雙出頭秸稈液壓成型機的設計,出頭,秸稈,液壓,成型,設計 畢業(yè)論文（設計）開題報告 題目名稱 雙出頭秸稈液壓成型機的設計 學生姓名 張松飛 所學專業(yè) 機電技術教育 學號 20040315044 指導教師姓名 馬孝琴 所學專業(yè) 熱力工程學 職稱 教授 完成期限 2008年12月12日至 2009 年6月5日 1、 選題的目的和意義 中國是農業(yè)大國，也是秸稈資源最為豐富的國家之一。在傳統(tǒng)農業(yè)階段，秸稈資源主要是不經(jīng)任何處理直接用于肥料、燃料和飼料。隨著傳統(tǒng)農業(yè)向現(xiàn)代化農業(yè)的轉變，傳統(tǒng)的秸稈利用途徑發(fā)生了歷史性的轉變。農業(yè)主產(chǎn)區(qū)秸稈資源大量過剩問題日趨突出，農民就地焚燒秸稈，不僅帶來污染大氣的嚴重后果，還帶來了一系列嚴重的社會問題，引起了全社會的關注。 利用秸稈成型技術，將松散細碎的無定型的秸稈擠壓成質地致密、形狀規(guī)則的成型燃料。原料擠壓成型后，密度可達0.8～1.3kg/m3，能量密度與中值煤相當，成型后的秸稈成型燃料燃燒特性較成型前有明顯改善，可代替礦物能源用于生產(chǎn)和生活領域。 二、國內外研究現(xiàn)狀 中國從20世紀80年代引進螺旋推進式秸稈成型機，生物質壓縮成型技術的研究開發(fā)已有二十多年歷史。20世紀90年代期間河南農業(yè)大學，中國農機能源動力研究所分別研究出PB-I型機械沖壓式成型機、HPB系列液壓驅動活塞式成型機、CYJ-35型機械沖壓式成型機。但我國的壓縮成型機基本上就兩種:螺旋擠壓成型機和液壓沖壓成型機。目前這些設備大都停止了運行，主要原因是:以木屑為原料，市場和資源的針對性差，成本高。螺旋擠壓設備磨損嚴重，維修周期短(60-80h)，耗能高。由此看來螺旋式成型機的關鍵技術是螺桿的使用壽命。而液壓式生物質成型機是液壓驅動活塞沖壓成型，其運行性能穩(wěn)定，延長了易損件的使用壽命。 國外發(fā)達國家對秸稈等生物質致密成型技術都普遍重視，并投入了大量的資金和技術力量研究和開發(fā)致密成型技術。20世紀30年代，美國就開始研究壓縮成型燃料技術，并研制了螺旋壓縮機；日本、西德等國也開始研究成型技術處理木材廢棄物、農業(yè)纖維物等。進入20世紀70年代以來，隨著全球性石油危機的沖擊和環(huán)保意識的提高，世界各國越來越認識到開發(fā)和高效轉換生物質能的重要性，相應地投入一定的資金和技術力量研究開發(fā)生物質成型燃料技術及設備。 三、主要研究內容 本課題研究的主要內容是液壓成型原理、成型機的結構布置、液壓驅動部件的選擇。設計的重點是成型機的各部分基本結構布置、液壓驅動部件及成型部件的選擇。液壓部件的設計主要包括液壓缸的選擇，泵的選擇。成型部件由主油缸和預壓油缸兩部分組成。 四、畢業(yè)論文（設計）的研究方法或技術路線 （一）研究方法 （1）資料查閱 （2）教師指導 （二）技術路線 生物質原料經(jīng)過破碎和粉碎后進入干燥環(huán)節(jié)。水分合適的物料經(jīng)混合調質后進入液壓秸稈成型機的喂料室。經(jīng)過預壓、擠壓，把生物質擠壓到錐型套筒中，經(jīng)過一段時間的保型，在高溫下保型后形成棒狀的成品。 （1）首先解決關鍵技術-套筒內型曲線設計及套筒加工工藝 （2）原料喂入機構和液壓驅動機構以及沖壓部件的研制和配套 （3）參數(shù)優(yōu)化 五、 主要參考文獻與資料 [1]吳宗鑫,陳文穎. 以煤為主多元化的清潔能源戰(zhàn)略[M]. 北京:清華大學出版社,2001 [2]吳創(chuàng)之，馬隆龍.生物質能現(xiàn)代化利用技術[M].北京:化學工業(yè)出版社，2003,5 [3]清華大學核能與新能源技術研究院《中國能源展望》編寫組[M].中國能源展望2004 北京:清華大學出版社，2004,9 [4]《京都議定書》聯(lián)合國氣候變化框架公約秘書處1997, 12 [5]樊峰鳴.我國秸稈成型燃料規(guī)模化技術研究[D].河南農業(yè)大學博士學位論文.2002 [6]嚴永林.生物質固化成型設備的研究[EB/OL].林業(yè)機械與木工設備，Vol.31 2003, No.12 [7]馬孝琴.生物質(秸稈)成型燃料燃燒動力學特性及液壓秸稈成型機改進設計研究[D].河南農業(yè)大學博士學位論文.2002 [8]李保謙，張百良，夏祖璋. 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Fahad A. Rafai refaeefa@hotmail.com September Introduction Electrical energy has many different sources and can be produced in different ways. However, countries are competing to produce energy and trying to have unlimited sources for producing it. Moreover, producing electrical energy using normal fossil fuels, such as, oil, coal and so on has some major problems, from the cost of fuel to the pollution. At the end of the last century, engineers have started looking for new sources which have the same advantages as the fossil fuels while avoiding their disadvantages. In fact, there some sources were already known from the natural, one of them is called renewable energy. It called renewable because it will not run out and can be reproduced. This kind of energy has different types and can be found in different forms, for instance, wind energy, solar energy, hydroelectric energy, biomass energy and so on. "In the United States, since 1973 there has been a dramatic increase in biomass use, especially in thermal and electrical applications of wood residues". This essay will examine the using of biomass energy as an alternative fuel in the electricity industry. Initially, it will cover a brief background on biomass and include its sources and history. Secondly, the using of biomass for generating electricity in power plants will be investigated. Then, some of the advantages and disadvantages of using biomass will addressed . A conclusion will complete the essay. Biomass in Brief Biomass is one of the oldest sources of energy in the world. Although we have been using it all the time, it may have been never heard about its scientific name. Biomass known as living material or specifically, it is the conversion of the stored energy in the dead trees, tree branches, wood, crops and even animals into energy so that we can use it. For example, "The major categories of biomass fuels used in the United States today include, wood processing residues, in-forest residues, agricultural residues and urban wood residues". As a result, biomass energy can be found easily in any place and any time. In fact, biomass will not be useful for producing electrical power energy unless converted into another form. Consequently , if any company wants to use biomass as a source of energy instead of oil or gas, it will need to collect the biomass ( plants, wood and so on ) and burn it in special places, then the heat of this burning can be used in a steam turbine to generate electricity. In the same way, power plants can use biomass in a different process which called Gasification. In this case, biomass is going to be heated at very high temperature degrees to produce flammable gases which can be used to rotate the turbine and produce electricity. According to the California Energy Commission web site, California produces about 60 million tons of biomass every year, which means around 2000 megawatt of electrical power. In fact, this power is enough to market and could supply about two million homes. Although biomass energy has been used many years ago, some countries still use it as a fuel in electrical power generation until now. In contrast, some countries stopped using it because of its environmental impacts. It has been said that biomass has been contributing to the environmental pollution. However, the benefits of this energy encouraged some societies to use it, for instance, "BEG (The Biomass Energy Group) has concluded that a biomass industry in Scotland has the potential to supply as much as 450 MW of electricity from the wood fuel resource while employing over 2000 people and stimulating other sectors of the Scottish economy". In addition ，EIA (The Energy Information Administration) estimation of biomass resources shows that there are 590 million wet tons (equivalent to 413 million dry tons) of biomass available in the United States on an annual basis.In fact, biomass can be used in power plants using different methods and each method has its own efficiency and productivity. Electrical Power Generation from waste Generating electricity in power plants using fossil fuel is the most popular method in the world. However, using biomass to generate electricity can be efficient with some regulations and limitation. There are four main types of biomass power systems: direct-fired, co-fired, gasification, and modular systems. Most of the power plants which use biomass are direct-fired systems which use the same technique of fossil-fuel fired power plants. Figure 1 shows how to use biomass as fuel in power plants. The biomass is burned in a boiler to produce high-pressure steam. This steam is introduced into a steam turbine, where it flows over a series of aerodynamic turbine blades, causing the turbine to rotate. The turbine is connected to an electric generator, thus, as the steam flow causes the turbine to rotate, the electric generator turns and electricity is produced. Biomass power boilers are typically in the 50 MW range, compared to coal-fired plants in the 150MW range. Therefore, it was suggested that in some power plants, such as, the Bay Front Station in Ashland in the United States it would beneficial to operate the units ( turbines) using coal in the peak periods and using biomass in the low load periods . However, direct combustion of wood to generate electrical power is the most advanced method at present. Also, it might be not competitive unless used in combination with other sources, such as coal and gas. Figure 1: Using Biomass to produce electricity in power plants. Advantages of using Biomass: Using biomass as an alternative energy to generate electrical power has some economical benefits. Moreover, it can be a useful source for energy in the small societies or small industrial areas. In contrast, even developed countries can use this source to compensate for the lack of the other sources, such as, oil, gas or coal. One of the most important advantages of biomass is its cheap prices; also it is a readily available source of energy. In addition, it is a continuous and long term source, it can be found easily, any time and almost anywhere. One more advantage for biomass power plants is helping to reduce the unemployment in various countries, Shiona Baird, MSP, the Scottish Green Party's energy spokeswoman, said to The Scotsman: "The new power station, and the considerable number of jobs that it will create, is good news". This contribution by establishing a biomass power plant at Lockerbie, Dumfriesshire in Scotland it will support the economy in the UK and will help the government in its fight against unemployment. Disadvantages of using Biomass Like any renewable source, biomass has some disadvantages for using it to generate electrical power. Does biomass affect the environment? This question has been asked many times. In fact, many people are concerned about the contribution of biomass in the global warming because the combustion of biomass will produce carbon into the air. However, this point of view could be wrong if you understand the biomass cycle. Although biomass can be found anywhere in the world, some places like desert areas in the middle east such as Saudi Arabia, possibly will face difficulties to get enough plant and trees to be used as a biomass source. As a result, the transportation of the plant and tress to theses areas will be costly and using biomass in this case will be worthless. Figure 2: Carbon cycle. Conclusions: To sum up, this essay has shown that using biomass in industry and specifically in power plants to produce electrical power, would help many people to find jobs and could help the governments to diminish the unemployment rates. Moreover, every year, countries spend billions of dollars to sell oil or gas for generating electricity, for this reason, it will be more economical and useful if biomass has been used. In the electricity markets it can be said: energy is money. And by using biomass this saying can be verified. Moreover, biomass can be used in different methods which mean more flexibility. Although the power plants which use biomass will produce less power than that power plant which uses fossil fuel, still using small biomass units in the villages and small towns would be more economical than using normal fossil units. References : 1. Black, Wood-fuelled power station to be UK's first, The Scotsman, http://thescotsman.scotsman.com (_ August ____) 2. Haq, Z, The Energy Information Administration, Biomass for Electricity Generationhttp://www.eia.doe.gov/oiaf/analysispaper/biomass 3. Morris, G. The Value of the Benefits of U.S. Biomass Power, National Renewable Energy Laboratory, Berkeley, California, USA. 4. Overend, R.P. Production of Electricity from Biomass Crops – US Perspective. National Renewable Energy Laboratory, Golden, Colorado, USA 5. Slesser, M & Lewis, Biomass as a Nonfossil Fuel Source, A Halsted Press Book. 6. Promoting and Accelerating the Market Penetration of Biomass Technology in Scotland, Scottish Executive www.scotland.gov.uk/Resource/Doc/.pdf 7. 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