Выбор рациональных параметров наборной матрицы торфяной формующей машины для получения энергоплотного окускованного топлива

• Автор: Епифанцев, Кирилл Валерьевич
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 145 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1.Торфяное окускованное топливо для распределённой энергетики
1.2.Анапиз характеристик торфяного сырья
1.3.Анализ геометрических и эксплуатационных параметров окускованного торфяного топлива
1.3.1. Обоснование рациональной формы и размеров торфяного
куска
1.3.2. Согласование размеров торфяной окускованной топливной продукции
1.3.3. Эксплуатационные требования
1.4.Анализ шнековых машин для производства окускованного торфяного топлива
1.4.1. Мобильные шнековые машины для производства окускованного торфяного топлива
1.4.2. Стационарные шнековые машины для производства окускованного торфяного топлива
1.5.Формующие матрицы шнековых машин для производства окускованного торфяного топлива
Кб.Выводы по главе и постановка задач исследования
2. АНАЛИЗ ПРОЦЕССА РАБОТЫ ФОРМУЮЩИХ МАТРИЦ ШНЕКОВОЙ МАШИНЫ
2.1 .Анализ механико-технологической системы - шнековый
нагнетатель-матрица
2.2.Обоснование процесса окускования торфяного материала методом
твердофазного формования
2.2.1. Анализ движения торфяной массы при формовании в шнековой машине
2.2.2. Критерии формуемости торфяной массы
2.2.3. Реология твердофазного формования торфяной массы
2.3.Обоснование размерных параметров формующих матриц шнековой машины
2.3.1. Обоснование угла сужения конуса входной части фильеры
2.3.2. Обоснование калибрующей части фильеры
2.4.Анализ расходных и энергетических параметров формования
2.5.Выводы по главе
3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1.Программа экспериментальных исследований
3.2.Выбор и подготовка торфяного сырья для исследований
3.3.Методика определения реологических показателей торфяной массы
3.5.Методика определения эксплуатационных характеристик окускованного торфяного топлива
3.6.Методика обработки результатов экспериметнов
4. РЕЗУЛЬТАТЫ И АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1.Результаты исследования физико-механических свойств исходной торфяной массы
4.2.Результаты исследования твердофазного формования торфяной массы на поршневом реометре
4.3.Выбор параметров фильеры
4.4.Анализ результатов экспериментальной проверки получения окускованного торфяного топлива
4.5.Оценка эксплуатационных свойств торфяного окускованного
топлива
4.6.Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Увеличение использования торфяных топливных ресурсов и повышение надежности топливообеспечения распределенной тепловой энергетики является одной из важнейших задач Энергетической стратегии России на период до 2030 года.
Существующее полевое производство формованного кускового торфа влажностью не более 45 % из торфяного сырья влажностью 82-84 %, а также производство прессованных торфяных брикетов и пеллет влажностью 16-20 % из фрезерного торфяного сырья влажностью не более 52 % является сильно зависимым от неблагоприятных метеорологических условий.
Основным направлением развития торфяной промышленности является
интенсификация технологических процессов, изменяющих физико-
механические свойства торфяного сырья путем сложного комбинированного воздействия на него рабочими органами машин. Большой практический интерес представляют методы улучшения качества продукции, которые не усложняют технологический процесс и снижают энергоемкость производства. К их числу относится производство окускованного торфяного топлива методом экструзии (формования) в шнековой машине, из торфяного сырья пониженной влажности 61-64 % с последующей досушкой, что позволяет упростить
способы добычи торфяного сырья, расширить сезон добычи, повысить
надежность производства при снижении себестоимости продукции. Использование шнековых машин позволяет сделать процесс непрерывным, контролируемым, универсальным по видам готовых продуктов.
Исследования зависимости давления формования торфа пониженной влажности на пределе мягкопластичности от геометрических параметров фильер для шнековых машин является актуальной задачей на данном этапе развития техники и технологий добычи торфа на топливо, имеющей важное теоретическое и прикладное значение. Значительный вклад в развитие теории экструзии внесли такие зарубежные и отечественные ученые как: Chen Z., J. J. Benbow , J. Bridgwater, A.L. Gömze, D. Lutz, X. Zhou, Z. Li, J. F. Steffe, D.J.

чего структура получаемых цилиндров упрочняется и сохраняется заданная форма.
Многие российские производители окускованного торфяного топлива в линии по гранулированию включают оборудование ЗАО НПФ "ТЕКО" [28]
Гранулятор для переработки торфа в топливные гранулы (цилиндры диаметром 20-60мм, длиной 60-100мм) ЗАО НПФ "ТЕКО" (рис. 15). Технические характеристики:
Производительность (в зависимости от вида и размера
1000-1500
гранул и удельного веса компонентов), кг/час
Диаметр х длина гранул, мм
Габаритные размеры, мм
Масса, кг
Мощность электродвигателя, кВт
Объем приемного бункера, л
В данной машине применена система нагревания матрицы, и фильеры имеют вставки из пластика, легко поддающиеся замене и уменьшающие трение формуемого материала при прохождении через каналы матрицы.
Рис. 15. Гранулятор для переработки торфа в топливные гранулы ЗАО
НПФ "ТЕКО"