论文总字数：19702字

摘 要

粉煤锁斗主要应用于煤化工制气行业，尤其在一些加压的粉煤输送系统中，锁斗结构得到了广泛应用，它是煤化工装置最为关键的一部分。此结构主要是由筒体、接管、法兰、锥体、封头及连接组件等构成。粉煤锁斗主要的作用是把燃尽的煤灰进行冷却处理及粉碎之后排出。它是一个持续运作的疲劳结构。

本课题通过查阅相关文献资料了解粉煤锁斗装置的基本原理及其应用现状和发展趋势，明白其设计的理论基础、技术路线。进一步，通过公式计算、软件校核等方法对粉煤锁斗进行结构设计和强度校核。完成了内压圆筒筒体、上封头、下封头、开孔补强的计算以及接管的强度校核，满足了粉煤锁斗结构需要的设计条件。并通过完成粉煤锁斗装配图和零部件图加强了对锁斗结构的认识和理解。

关键词： 粉煤锁斗 结构设计 开孔补强 强度校核

Design of Pulverized Coal Lock Hopper

Abstract

Pulverized coal lock hopper is mainly used in the industries of coal gasification, especially, in some pressurized pulverized coal conveying system,and it is the key component in the coal chemical equipment.The structure is composed of cylindrical shell, nozzles, flange, the cone, elliptical head, taper sealing head and other components.The function of the pulverized coal lock hopper is cooling and exhausting the burn coal ash after pulverizing.

The basic principles, applications and development trend are studied by related literature. Also, the theoretical basis and technical route and signification of Pulverized coal lock hopper are learned. Further more, the structure of pulverized coal lock hopper is designed by calculating related formulas, and the strength of this structure is assessed by software.And the result of cylindrical shell, upper head, lower head, and reinforcement of nozzles are obtained, well, the design conditions is satisfied. Finally, the lock hopper structure is better understood and known after finishing the assembly drawing and parts drawing of pulverized coal lock hopper.

Keywords: Pulverized coal lock hopper; Design of structure; Opening reinforcement;Strength assessment

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1 粉煤锁斗结构 1

1.2 本次设计任务 2

第二章 粉煤锁斗简介及煤化工设备优化 3

2.1 粉煤锁斗简介 3

2.2 粉煤锁斗主要技术要求 3

2.3 煤化工发展状况 3

2.4 煤化工装置优化 4

2.4.1 气化炉工艺烧嘴结构优化 4

2.4.2 气化炉工艺烧嘴的材质优化 6

2.4.3 耐火材料的使用 7

2.4.4 耐火材料的选择 9

第三章 粉煤锁斗结构设计计算 11

3.1 内压圆筒计算 （参照 GB150-2011） 12

3.1.1 计算厚度 13

3.1.2 名义厚度： 13

3.1.3 液压试验 13

3.1.4 压力及应力计算： 13

3.2 内压椭圆封头（上封头）计算 14

3.2.1形状系数计算 15

3.2.2计算厚度 15

3.2.3有效厚度 15

3.2.4最小厚度 15

3.2.5名义厚度 15

3.2.6液压试验 15

3.2.7 压力及应力计算： 16

3.3 内压锥形封头（下封头）计算 16

3.3.1 锥 壳 厚 度 计 算 17

3.3.2 液压试验 18

3.4 开孔补强计算 19

3.4.1 接 管1 20

3.4.2 接 管2 20

3.4.3 接 管3 21

3.4.4 接 管4 22

3.4.5 接 管5 23

3.4.6 接 管6 24

3.4.7 接 管7 25

结语 26

参考文献 27

致谢 29

第一章 引言

1.1 粉煤锁斗结构

在新型能源化工行业中，被使用得的比较广泛的结构之一就是锁斗结构。粉煤锁斗作为新型粉煤气化系统中的几个重要设备中之一,它的主要作用是缓冲及排渣，即相当于起到一个压力缓冲容器的作用，便于保证气化炉通畅运转及工作，将反应设备中产生的气化残渣及时地排出外面去。通常情况下，锁斗结构安装于常压容器和加压容器之间把燃烧过煤渣从高压工作的设备排放至常压下的装置之中。煤粉储仓的作用是贮存煤粉，一旦锁斗处于常压状态工作时，把煤粉锁斗的下阀关闭，上阀打开，让贮存在贮仓中的煤粉自流进入煤粉锁斗结构中，等到物料充满后将上阀关闭，通入高压氮气并开启下阀使煤粉流入煤粉给料仓中，卸完后关闭它的下阀，并排压降至常压状态，把上述过程反复循环，保证锁斗正常工作。

用于收集残渣也是粉煤锁斗结构多方面作用中的一个用途。通过锁斗实现间断地处理残留的煤渣及排渣，保证煤化工设备的高效运行。粉煤锁斗结构主要应用于粉煤的输送过程，用来方便粉煤及煤气的传输、运送及反应。

图1-1为粉煤锁斗结构示意图，它是煤化工中的重要设备。

图1-1 粉煤锁斗结构图

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