一、设计的目的：
随着工业的飞速发展，我国煤炭资源日益紧张，价格一再上涨，煤质变化幅度越来越大，给正常的煤棒生产造成了相当大的困难；况且现行煤棒生产工艺复杂、电耗高、设备磨损快、占地面积大，安全系数低，如何完善现行的煤棒生产工艺和设备是本次设计的目的。
二、设计的课目：
针对本厂生产实际，结合此次外出学习的经验，力求型煤技术完善结合，现以“813”为例进行煤棒工艺和设备的设计。
三、设计内容：
1、 工艺：以一台煤机能满足“813”现行生产的情况下，结合现行工艺，加以改进；
2、 设备：以一台煤棒机能满足“813”现行生产的情况下，结合现行工艺和相应的设备，
进行煤棒机设计
四、数据准备：
Ⅰ、有关煤的一些资料
1、 煤的成份
由化学分析可知，煤是由碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）和灰分（A）、水分（W）组成。
煤的成分有以下几种表示方法： （！）工作质成分
实际应用的煤的成分叫做工作质成分，也叫应用体成分。如果用符号来表示煤中各组成部分的重量百分数，则有
C工H工 O工 N工 S工 A工 W工 100
（2）干燥质成分
煤中的水分是不稳定的。煤一风干，水分就减少，其他成分的重量百分数就相对地增大了。为了消除水分变化的影响，把水分除去，剩下的就构成煤的干燥质成分。用符号表示时可得
C干H干O干 N干 S干 A干 100
干燥质成分和工作质成分的换算关系如下：
A干A工
100
工
100W
（3）可燃质成分
煤中的灰分是在煤的形成、开采、储存和运输过程中掺混进去的。而经过洗煤厂的加工，又可以减少灰分。所以，同一个矿井的同一种煤，它的灰分可能变化很大。灰分一变，其余成分的重量百分也会变化。为了区别煤种，把灰分和水分都去掉，就得到煤的可燃质成分，也即得
C燃H燃O燃 N燃 S燃 100
对于一定的煤种，其可燃质成分是比较稳定的。可燃质成分和工作质成分的换算关系如下：
C燃C工
100100（A
工
W）
工
各种煤的可燃质成分大致如表1所示。
2、 挥发分、焦和煤的分类 （1） 挥发分
将煤在隔绝空气的情况下加热，就会分解出一些气体物质，叫做挥发分。
煤在燃烧时，所含的挥发分首先分解出来和空气混合并着火，形成火苗。煤中的挥发分含量越多，越容易着火，燃烧也越快。 各种煤和木柴的可燃质挥发分含量V木柴 85% 褐煤 >40% 烟煤 >14% 贫煤 >10-20% 无烟煤 10% 开始分解出挥发分的温度大致如下： 木柴 160℃ 褐煤 130-170℃ 长焰煤 170℃ 贫煤 390℃ 无烟煤 380-400℃ （2） 焦
挥发分分解出后，剩余的固体物质叫做焦。有些煤将其粉末在隔绝空气的情况下加热后所得的焦仍是粉末状；有些煤则结成焦块，而且有的焦块还很硬。这种结成焦块的性质叫做焦性。炼焦用煤对结焦性有严格要求。煤的结焦性可以用胶质层厚度表示，其值越大，表示结焦性越强。 （3） 煤的分类
我国煤按照挥发分含量和焦的性质一共分十大类，见表2
燃
如下：
表2 我国煤的分类
我国肥煤的可燃质挥发分含量在23-45%之间，但大多数为30—37%；长焰煤的挥发分 含量在37-50%之间；褐煤的挥发含量在40—50%之间。
3、 发热值、水分、灰分和煤的分级 （1） 发热值
1公斤煤完全燃烧后所能发出的热量叫做发热值，可以分为高发热值和低发热值。 如果煤燃烧后烟气中的水蒸汽完全凝结，这时发出的热量叫做高发热值；如果水蒸汽没有凝结，则是低发热值。实际上，烟气进入烟囟时的温度还相当高，水蒸汽基本上没有凝结，故实际应用的是低发热值，用Q低表示。
发热值也可以用工作质和可燃质表示。实际应用煤的低发热值是工作质低发热值C低。由于煤的水分、灰分是变化较大的，同一类煤的工作质低发热值变化就会很大，但可燃质低发热值则比较稳定。它们之间的关系如下：
工
Q
工低
Q
燃低
100W工A工
6W工(大卡/公斤)
水分
我国煤的水分大致如下： 无烟煤 2—9% 贫 煤 2—11% 烟 煤 3—17% 褐 煤 20—34% （3）灰分和煤的分级
我国煤按灰分含量分为14级（加工后的精煤另行分级），见表3。
未经加工的煤叫做原煤，原煤的干燥质灰分≤40%，粒度不限。干燥质灰分>40%的原煤叫做劣质原煤（有些地方叫石煤）。
煤经过洗煤厂的加工，可以将煤分成精煤、洗煤、中煤、煤泥和矸石。 精煤的灰分≤、12.5%，全硫分≤2.5%，粒度
中煤属于劣质煤，粒度一般
矸石的低发热值一般在2000大卡/公斤以下，在一般锅炉中不能单独燃烧，常常作弄为废料扔掉。但是，在近几年来发展很快的沸腾炉中，已可以全烧或掺烧矸石. 4、 煤的粒度
煤经筛选厂加工后，可以按照它的粒度分为12个品种，见表4。 5、 煤的比重
干燥质煤的比重可按下式计算： 干＝
煤的真实比重应考虑到水分以及煤块内有细小孔隙的影响，计算公式
1443
（T/m） 干
1000.5A
＝
100干
100(干－1)K
×
100－K
（ T/m3） 2
100－W
式中K＝4＋1.06WI，WI－工作质水分％
已知：煤的干燥质灰分为22％,煤棒全质水分为10％
干＝
144
＝1.62 （ T/m3）
1000.522
1001.62100－14.6
× ＝1.40 （ T/m3）
100(1.62－1)14.6100－10
K＝4＋1.06×10＝14.6
干＝
堆积比重和真实比重的关系如下：
堆＝（1－ε）
式中的ε为空隙比
空隙比和煤的粒度大小、均匀程度、堆积后的压紧程度有关，一般ε=0.25—0.4 对于在55毫米筛孔上过筛后的筛余R5为20—45%的煤（也就是最大粒度15-30毫米的煤），ε=0.37，所以
堆＝0.63（ T/m3）
对于沸腾炉中的料层，常常取ε=0.4，所以
堆＝0.6（ T/m3）
对于粉煤 堆＝0.50＋0.004R90
式中R90为粉煤细度
6、计算混合物料的压缩比 煤棒的比重
Q
d2
4
2nl0
式中，Q—单台棒机的班平均生产能力，d—煤棒直径，l出棒速度，Z—棒孔数，n—轴的转速
已知：Q=18T/班 ，d=18mm，L=52mm，Z=18孔，n=118转/分
0=4Q/d22ne=418÷（0.01821811852860）=1.34(T/m3) 0=1.34(T/m3)接近于煤棒的理论计算值=1.40（ T/m3）
即：针对煤棒的混合料
堆0.50.50
由于粉煤与褐煤泥浆在混合过程中，实际上使空隙比有所增大，据经验数据推导：
0
2.252 堆
Ⅱ煤棒的一些数据变化
原煤棒为圆形φ18mm；现改为扁圆形：φ20mm，O1 O2间距为15mm
Ⅲ对滚的一些数据
对滚基本尺寸：直径、长度
以6排设计，间隔10mm，B=6（10+35）+10=280mm
针对“813”而言，班耗按现有生产能力计算：1812=216T/班，求直径
d2
已知：Q=216T/班，n=118转/分，=1.40ST/ m,Z=6,A0= +1520=614mm2，求l
4
3
l=Q/ A0Zn=216109/61461181.40860=739.8mm l=2πR2R=l/π=739.8mm/3.14=235.6mm 取对滚直径D=φ300mm 即D=φ300mm，B=280mm
式中R90为粉煤细度
6、计算混合物料的压缩比 煤棒的比重
Q
d2
4
2nl0
式中，Q—单台棒机的班平均生产能力，d—煤棒直径，l出棒速度，Z—棒孔数，n—轴的转速
已知：Q=18T/班 ，d=18mm，L=52mm，Z=18孔，n=118转/分
0=4Q/d22ne=418÷（0.01821811852860）=1.34(T/m3) 0=1.34(T/m3)接近于煤棒的理论计算值=1.40（ T/m3）
即：针对煤棒的混合料
堆0.50.50
由于粉煤与褐煤泥浆在混合过程中，实际上使空隙比有所增大，据经验数据推导：
0
2.252 堆
Ⅱ煤棒的一些数据变化
原煤棒为圆形φ18mm；现改为扁圆形：φ20mm，O1 O2间距为15mm
Ⅲ对滚的一些数据
对滚基本尺寸：直径、长度
以6排设计，间隔10mm，B=6（10+35）+10=280mm
针对“813”而言，班耗按现有生产能力计算：1812=216T/班，求直径
d2
已知：Q=216T/班，n=118转/分，=1.40ST/ m,Z=6,A0= +1520=614mm2，求l
4
3
l=Q/ A0Zn=216109/61461181.40860=739.8mm l=2πR2R=l/π=739.8mm/3.14=235.6mm 取对滚直径D=φ300mm 即D=φ300mm，B=280mm
根据
2.25,计算初级对滚平扁槽的面积A1及槽深h 堆
已知A0=614mm2，求A1
2.25-1
A0=345.375 mm2
2
A1=bhh= A1/b=345/35=9.86mm
10mm
A1
Ⅳ、煤棒机的生产能力
D=300mm煤棒机的生产能力为
Q=2πR A0Zn0=2π15061461181.3460/109 30T/h D=800mm煤棒机的生产能力为
Q=2πR A0Zn0=2π40061461181.3460/109 80T/h
Ⅴ电机、减速器
现行20T/h生产能力的煤球机，电机为45KW，减速器为650
设计32.9T/h煤棒机，选取现行煤棒机的配套设备，即90KW电机和850减速器
Ⅵ、工艺方案的比较和选择
现行工艺流程
70℃）
振动筛 粉碎机 卧搅（单轴） 43℃—62℃ 斗车
设计工艺流程：
制液（40℃—70℃）
40℃—70℃ 40℃—70℃ 40℃—70℃
振动筛 粉煤烘干器 卧搅（双轴 煤棒机 储仓
分析：
1、现行工艺流程的煤棒机，是聚加压、加热、调水分于一身，造成操作难度大、电耗高、 生产能力低下的主要原因；
2、设计的工艺流程煤棒机，是纯挤压设备，所以操作简单，电耗低，生产能力大。 3、设计的工艺流程中，增加了粉煤烘干器，这除了能提高粉煤温度，降低水分外，主要是为了保持褐煤泥浆在混合物料中的活性（粘结性），保证煤棒的粘结稳定性； 4、设计的工艺流程，不仅减少了11套煤棒机设施，还减少了3套粉碎机（包括刮板机）、沤化库、铲车、大量的皮带运输带及相应的岗位和操作工，还可空出大面积的风干场地和沤化库；
5、由于有粉煤烘干器烘干了粉煤，导致所需配制的褐煤泥浆（腐植酸钠溶液）浓度更低， 这样不仅有利用制液的配制，更有利用配液工操作，为定量配比创造了条件； 6、 如果能在造气炉内改装煤棒烘干器，用烟气带走煤棒中的水分，提高煤棒入炉温度，
减少入炉粉煤量，这样不仅可达到半自动加焦或自动加焦的程度，还会降低烟气通过上行管道的流速，减少三气烟气带出物（烟道灰），达到节能降耗的目的； 7、 设计的工艺流程中，砍掉了粉碎机，从而使粉煤粒度上升，这样不仅能进一步降低
褐煤（腐植酸钠溶液）的用量，还能延长煤棒入炉燃烧的时间，有利用热量的储备，提高制气质量。
根据理论计算，如果空气供应充分，一粒直径为0.1毫米的无烟煤粉在不同温度下烧完所需要的时间大致如下：
1500℃ 0.6秒 1250℃ 1.8秒 1000℃ 7秒
褐煤的燃烧要快一些，在1250℃时，直径同样为0.1毫米的褐煤粉烧完所需要 的时间为0.7秒。此外，煤粉直径增加一倍，烧完的时间要延长一倍多一些； 8、 设计的工艺流程中，砍掉了沤化库、铲车岗位及大进料口岗位，这样就使配液工作
与制棒工段没有了时间差，信息返馈通道畅通，及时返馈信息，为优化制棒工艺创
造了条件，条件成熟后，可实现自动配液；
9、 粉煤烘干器实行温控操作，制棒与配液实现一体化；配液量就象现行煤棒机操作工
加水调节电机电流值一样，该加多少，通过微机人为设控，微机自动控制。 10、由于设备和人员的大量减少，生产工艺的进一步优化，从而可向自动化方向大步迈进。
MBJ-80型煤棒机设计思路：
1、 参照MQJ-80型煤球机，对滚直径尺寸不变，缩短宽度尺寸，降低减速器转速，加大电
机功率，保证生产能力提高后的对应平衡；
2、 参照MBJ-30型煤球机，电机功率90KW不变，减速器不变，棒机轴承不变，棒机轴不
变，改变制棒方式，达到提高生产能力，节能降耗的目的；
3、 通过对制棒、制球工艺全过程的对比分析，找出了温度变化这个主要区别，对混合物料
进行升温处理； 4、 通过对粉煤比重堆 与的推导和对煤棒棒 的计算，找出=1.40（ T/m3），棒=1.34（ T/m3），进一步推导比较，引入2.25 压缩比这个概念；
5、 分析煤棒与对滚槽之间的摩擦力，利用煤棒作力传递介质，对煤棒进行自动挤压与型，
以求达到最合适的压缩效果；
6、 通过在对滚槽之间增加隔板，达到预成型煤棒，进一步减小了对滚之间的接触尺寸，从
而达到了降低对滚之间的无功摩擦，充分发挥了电机功率和提高煤棒强度的目的； 7、 通过4级对滚的逐级压缩，从而达到2.25的压缩比，而不产生返料和边皮等；
8、 因为煤棒宽度的加长，使通过振动筛后的粉煤，可不通过粉碎机进一步粉细，就可直接
进入煤棒机进行挤压成型，从而使煤棒质量得到进一步提高，有利于造气炉生产出优质
半水煤气；
9、 此设计始终以煤棒分析数据与煤棒分析理论为立足点，结合制棒工艺全过程，以生产高
强度、低水份、低灰分煤棒为目标；
10、此设计在分析煤棒风干、烘干、造气炉半自动加焦、自动加焦后，进行大胆综合，提出
了利用造气炉烟气（三气）烘干新思路； 11、此设计有一个很重要的数据：40℃—70℃，这是现行生产煤棒添加褐煤泥浆的温度和热
棒温度，也是褐煤泥浆粘性的适宜范围；
12、此设计内含一个很重要的信息，就是信息的及时反馈（闭环），工艺配比、各种温度、
电机电流值等；
13、下一步，通过对升温烘干后的粉煤进行振动分级，末煤与腐植酸钠混合后，再与大颗粒
煤粒进行混合，通过振动馏筛进一步振合后进入煤棒机，这样处理后，褐煤用量还会进一步降低，煤棒里面的大颗粒煤粒就会均匀分布，使煤棒质量得到进一步提高。