杠使螺母轉動，轉動螺母與滑板底部不相連。與轉動螺母相連接的桿件和偏心軸底端的銷軸分別與一連桿以轉動副的形式鉸接，構成了曲柄滑塊機構。偏心軸處相當于曲柄，轉動螺母相當于滑塊。轉動螺母帶動偏心軸轉動，偏心軸與機座是連接在一起的，從而完成機座繞豎直方向的轉動。移動電機轉動通過絲杠使螺母移動，移動螺母固定在滑板上，帶動滑板移動，從而實現整個機座的移動[11]。在生產不同橫截面板材的時候，變截面冷彎成型機通過調整軋輥來完成，調節兩立輥的傾斜角度，軸向位置和輥縫的大小可以達到生產不同橫截面產品的目的。近年來在變截面冷彎成型機的基礎上又研制出了雙軸柔性冷彎成型機。雙軸柔性冷彎機是通過移動電機轉動絲杠使螺母移動，移動螺母固定在滑板上，驅動滑板移動，從而實現機座的移動。轉動電機的轉動通過絲杠使螺母移動，轉動螺母與滑板底部不相連。固定在轉動螺母一側的桿件和偏心軸底端的銷軸分別與一連桿以轉動副鉸接，這樣就形成了曲柄滑塊機構。偏心軸處為曲柄，轉動螺母相當于滑塊。由轉動螺母作為驅動，帶動偏心軸轉動偏心軸與機座固定在一起，從而使機座繞豎直方向轉動[12]。柔性冷彎成型具有三大特點:①通過合理設計型材的幾何斷面，提高承載能力，減輕結構重量。②與沖壓和折彎工藝相比，大批量的生產成本更低。③與現有輥彎成型技術結合，可生產更復雜的產品。隨著計算機和數字控制技術的發展新一代的數控成型機悄然問世。智能化數控長板分條折彎機是一種功能比較強大的折彎機，在折彎長度、厚度、角度、進料幅寬以及控制等方面都有較大優勢。其主要組成部分有機械部分，液壓部分以及數控系統[13][14]。其中機械部分又包括了機架，九點平行四邊形鉸鏈系統，折彎刀梁部分，同步送料機構，分條刀裝置以及滾筋裝置六部分。液壓系統是由液壓站，九個折彎油缸和九個壓緊油缸組成。液壓泵速度控制允許操作者通過高頻電機控制實現各種變速來微調折彎機的速度，操作者可以通過控制面板可以調節上支撐架橫梁接近下橫梁的速度、夾鉗的上升速度、折彎橫梁的翻轉速度。液壓系統只有在需要時菜高速運轉。這種獨到設計的優點是降低噪音，易于維護和簡化油路。數控系統則是折彎機實習自動化和智能化的電氣控制系統，設備操作性能的好壞，決定于其配置是否先進。智能化數控長板分條折彎機配備了先進的控制系統[13]?；跀悼爻尚蜋C的種種好處，成型機的數字化是將成為以后成型機的主要研發方向。4參考文獻[1]閻小紅.煙氣脫硫技術的應用及展望[J].山西:太原科技,2006(7):27-29.[2]焦東偉.高硫煤脫硫技術及展望[J].能源工程,2010(4):55-58.[3]楊心意.火電廠二氧化硫脫除工藝研究[J].網絡財富,2010(4):214.[4]徐海.脫硫裝置的改進及脫硫效率分析[J].天津科技,2010(4):36-37.[5]樂園園.浙江省火電廠石灰石濕法煙氣脫硫裝置運行分析[J].浙江電力,2010(7):53-56.[6]楊潔.火力發電廠煙氣脫硫裝置吸收塔倒裝工藝[J].石油化工建設,2010(2):36-38.[7]宋振玲,楊奎奇,趙躍民.煤炭燃前脫硫技術研究進展[J].江蘇煤炭,2003(4):43-44.[8]任偉.一種濕法旋流塔式高效除塵脫硫裝置的應用[J].設備管理與維修,2010(8):48-50.[9]邵春宇.2_210t/h燃煤鍋爐煙氣脫硫裝置的設計與運行[J].中外能源,2010(8):99-102.[10]李援.中國石油化工集團公司煙氣脫硫裝置的現狀分析及建議[J].化工環保,2010,30(3):187-191.[11]尤暢.基于Pro_Engineer的變截面冷彎成型機三維動態仿真[D].機械,2008,35(12):49-50.[12]李偉麗.基于Adams的雙軸柔性冷彎成型機運動學分析[D].機械工程師,2008(7):119-121.[13]王新旗.智能化數控長板分條折彎機設計技術及創新[J].中國建筑金屬結構,2008(8):32-35.[14]王士波.成型機的NE改造及其經濟效益[J].橡塑技術與裝備,2010,36(5):39-42.[15]GIBSONGR.Physiologyandeecologyofthesulfate
reducingbacteria[J].JournalofAppliedBacteriology,1990(69):767-797.[16]KRITTIKAC.Supercriticaldesulfurizationoflowrankcoalwithethanol/KOH[J].FuelProcessingTechnology,2003(84):207-216.[17]SYDOROVYCH.Desulfurizationofdonetskbasincoalsbyairsteammixture[J].Fuel,1996,75:78-80.[18]WENDIL.Coaldesulfurizationwithsodiumhypochlorite[J].Energy﹠Fuels,2005,19(2):499-507.[19]SAMITM.Demineralizationanddesulfurizationofsubconsciouscoalwithhydrogenperoxide[J].Energy﹠Fuels,2001,15(6):1418-1424.開題報告火電廠脫硫裝置中型扁圈成型機的主機結構設計1脫硫的意義煤炭是我國的主要能源之一，75%的原煤用于直接燃燒。而煤在燃燒過程中會產生大量的煙氣，煙氣中含有大量的CO2，SO2，NOX等污染物。燃煤產生的煙氣是造成我國生態環境破壞的最大污染源之一。據統計，我國煤炭年消費量高達12億噸，SO2年排放量超20000噸，預計到2010年我國煤炭年產銷量將達到18億噸，如果不采取有效的控制措施，SO2的排放量將達到30000噸，數字十分驚人。煙氣脫硫技術是控制SO2和酸雨危害最有效的手段之一。據估算，每減少10000噸SO2的費用大約在1億元左右[1][2]。火電廠主要能源是煤炭，因此脫硫裝置必要性是很明顯的。脫硫裝置一般是對煤炭燃燒所產生的煙氣進行處理。隨著人們環保意識的不斷增強，減少污染，凈化大氣，保護生存環境，已成為人們普遍關注和重視的問題，尋求解決污染的措施，已成為當今科技研究的重要課題之一[1][2][3]。2脫硫裝置以及成型機的發展現狀和趨勢2.1脫硫裝置的發展現狀和趨勢對于高硫煤脫硫技術的研究,從20世紀初至今已有90多年的歷史。根據脫硫原理的不同也制造出了不同的脫硫裝置。常見的煙氣脫硫裝置中有：濕法，干法，半干法[1][2]。我國電力行業目前主要應用濕法石灰石脫硫裝置，該裝置具有成熟、脫硫高效的特點[5]。例如重慶珞璜電廠一期工程引進日本三菱重工的2套石灰石-石膏法煙氣脫硫設備就是典型的濕法石灰石脫硫裝置。該脫硫工藝的主要技術指標為：每臺機組的煙氣量為1.087*106h，溫度142℃，入口S02的濃度為10000mg/m3，脫硫效率至少95%，出口煙氣溫度不低于90℃，石灰石耗量單機小于19.7t/h，石灰石顆粒徑為0.061mm(250目)，碳酸鈣含量不低于90%，鈣利用率約為93%，石膏純度不低于90%，系統有效利用率為鍋爐運行時間的99%以上，系統使用壽命不小于30年[3][6][7]。煙氣脫硫裝置的關鍵性設備是吸收塔，其安裝有底板，壁板，排煙氣頂部反轉、采用特制旋伏式噴嘴，煙氣進出口內藏式滴水噴霧器，外接管座和平臺扶梯等。其中殼體的體積和重量大，是整個吸收塔安裝的關鍵。由于火力發電廠實施的脫硫項目多屬后期改建,所以可供施工的作業場地往往受限，施工工期也常常因環保部門要求變得較為緊張，這就給吸收塔的施工工藝提出了更高要求。后來又研制出了倒裝法，倒裝法降低費用，縮短工期，減少高空作業量，不受場地限制等特點，在吸收塔安裝中被廣泛采用[6]。隨著各項技術的不斷進步，人們對干法脫硫裝置中存在的主要問題也進行了大量的研究和改進，并已取得突破性進展，從而迎來了干法和半干法煙氣脫硫裝置的快速發展時期。半干法脫硫裝置中采用了氨-硫酸銨法脫硫。它是利用NH3吸收SO2用所生成的(NH4)2SO3和NH4HSO4吸收液循環洗滌含SO2的煙氣。吸收過程中，要盡量防止和抑制氧化副反應的發生，避免將吸收液中的(NH4)2SO3氧化為(NH4)2SO4，以保證吸收液對SO2的吸收效率[9][15][16]。由于氨水與SO2反應速度要比石灰石（或石灰）與SO2反應速度快，同時氨法不需吸收劑再循環系統，因而系統要比石灰石—石膏法小、簡單可靠、投資費用比石灰石—石膏法低、占地面積小。在工藝中不存在石灰石作為脫硫劑時的常見結垢和堵塞現象。脫硫后的終止物就是(NH4)2SO3和NH4HSO4（少量）和一部分(NH4)2SO3溶液，這些物質又是吸收NOX的吸收劑。因此氨法同時還具有脫硝功能。氨法脫硫無工業廢水排放，除化肥硫酸氨外也基本無廢渣排放，避免了二次污染現象的發生；還可以生產出化肥，有一定的經濟效益[15][16][17]。

脫硫裝置經歷了組合式、水膜改裝式、脫硫除塵一體化式、噴射式、氨水脫硫環煙氣脫硫技術，新出現的旋流板式、湍流技術脫硫裝置的演變日趨成熟，新型的濕式脫硫裝置脫硫效果優于老式的脫硫裝置?？傊滦偷拿摿蜓b置較過去的脫硫裝置有了很大的變化，也很適合于大噸位的燃煤鍋爐，是大型燃煤鍋爐去除煙氣中SO2、減少污染的行之有效的技術手段[4]。寶石機械公司的燃煤蒸汽鍋爐主要供采暖使用。鍋爐建設時配套的是水膜濕法除塵裝置，除塵器塔花崗巖水槽受循環污水影響易發生堵塞，造成除塵段失效干燒，煙氣超標排放，對周圍環境和居民生活造成影響[8]。旋流塔式高效脫硫除塵裝置的問世解決安全和環保方面存在的問題。在我國南京下關電廠和紹興錢清電廠引進的該設備已投入運行[3][8]。旋流塔式脫硫除塵裝置結構主要有文丘里式洗滌煙道、洗滌主塔、附塔、芯塔柱、漸開線式噴淋器、脫硫旋流板、擋水板、脫霧圈等組成[5]。當高溫煙氣通過文丘里式洗滌煙道增加煙氣流速后與噴淋水混合使煙氣增濕，并且使120～180℃高溫煙氣冷卻到80～120℃。然后降溫、增濕預處理后的煙氣以15～22m/s的流速切向進入除塵器洗滌主塔，塔內煙氣流通截面突然增至5倍以上，高溫煙氣繞著與主塔同心布置的內石芯塔柱減速至2.8～4.2m/s旋轉上升，遇到螺旋漸開線式噴淋器大面積旋轉噴淋出來的液滴（這些液滴有極大接觸面積，粒徑在幾百微米以下，約相當于粒塵粒徑的150倍），完成煙塵脫除與SO2吸收[8]。經由連接管進入外置脫水器再次完成高效氣、水分離。最后凈化煙氣引入煙囪排放?？偟膩碚f濕法裝置具有技術成熟、系統穩定可靠、脫硫效率高。但是由于濕法石灰石-石膏法工藝復雜，占地面積大，存在腐蝕，對設備材質要求也比較高，投資和運行費用較高，有少量污水排放。所以適用于煙氣量大，煤含硫量高的大型電站；系統投資一般占電廠投資的13%～19%；脫硫劑為碳酸鈣，副產品為石膏、硫酸鈣[3]。而干法裝置，半干法裝置等其脫硫率脫硫率為60%～80%。具有占地面積小、系統簡單、投資和運行費用相對較低、無廢水排放等優點，但該裝置需要改造鍋爐，會對鍋爐的運行產生一定的影響[10]。2.2成型機的發展現狀和趨勢國外輥彎成型技術工藝已具有100多年歷史了，但在我國，冷彎成型起步較晚。輥式冷彎成型工藝的產品具有多樣化，并且具有節材和節能的雙重效果。體現了現代社會對材料輕型化、合理化、功能化的使用要求。輥式冷彎成型機是用一組輥彎機將帶材逐漸壓彎成所需的斷面型材。由四個機架組成輥彎機組，第一機架完成帶材的平整和送進工作，第二到第四機架各承擔一定的壓彎成型任務使帶材通過后被壓成角型材。每個成型機架所分擔的彎曲量決定該機架孔型設計的基本尺寸。不過至今的孔型設計主要還是依靠經驗的積累，尚缺乏理論解析方法。隨著市場競爭的加劇以及節能和環保的要求，對產品形狀的需求更加多樣化，縱向可變截面的產品將會有廣泛的應用前途。然而傳統的輥式冷彎成型機只能生產出截面不變的產品。經過多年的研究終于研發出了變截面冷彎成型機。它的主要機構包括機座、連接在機座上的導軌、連接在機座和導軌之間的能夠使機座繞豎直方向轉動的機構和能夠使機座沿水平方向移動的機構。機器工作時，轉動電機的轉動通過絲杠使螺母轉動，轉動螺母與滑板底部不相連。與轉動螺母相連接的桿件和偏心軸底端的銷軸分別與一連桿以轉動副的形式鉸接，構成了曲柄滑塊機構。偏心軸處相當于曲柄，轉動螺母相當于滑塊。轉動螺母帶動偏心軸轉動，偏心軸與機座是連接在一起的，從而完成機座繞豎直方向的轉動。移動電機轉動通過絲杠使螺母移動，移動螺母固定在滑板上，帶動滑板移動，從而實現整個機座的移動[11]。在生產不同橫截面板材的時候，變截面冷彎成型機通過調整軋輥來完成，調節兩立輥的傾斜角度，軸向位置和輥縫的大小可以達到生產不同橫截面產品的目的。近年來在變截面冷彎成型機的基礎上又研制出了雙軸柔性冷彎成型機。雙軸柔性冷彎機是通過移動電機轉動絲杠使螺母移動，移動螺母固定在滑板上，驅動滑板移動，從而實現機座的移動。轉動電機的轉動通過絲杠使螺母移動，轉動螺母與滑板底部不相連。固定在轉動螺母一側的桿件和偏心軸底端的銷軸分別與一連桿以轉動副鉸接，這樣就形成了曲柄滑塊機構。偏心軸處為曲柄，轉動螺母相當于滑塊。由轉動螺母作為驅動，帶動偏心軸轉動偏心軸與機座固定在一起，從而使機座繞豎直方向轉動[12]。柔性冷彎成型具有三大特點:①通過合理設計型材的幾何斷面，提高承載能力，減輕結構重量。②與沖壓和折彎工藝相比，大批量的生產成本更低。③與現有輥彎成型技術結合，可生產更復雜的產品。隨著計算機和數字控制技術的發展新一代的數控成型機悄然問世。智能化數控長板分條折彎機是一種功能比較強大的折彎機，在折彎長度、厚度、角度、進料幅寬以及控制等方面都有較大優勢。其主要組成部分有機械部分，液壓部分以及數控系統[13][14]。其中機械部分又包括了機架，九點平行四邊形鉸鏈系統，折彎刀梁部分，同步送料機構，分條刀裝置以及滾筋裝置六部分。液壓系統是由液壓站，九個折彎油缸和九個壓緊油缸組成。液壓泵速度控制允許操作者通過高頻電機控制實現各種變速來微調折彎機的速度，操作者可以通過控制面板可以調節上支撐架橫梁接近下橫梁的速度、夾鉗的上升速度、折彎橫梁的翻轉速度。液壓系統只有在需要時菜