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關鍵詞:油氣儲運工程專業;本科畢業設計;工程設計類
中圖分類號:G640 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)51-0200-02
本科畢業設計(論文)是培養學員綜合運用所學基礎理論、基本知識和基本技能,提高分析、解決實際問題能力和獨立工作能力的重要教學環節。
油氣儲運工程專業培養適應油氣儲運工程發展需要,具備工程流體力學、油氣儲運工程學等方面基本理論、基本知識及基本技能,獲得進行科學研究的初步訓練,基礎扎實、知識面廣、能力強、綜合素質好,具有創新精神和實踐能力的油氣儲運工程應用型人才。為提高其實戰能力,油氣儲運工程專業畢業設計推薦采用“真題真做”,題目主要來源于實際的工程項目、科學研究項目等,并運用項目式管理進行設計,使學員如臨其境,切身體會到項目的實際流程以及技術管理辦法。油氣儲運工程專業工程設計類題目一般占到整個畢業設計題目的80%左右,所以我們主要針對該類型本科畢業設計進行探討。
一、為什么設定畢業設計基本工作量要求
本科畢業設計時間為3月到6月初,去掉培訓、調研和綜合演練所占用的1個月時間,其有效畢業設計時間為2個月。如何使學員在較短的設計時間內提高畢業設計論文質量,一直是探討的核心問題。在畢業設計初期,學員選到題目,往往比較迷茫,不知道具體要做什么事情,對論文的字數要求、圖紙要求、論文的深度更是一頭霧水。初次帶畢業設計的教員雖然有做項目的經驗,但是對本科畢業設計論文難度及論文指導程度把握不是很準確。其實這些問題也就是本科畢業設計論文的基本工作量是如何界定的、論文是否有創新兩個核心問題。我們以“畢業設計工作量”、“本科畢業設計創新”關鍵詞在互聯網上搜索,關于“本科畢業設計創新”一定會搜出很多條目,“畢業設計工作量”搜出的條目較少,且基本大同小異,主要是根據不同的論文類型,對字數、圖紙質量、實驗結論等進行規定。但是為了達到通用性要求,均比較粗略,沒有借鑒意義。對學院來說,因其管理的宏觀性,不可能給出具體的界定。但是每個專業可根據專業特點進行基本工作量的設定,讓學員和初次帶畢業設計的教員一開始就對畢業設計到底是什么,要做到什么程度有較為清晰的認識。針對工程設計類題目,它的基本工作量應該達到什么程度呢?
二、工程設計主要包括哪些內容[1]
根據項目的類型分為新建、改建和擴建3種類型。根據項目實施階段分為可行性研究、初步設計、施工圖設計等3個階段。由于時間較短,為保證設計質量,我們將畢業設計的難度定為初步設計階段。初步設計階段主要包括設計準備工作、工藝流程設計、工藝設備選型設計、庫區布置設計、管路配置設計等內容。
1.設計準備工作。該部分是指根據導師下達的設計任務書,正確領會對工藝提出的要求。明確所承擔的設計任務和主要內容,確定其方法步驟。訂出工作計劃。利用設計前調研時間,深入到已建的油庫實地調研,了解掌握油庫油品的種類、數量,主要采用的技術、設備及工藝,還有該地區的地形資料、地質資料、交通資料、氣象資料等,這些資料的收集是油庫水力計算、熱力計算、建(構)筑物基礎與管線埋深、做法的依據,不可忽視。尤其應重視了解油庫新的技術、設備及工藝應用情況,并收集設計所需的國家和行業標準、規范及相關的資料。資料包括外部資料、內部資料、技術經濟資料、各類設備技術手冊或樣本等。
2.工藝流程設計。該部分是確定油庫工藝流程。要求運用所掌握的各種資料,先作出幾種流程方案,根據有關的基本理論進行對比分析,著重評價投資與成本,從中選擇出一種技術先進、經濟合理、安全可靠的工藝流程,并繪制油庫工藝流程圖。
3.工藝設備選型設計。該部分是初步確定了系統設備的構成,這其中的設備只是一個概念,工藝設備選型就是通過工藝計算確定設備具體的規格和型號。油罐、油泵等各種定型設備選型涉及水力、強度、熱力等計算。在工藝計算階段應理論聯系實際,學會發現問題、分析問題和解決問題,搞好計算的必要條件是概念清楚、方法正確、數據齊全可靠,并且必須按規定的步驟進行。
4.庫區布置設計。該部分主要包括儲油區、油品裝卸作業區、行政生活區的布置設計。其中儲油區和油品裝卸作業區布置設計是工藝設計中的重要內容,它的首要任務是確定整個工藝流程中的全部設備在平面上和空間中的具置。油庫布置設計在工藝流程設計和工藝計算及設備選型后進行。庫區布置設計完成之后要繪制油罐區和油品裝卸作業區的平面、立面布置圖。
5.管路配置設計。該部分任務是確定油庫全部管線、閥件、管件及各種管支座的位置,以滿足工藝的要求。設計時應考慮節約管材,便于操作、檢查和安裝檢修,而且做到整齊美觀。管路配置設計應在工藝流程設計和儲油區、油品裝卸作業區布置設計完成的基礎上進行。
三、設計說明書主要包括哪些內容
根據設計的內容包括油庫設計總說明、總圖布置說明、工藝設計說明書和消防部分說明等。
1.油庫設計總說明。(1)闡明本設計的任務依據和技術依據。其中任務依據包括已批準的設計任務書和有關協議、主要文件、會議記錄等的名稱及所屬文號、設計采用的規范和標準等;(2)闡明油庫的性質、經營油品種類、供應范圍、油庫的總容量和經營特點;(3)闡明油庫建設區域的自然條件(地理位置、地形地貌、水文氣象、工程地質、地震等級等)、周圍環境(與居民點距離、附近有無其他大中型企業或重要建(構)筑物和其他危險物品)水電、運輸、通訊等情況;(4)人員編制情況說明。包括行政人員、技術人員、工人和消防警衛及勤雜人員;(5)闡明主要技術經濟指標和總投資額;(6)闡明本單位承擔的設計項目和委托其他單位的設計項目。
2.總圖布置說明。(1)說明總圖布置的指導思想,分析總圖布置的優缺點;(2)油罐的結構類型、單個容積;(3)庫內運輸方式。
3.工藝設計說明書。(1)工藝流程;(2)鐵路(公路或水運)油品裝卸方式、貨位(或泊位)的個數、專用線長度;(3)發油方式,汽車裝油的鶴管數,桶裝灌油栓個數;(4)裝卸油泵及機組的型號及臺數,輸油管的規格;(5)油庫的裝卸能力。
4.消防部分說明。(1)油罐及其他生產設施采用的消防方式;(2)消防所需的滅火劑量和水量;(3)消防泵的臺數、型號、規格及其使用的動力;(4)其他消防設備(消防車、泡沫液罐、消防水罐等);(5)消防管道的布置和管徑;(6)油庫消防滅火系統工藝計算書;(7)消防、給排水設備表等。
對于本科畢業設計(論文)來講,文字部分主要是一份完整的設計計算說明書,要求思路清晰,符合最新的國標和行業標準,結論正確,不一定非要達到一定的字數。有的學員論文厚厚的一摞,一翻里面的內容,邏輯混亂,東拼西湊,仍然是達不到畢業設計要求的。有的學員論文字數少,但是能夠圍繞設計內容,設計步驟齊全,主題突出,立意較新,不僅僅可以達到畢業設計基本要求,甚至可以評選優秀論文。
四、主要技術圖紙
油氣儲運工程專業因其專業特點,設計圖紙是必不可少的。
1.繪圖原則。繪圖原則具體參見GB/T 13361-2012《技術制圖通用術語》、GB/T 14665-2012《機械工程CAD制圖規則》、GB/T 16675.1-2012《技術制圖簡化表示法第1部分:圖樣畫法》、GB/T 16675.2-2012《技術制圖簡化表示法第2部分:尺寸注法》和SY/T 0003-2012 《石油天然氣工程制圖標準》等。
2.圖幅大小的確定。一般來講,油庫總工藝流程圖采用A1圖幅,分區及泵房工藝流程圖采用A2或A3圖幅。根據實際情況,可繪制加長圖幅。
3.圖幅比例的確定。平面布置圖均嚴格依據國標和行業標準按比例進行繪制。工藝流程圖通常不嚴格按比例繪制,各個設施、設備之間的位置關系也可以不受總平面布置圖的約束,工藝流程圖以表達清晰、工藝準確為原則。根據畢業設計難度在初步設計階段的要求,工藝技術圖紙主要包括平面布置圖、工藝流程圖、設備設施平立面圖、局部詳圖等。具體包括庫區位置圖、油庫總平面布置圖、罐區工藝布置圖、裝卸作業區工藝布置圖、管網綜合平面布置圖、庫區消防平面布置圖、油庫總工藝流程圖、油庫消防滅火系統工藝圖、庫區設備防雷、防靜電接地圖;管網局部詳圖、管路附件詳圖、管架、支座配置圖等,還包括圖紙清單、設備材料清單等。
對學員來講,2個月的時間不可能一個人完成整個油庫的設計,一般來說,設計分組進行,“一人一題,真題真做”。通過設定油氣儲運工程專業工程設計類畢業設計基本要求,教員有針對性地進行專業的引導和幫助,縮短學員獲取有效資源的時間,提高獲取有效資源的質量;縮短了學員進入畢業設計狀態的時間,在畢業設計過程中,更有針對性地查找資料,規范地進行設計,用更多的時間進行創新研究。不僅提高了個人解決問題、分析問題的實戰能力,培養了團隊協作精神,還達到進一步提高畢業設計論文質量的目的。
參考文獻:
[關鍵詞]脫硝;選型;效率
中圖分類號:F407.61 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)18-0359-01
1 研究的背景
近年來,中國大部分區域污染態勢越發嚴重,霧霾、酸雨現象常有發生,嚴重影響廣大人民群眾的日常生產生活。氮氧化物是誘發這一環境污染現象的罪魁禍首之一。2012年1月國家能源系統實施了《火電廠大氣污染物排放標準》,明確規定,火電企業氮氧化物的排放濃度不準超過100mg/Nm3。
2 項目概述
丹東金山熱電廠(2×300MW)新建工程是由中國華電集團沈陽金山能源有限公司依照《丹東市中心城區熱電發展總體規劃(2005―2020年)》在丹東市投資建設的大型熱電聯產項目。電廠一期建設2臺300MW亞臨界汽輪發電機組,規劃容量4臺300MW,并同步建設脫硝設施。
3 脫硝工藝設計原則
(1)采用當前技術成熟方法,符合國家環保排放標準。
(2)脫硝設計效率應大于80%。
(3)不設計煙氣旁路。
(4)在鍋爐省煤器與空預器中部布置反應器。
(5)吸收劑選擇液氨。
(6)脫硝設備年利用小時按不小于6500小時考慮,投運時間按不小于7800小時考慮。
(7)脫硝裝置可用率不小于98%。
(8)裝置服務壽命為30年,大修期為6年[1]。
4 脫硝工藝的選型
目前全球電力生產脫硝技術主要分為兩大類:即選擇性催化還原(selective catalytic reduction,SCR)煙氣脫硝技術、選擇性非催化還原(selective non-catalytic reduction,SNCR)煙氣脫硝技術[2]。
4.1 SNCR煙氣脫硝
SNCR技術原理是在爐膛內布置機械式霧化噴槍,將例如氨氣、氨水、尿素等溶液作為氨基還原劑,霧化后形成小液滴直噴進爐膛,熱解后,還原劑生成氣態NH3,在鍋爐的對流換熱區域,溫度控制在950~1050℃,沒有任何催化劑的條件下,NH3與NOX進行化學物理聯合環境下的選擇性非催化還原反應,將NOX還原成氮氣和水。被壓力環境下噴入爐膛的氣態NH3,溫度超過1050℃時,NH3被氧化成NOX,起主導作用的是氧化反應;當溫度低于1050℃時,NH3與NOX的主要反應是還原反應,但反應速率相對較低,即氧化與還原反應跨界產生[3]。
在歐美地區SNCR技術相對來說廣泛應用。較為先進的低氮燃燒技術被移植到這些鍋爐中,爐膛出口NOX濃度約為280~450mg/Nm3,應用SNCR系統后,基本可達到180~265 mg/Nm3的氮氧化物的控制水平,基本滿足投產時的控制要求,但不滿足《火電廠大氣污染物排放標準》(GB 13223-2011)的NOX排放規定[4]。
4.2 混合型煙氣脫硝(SNCR/SCR)
混合型SNCR/SCR技術是利用煙道型SCR將上游來的NH3與NOX反應完全,將SNCR與尾部SCR結合,SNCR承擔脫硝和提供NH3的雙重功能,提高脫硝效率,彌補SNCR系統效率偏低的弊端。具有以下特點:
1)場地空間適應性強,脫硝效率高,可達75%,當入口NOX濃度為400mg/Nm3,出口基本可控制在100mg/Nm3左右,完全符合NOX排放規定的要求。
2)根據催化劑的形式、用量及煙道布置不同,煙道阻力增加100~500Pa左右。
3)煙道型SCR不需要另外設噴氨裝置,系統相對簡約。
4)新型設計理念的煙道型SCR,采取垂直布置方式,與初期設計的SCR在水平煙道布置反應器相比,流速大大降低,減小了催化劑的磨損,延長了設備的使用壽命。
SNCR/SCR混合型脫硝技術具有全面兼顧、博取眾長的技術特點,可作為脫硝技術選型的一個參考方向,符合特定環境,特殊考慮的應用范疇。新技術的革新與應用,使技術人員認識到,追求生產高效率同時,也要考慮經濟性的重要因素。
4.3 SCR煙氣脫硝
SCR技術是在煙道上加裝一套反應裝置,在省煤器下游區域按煙氣含有NOX劑量噴射相適應劑量的氨氣,反應環境溫度為310~420℃之間,在催化劑作用下,煙氣中NOX被還原,反應產物為無害的氮氣和水??紤]到鍋爐煙氣含量、飛灰屬性、空間區域布置等因素,SCR工藝可分為三種類型:高灰型、低灰型和尾部型。高灰型為目前常用設計選型,其設備布置范圍及反應區域工作環境相對惡劣,煙塵大,催化劑的活性會較快發生惰化,由于310~400℃的煙氣溫度較為適合反應進行,故綜合效率及經濟性最高。
SCR是電站鍋爐普遍采用的深度煙氣脫硝技術,國內當前已建成、在建、擬建脫硝裝置的新老機組約有400多臺,均采用高灰型工藝。SCR技術特點如下:
1)脫硝效率相對較高,一般情況下可達到95%,NOX排放濃度符合國家環保標準,可控制在50mg/Nm3以下。
2)需要在煙溫為310~420℃的空預器入口范圍增加設計反應器,催化劑安裝在反應器內,鍋爐煙道阻力相應增加800-1200Pa左右,引風機需改型提高壓頭。
3)存在諸如產生反應副產品-硫酸氫氨,附著在空預器換熱面上,可能導致空預器的堵塞,逃逸氨與SO3反應。通過精密自動控制化學理論量的加氨,可有效防止氨泄漏量,使生產副產品減少生成。
4)大量的還原劑-液氨是重大的危險源,尤其是超過40噸的儲量,需要考慮氨區周邊環境的安全防護距離,至少需要約3000m2的空閑環境。
5)通常催化劑每3-4年需檢查更換一次,催化劑易磨損、堵塞、活性成分降低。
SCR煙氣脫硝是成熟、可靠的技術,在國內外電站鍋爐上得到了廣泛的應用。當脫硝效率為95%時,NOX排放濃度可控制到50mg/Nm3以下,滿足環保排放的要求。
5 結論
對上述三種脫硝工藝分析結果可知,SNCR工藝不滿足NOX排放低于100mg/Nm3的要求,本項目不能采用此方案。
混合型SNCR/SCR工藝滿足NOX排放低于100mg/Nm3的規定要求,但現階段應用業績及經驗較少,且需要對鍋爐本體進行改造,逃逸氨對省煤器等加熱設備的腐蝕還有待進一步研究,暫不推薦此方案。
SCR工藝技術成熟,脫硝效率高,擴展余地大,適應本項目的綜合技術要求。
丹東金山項目采用SCR煙氣脫硝原理工藝,在鍋爐尾部煙道省煤器出口,空氣預熱器入口區間段布置反應器,即高塵布置。每臺機組設一套脫硝裝置,每套脫硝裝置設計兩個SCR反應器。
自2012年9月15日,機組投產以來,鍋爐脫硝系統未發生運行重大事故,脫硝總效率達到82%,高于設計指標參數,氨逃逸率小于3%。經大修期間停爐檢查,催化劑模塊外形齊備良好,本體未發現有破損、脫落,風孔無堵塞現象,系統內未形成嚴重積灰,脫硝系統符合鍋爐尾部煙道配套設計,工藝選型及流動特性均符合現場生產要求,值得推廣應用。
參考文獻
[1] 黎景越.火電廠煙氣脫硝技術的經濟效益分析:[碩士學位論文].北京:華北電力大學.2013.
論文關鍵詞:陶瓷膜 裝置 設計 選型 制藥生產
論文摘要:在制藥生產中,發酵液的特點是菌絲濃度高、孫度大.淘瓷膜在制藥生產中主要應用在預處理方面,由于設計和選型上的失誤,導致使用效果并不理想.指出在設計和選型時特別要引起重視的方面有管路設計、膜芯孔徑大小、串聯級數、以及循環泵的選型.
制藥生產的發酵料液有其特殊性,主要的特點是菌絲濃度高、赫度大.陶瓷膜在制藥生產中主要應用在預處理方面,它可以得到澄清甚至是除菌的濾液,經不斷地頂洗后渣體僅保留相當低的單位,理論上可以得到比板框過濾更高的提取收率.國內廠家也開發出了自己的產品,相對于國外同類產品具有價格低廉,配件供應及時等優勢.但如果在選型和設計上稍有失誤,便會在使用效果上大打折扣,在此談談筆者的一些看法.
首先是管路系統設計不合理,圖1是國內一廠家的裝置示意圖一個膜殼組件里裝有19支長度為lm的膜芯,每支膜芯有19個孔,通道孔徑為4~,每組3個膜殼串聯,并聯3組,總面積為40.8澎,總通道截面積為0.0136時.儲料罐的料液經循環泵送往陶瓷膜再回流回料罐,為了保持2m/s的切面流速,每小時的回流量在100m”以上,這樣供料管和回流管的管徑就不得不做得很大,安裝時跨度大一點光管路的死體積就會達到1m3以上,不利于提高收率.同時,回流量大也增加了料液與空氣的接觸機會,這對于易氧化的品種是極為不利的這樣的設計也造成了在料液回流的過程中有相當一部分電能消耗在克服勢能的做功上,造成了浪費.
相比之下,國外同類產品的內循環設計顯得高明,其示意圖如圖2所示,大部分料液在自身循環,僅分出小部分料液回流,因此,只需用一臺小功率的輸送泵補充料液即可.這樣,供料管路和回流管路的管徑可以做得更小,減少了料液的死體積;料液和空氣接觸的機會也減少了,降低了氧化的可能性;電能無謂的浪費也減少了不少;料液儲罐和膜機組的距離也可以適當拉長,給設備安裝留下了更多的靈活余地.可見一個小小的改動是有相當多的好處的.
其次,在膜芯通道孔徑的選擇上是值得探討的.膜芯如圖3所示,一般長1000mm,當中分布著小孔徑的通道.以圖1為例,如果膜芯采用7孔,通道孔徑為6mm,每個膜殼同樣裝19支膜芯,總面積只有22.6時,總通道截面積為0.0113時.同樣的設計,采用6~膜芯時為了達到同樣的過濾面積設備數量要增加1.8倍,泵的流量要增加1.7倍,表面上看,設備費用和運行費用均大大上升.但采用4~通道的膜芯若使用不當,會有很大的風險一般陶瓷膜都是帶渣運行的,制藥生產中發酵菌渣的薪度一般較大,有的還有絲狀的東西,發酵原料中也有不少顆粒雜質.特別是越到后期,渣濃度越高,如不及時加水稀釋,很容易造成通道堵塞堵塞后的結果是災難性的,先要把大口徑的管道拆開,然后把一級級的膜組件卸下,堵塞不嚴重的還可以用高壓水槍沖通,嚴重的還要拆出在高溫中燒烤才能疏通,一個維修下來,工作量相當大.加水過早又會使濾液體積和操作時間大幅度增加,不利于提高收率.而6~孔徑的通道堵死的可能性就大為減少,即使堵死了,也容易沖通.因此,對于菌絲濃度高,私度大的品種,還是推薦使用孔徑為6~的膜芯,同時要采用有效的預過濾器濾除粗顆粒對膜芯加以保護.
再次,在選型和設計時還要考慮到方便維修和安裝.維修時從3m高的平臺上將重百來斤的組件抬上抬下,是相當累的,在上下鐵梯時還容易出工傷事故,少一級,安裝維修都方便許多.國內的陶瓷膜既然維修頻率比國外高,做成三級對維修就更不方便了同時級數過多,對于菌絲濃度高、赫度大的品種很容易因為阻力的增加而導致膜芯堵死,并且由于流體在經過膜芯時因為阻力作用壓力逐級減少,最后一級膜滲透速度要慢得多,不利于充分發揮設備的生產能力.因此,對于菌絲濃度高、薪度大的品種以采取兩級串聯為佳.
1.實習性質
畢業實習是學生在校內完成教學計劃所規定的全部課程和實習、實驗、課程設計以后的一次綜合性生產技能鍛煉實習。
2.實習目的和任務
(1) 綜合、鞏固和運用所學的全部知識,特別是本專業的理論知識和課程實踐,通過參加實際工作,了解和掌握本專業的基本知識,鍛煉學生分析問題和解決問題的實際能力。
(2) 畢業實習要為畢業設計(論文)做準備、打基礎。因此,根據現場情況,充分收集與畢業設計有關的全部資料和信息(包括文字、圖紙、圖表、數據等),為畢業設計(論文)順利進行打下基礎。了解本專業的工作環境,熟悉本專業的工作流程和工作任務,向一線工程技術人員虛心學習,為今后工作打下堅實的基礎。
二、實習的主要方式
為完成上述實習任務,為了使學生畢業之后能迅速適應社會主義市場經濟主戰場的需求,畢業實習的方式包括:現場生產實習、承擔生產任務實習、參與老師科研項目所進行的綜合實習等形式。此外,要求學生在實習過程中要及時收集和整理現場資料。
1.到簽約單位或工作性質對口的用人單位實習鼓勵學生到簽約或工作性質對口的用人單位實習,這們既有利于盡快適應用人單位的工作業務,也有利于用人單位對學生的全面考察。
2.參加現場生產實習
在條件許可的情況下,可組織學生參加現場的生產實習,或實際參加一個工程項目的建設過程(或其中一子項,由現場實際條件確定)。了解與本專業有關的主要工程任務、完成工程的方法及過程,本專業的發展概況、科學管理的方法、目前現狀以及作為一個工程項目其完整的工作流程。
了解所在項目組的內容、人員配備及分工、組織和管理、采用的技術標準、設備的配備和選型、工作方法、工作手段等。充分掌握工程項目的工作流程與管理方法等。
3.承擔生產任務實習
為了積極適應市場經濟發展需求,為了使學生畢業之后能夠滿足用人單位的需要,可對畢業實習進行了大膽革新,通過承擔生產任務和橫向技術服務完成畢業實習工作。
讓學生直接從事生產任務實習,真刀真槍的干,充分掌握生產項目的全部流程與管理方法,以及本項目組的具體任務、人員配備及分工、組織和管理、采用的技術標準、儀器的配備和選型、工作方法、工作手段等。
4.參與老師科研項目等形式所進行的綜合實習
鼓勵學生積極參加指導教師所承擔的科研項目的資料收集、項目研究等工作,通過參與科研活動,讓學生了解本專業有關科研的科研信息和基本研究方向,鍛煉學生科研的綜合能力。
三:實習報告編寫
畢業實習結束后,要求每個學生必須提交一份畢業實習報告,作為評定學生畢業實習成績的主要依據。實習報告的編寫,應根據自己的畢業實習內容確定,一般要求報告字數不低于3000字,應包括以下主要內容:
1.畢業實習的單位、任務簡介,其中包括實習地點、單位、實習項目、時間安排等內容;
2.畢業實習的主要工作總結,其中包括實習的主要工作內容、技術設計成果及技術總結等內容;
3.存在問題和建議,其中包括畢業實習中的經驗與教訓、存在的問題及解決的意見和建議等內容。
4. 完成實習報告后,要求填寫好一份《畢業實習自我鑒定表》。在外單位實習的同學,鑒定表須經實習單位簽署意見并加蓋公章。
綜采工作面的“三機”正確先進的選型、合理的配套是提高工作面生產能力和礦井實現高產高效、提高資源回收率的必要條件。
關鍵詞:采煤機 液壓支架 刮板輸送機選型原則
1 “三機”的選型原則
1.1 采煤機的選型
采煤機是不是會具備較好的實際生產能力,主要要看以下幾點:采高、截深、牽引速度、工作時間利用系數。
滾筒直徑、調高形式和搖臂擺角等因素對采高起著決定性的作用。截深的影響因素主要是煤層厚度、煤質軟硬、頂板巖性以及移架步距。而截割部傳動比、滾筒轉速和滾筒直徑決定著截割速度,對采煤機的功率消耗、裝煤效果、煤的塊度和煤塵大小等有直接影響。牽引速度的初選是通過滾筒最大切削厚度和液壓支架移架追機速度驗算確定。外載荷主要影響著牽引力,其他的如機身自重及導向機構的結構和摩擦系數等因素也會對其造成一定的影響。
因此,確定采煤機的選型要遵循以下原則:①采煤機主要參數(采高、截深、功率、牽引方式)的選取要能適合所開采煤層的地質條件(厚度、硬度等),并有一定的富余系數。②采煤機生產能力要大于工作面設計能力。③采煤機的技術性能良好,安全保護功能可靠,便于使用和維護。④煤機的采高、截深、截割速度、牽引速度、牽引力和功率等參數在選型時必須確定。
1.2 液壓支架的選型
液壓支架是以高壓液體作為動力,由金屬構件和若干液壓元件組成,能實現支撐頂板、切頂、自移和推溜等工作,它與采煤機、刮板輸送機配套組成綜合機械化設備,具有產量大、效率高、安全性好等優點,并為工作面進一步實現自動化創造了條件。
因此,確定液壓支架的選型要遵循以下原則:①要依據頂板情況來確定支架類型(支撐式、掩護式、支架掩護式)、支護強度。②要依據煤層厚度、采煤機滾筒直徑和采高來確定支架的最大最小高度。③要依據支護強度來確定支架的結構參數(立柱數目、直徑)。④選型依據是礦井采區、綜采工作面地質說明書。在選型之前,必須將所采工作面的煤層、頂底板及采區的地質條件全部查清。然后依據不同類級頂板選取架型。
1.3 刮板輸送機的選型
刮板輸送機在綜采工作面起著承載、運煤和采煤機導向以及液壓支架推移支撐等作用,是整套綜采設備的“中堅”,其性能、可靠程度和壽命是綜采工作面正常生產和取得良好技術經濟效果的重要保證。
因此,確定液壓支架的選型要遵循以下原則:①刮板輸送機的輸送能力要超出采煤機的最大生產能力的1.2倍左右。②需要用多少的鏈條,還要看刮板鏈的質量;安排什么樣的鏈子結構,需要看煤質硬度。③最好是選擇使用雙電機雙機頭驅動、短機頭和短機尾方式。④刮板輸送機的輸送能力、電機功率要根據工作面傾角、鋪設長度及輸送量的大小等條件確定。⑤刮板輸送機在使用中要受拉、壓、彎曲、沖擊、摩擦和腐蝕等多種作用。因此,必須有足夠的強度、剛度耐磨和耐腐蝕性。⑥大型礦井優先選用中雙鏈型。⑦由于各工作面實際情況不同,選型時一定要符合實際生產的需要。
2 “三機”合理配套的要求
2.1 滿足生產能力:要保證采煤機生產能力能夠很好地完成綜采工作面的生產任務,同時液壓支架的移架速度要匹配采煤機的牽引速度,還要求工作面刮板輸送機的輸送能力超過采煤機的生產能力,而乳化液泵站輸出壓力與流量要符合液壓支架初撐力及其動作速度要求。
2.2 滿足設備性能:輸送機的結構形式及附件一定要跟采煤機的結構相匹配,輸送機的中部槽應與液壓支架的推移千斤頂鏈接裝置的間距和連接結構相匹配。采煤機的采高需要適應支架的最大和最小結構,而其截深要適應支架推移步距,如圖1所示。
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圖1 液壓支架、采煤機、刮板輸送機幾何關系示意圖
其計算公式為:R=B+E+W+X+d/2 (1)
在這個式子里,無立柱空間寬度用R來表示;截深用B來表示;鏟煤板空距用E來表示,其大小為50~100mm;輸送機寬度用W來表示;前柱與電纜槽間距用X來表示;前柱外徑用來d表示。
W=F+G+J+V (2)
在這個式子里,鏟煤板寬度用F來表示,其大小為150~240mm;中部槽寬度用G來表示;導向槽寬度用J來表示;電纜槽寬度用V來表示。
2.3 滿足安全和工作方面要求
①從安全方面來看,工作面沒有立柱空間或者是更小點是最佳的。②為了避免電纜擠傷的情況,前柱與電纜槽間一定要有一個150~240mm的間隙。③為了避免滾筒切割頂梁,梁端距T一般為150~300mm。④推移千斤頂行程應比采煤機截深大100~200mm。⑤為保證煤流能夠很好地從底托架下通過,過煤高度C要超過250~300mm。⑥過煤空間Y最小可以使90mm,或者是200~250mm,前者在底板清理良好及采煤機機身不長的情況下應用是比較合適的。煤層傾角小于10度的工作面,在推移刮板輸送機時要控制好其位置,防止“上竄下滑”。
3 實際工作中“三機”選型及配套的論述及探討
從以上“三機”的選型原則及配套關系的分析可以看到,其選型工作涉及地質學、頂板管理、采煤工藝、機電和機械設備等多門學科,同時又是實現礦井高產高效的前提所在。目前的選型配套基本上能夠滿足生產需要,但在進行實際生產時,還會有一些跟實際情況不一致的現象。如:移架循環需要比較久的時間,與采煤機牽引速度的要求不一致;選型配套的參數基本上沒有什么問題,但在實際使用時卻不能實現。如液壓支架初撐比通常是0.5~0.8,而實際應用時只有0.25~0.4。這意味著,綜采工作面“三機”配套不可以僅僅是“經驗類比”,要對系統中的主要環節做好動態優化設計,保證其設計參數與實際運行參數的一致。如具備條件時,可以考慮支架電液控制,利用拉移支架以縮短移架循環時間以及減少人員投入;工作面避免產生“大馬拉小車”現象,產生不必要的投入。當然,各種配套關系不是唯一的,這主要是由于礦井的開采條件、組織管理水平存在著客觀的差距。如果客觀條件不具備,即使選擇生產能力很高的配套設備,也遠不能達到提高生產能力的目的。同時在選型方面還應考慮安全生產和維護簡便的原則,在三角煤和煤柱區域的選型方面也要考慮,從而減少資源的浪費。
不同條件的礦井,綜采工作面的“三機”選型應從實際出發,因地制宜,選用適用的配套設備。高產高效礦井發展的原則不是要增加綜采工作面數量,而是應該提高綜采工作面單產,減少作業環節,提高生產效率,實現集約化生產。
4 結束語
通過這次論文設計,我對理論知識有了更深的理解,為今后的工作打下良好的基礎,認識問題,分析問題,解決問題的能力有了很大的提高。隨著現代化礦井的建設,要求不斷提高礦用機械的穩定與高效運行,本論文結合我礦的實際情況針對三機選型及其進行了研究和探討,并針對性地提出了一些自己的見解,希望與同行交流和學習,以用來解決生產實踐中遇到的實際問題,從而提高綜采設備的生產效率,為實現高產高效的現代化礦井出謀劃策。
參考文獻:
[1]張宏干.《綜采維修鉗工》.機械工業出版社.2003.
[2]《采煤學》.煤炭工業出版社.中國礦業學院校編.1997.
[3]劉元祥.《煤礦機械設備安裝工》煤炭工業出版社.2004.
背景:由于時代的進步,人們對建筑的要求已不止停留在遮風擋雨的層面,更隨著生活水平的提高及我國經濟的逐步增長,人們對室內空氣的溫濕度、潔凈度和空氣品質問題越來越重視。同時由于能源的緊缺,節能問題也越來越引起人們的重視。因此迫切需要為建筑物安裝配置節能、健康、舒適的中央空調系統來滿足人們對高生活水平的追求。xx大廈是一座公共辦公性綜合建筑,建筑內環境的好壞直接影響到使用人員的工作效率,這就需要通過采暖、通風、空氣調節等手段來使室內環境達到標準為工作人員提供一個更加舒適的工作環境。但在創造建筑內環境的同時我們也應注重對整個生存環境的保護并結合能源緊缺的現狀滿足節能標準,因此我們提倡構建健康、舒適、低碳、環保、節能的現代化綠色建筑。
意義:通過畢業設計,綜合運用和并系統化所學理論知識,培養獨立分析和解決工程實際問題的能力,并相應提高調查研究、收集資料、理論分析、繪制圖紙、撰寫設計說明書、熟悉有關規范、手冊和工具書的查閱與使用能力,為畢業后參加實際工作打下一定的基礎。
2.設計的主要環節或論文的基本內容
工程概況及設計資料
建筑維護結構冷、熱負荷的計算
空調系統方案的確定(水系統、風系統的選擇)
空調設備選擇
氣流組織的計算
空調系統風管、水管水力計算
大門空氣幕的形式
空調冷熱源系統設計
空調系統的消聲與減震
空調系統的防腐與保溫
3.進度安排
第3周:查閱和收集資料,熟悉土建圖紙及原始資料
第4~5周:確定計算參數,計算建筑負荷(冷負荷、熱負荷、濕負荷)
第6周:確定空調系統設計方案(系統形式、空氣處理方案)
第7周:根據空氣處理設備的容量及送風量進行空調設備選型設計計算
第8周:進行氣流組織設計,根據送、回風量,確定送、回風口型式
第9~11周:布置空調風管道,水管道,進行水力計算
第12周:設備選型(水泵、機組等設備的型號及數量)
第13周:繪制施工圖(平面圖、系統圖、冷熱源流程圖、大樣圖)
建立3+3+3實踐課程新體系,優化環境工程專業培養方案
生產實習安排學生參觀焦化聯合企業大氣污染綜合治理工程、2~3種工業廢水治理工程及城市垃圾填埋場、垃圾發電廠,和上機操作環境工程技術模擬實訓系統[6],模擬污水處理廠管理,解決進企業蹲點實習難問題。畢業實習結合畢業設計或論文選題進行,由指導教師按選題涉及的具體行業、污染問題、技術方案進行安排。即環境監測基礎型實驗、水污染控制設計型實驗與專業綜合型大實驗。環境監測實驗安排COD、NH4-N、BOD、pH等水質監測,TSP、SO2等大氣監測項目,要求學生掌握取樣保存、試劑配制、儀器操作、數據處理、分析與評價等基本實驗技能。水污染控制設計型實驗給出幾種污水水質和實驗室已具備的實驗條件:生物法、混凝法、離子交換法、Fenton試劑法、鐵碳微電解法等,讓學生自行分組選擇處理工藝,設計實驗參數,進行驗證實驗。專業綜合大實驗目前已開設的有:校園湖泊水質評價與治理、室內空氣質量檢測、純凈水制備、印染廢水處理等綜合型實驗,進行工藝比選、實驗設計、數據處理、分析總結等綜合訓練提高[7]。
即污水廠設計、大氣污染控制工程設計、固廢處理處置課程設計,均安排在主干專業課學習結束后。通過課程設計,對已學知識進行消化、擴展、應用,要求進行工程分析與源強計算,工藝選擇與數質量衡算,主要設備設計(或選型計算)、輔助設備選型計算、管道與高程計算、工藝布置圖紙繪制,以課程設計說明書和圖紙提交課程成果。堅持將三門課程設計與工程實踐緊密結合,鼓勵在這些環節中學生直接參與環境工程項目設計,雖然環節時間短,但能夠直接進入工程實踐,對學生的幫助是非常顯著,經過10屆學生和老師的共同努力,課程設計已成為學生痛并快樂著、收獲頗豐的實踐教學關鍵環節。
3+3+3實踐教學保障體系建設
通過積極爭取,獲得“化工與環境類專業教學實習中心”、“環境工程特色專業建設”、“院級重點建設課程資助經費”等各項省級、校級質量工程專項基金支持,加快了環境工程專業實驗室與實訓基地建設。目前環境工程專業實驗室擁有TOC、TN、TP在線監測、紫外可見光分光光度計、移動式室內空氣質量監測、快速水質監測等環境監測設備、污水處理實驗裝置、純水制備系統等實驗設備設備200多臺套,為三大實驗開設提供了硬件條件。投入25萬元在學院建立了環境工程技術的模擬實訓系統,包括:污水處理廠模擬管理等[8]。在皖維集團建立了學生實習實訓中心、在蕪湖垃圾填埋場、新鑫鑄管、蕪湖垃圾發電廠等建立實習基地。為學生實踐能力的培養起了較大貢獻,有效增強人才實踐能力培養的實戰型、針對性。教研室老師積極申報教研項目,每年均有立項:如省級教研項目有:“環境工程專業實踐教學新體系的研究與實踐”、“環境類本科生創新與實踐能力培養體系的研究”等。發表教研論文1~2篇/人。將案例教學、啟發教學、閱讀教學、實踐教學相結合[9],老師給出案例,剖解分析,給出選題,讓學生自查文獻、自主交流、自行設計實驗方案和治理工藝,有效增強學生的學習興趣與創新能力。
教研室老師為保障具有環境工程專業自身特色的實踐教學新體系的實施,逐步積累污染源產排污系數[10]、源強計算公式等三門課程設計基礎資料,緩解課程設計基礎資料空缺嚴重現象。初步完成大氣污染控制工程課程設計指導書系列:之一煙塵污染治理課程設計指導書、之二工業粉塵污染治理課程設計指導書、之三酸性氣體污染治理課程設計指導書、之四有機氣體污染治理課程設計指導書;和污水治理課程設計指導書系列:城鎮污水處理廠課程設計指導書、工業廢水處理站課程設計指導書;及固體廢棄物處置與資源化課程設計指導書系列。填補了課程設計任務書、指導書空白。教研室老師積極申報課題,獲得國家和安徽省自然科學基金及省教育廳、蕪湖市科技計劃科研經費支持,以及產學研合作項目。將課題研究內容分解成適合的本科畢業論文選題和碩士研究生學位論文題目,老師指導和帶領學生將科學研究和社會實踐穿插在實踐教學中。即為實踐教學耗材、檢測提供了經費保障,也有效的保證了本科畢業論文質量。教師與學生創新能力顯著提高;學生對教學實踐的興趣、參與度、完成質量大大改善。