thiết kế kỹ thuật hệ thống băng tải than cho nhà máy nhiệt điện phả lại 2 chí linh, hải dương, năng

1

MỤC LỤC

MỤC LỤC......................................................................................................1

LỜI NÓI ĐẦU................................................................................................7

Chương I: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY ĐIỆN ...............................................8

I.1 Vài nét về Nhà máy điện Phả Lại 2 .....................................................8

I.2 Hình thành và phát triển......................................................................9

I.3 Sản lượng điện hằng năm, lượng than tiêu thụ ................................11

I.4 Các máy móc phục vụ công tác vận chuyển than. ............................11

Chương II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT HỆ THỐNG BĂNG TẢI .........................13

1.Yêu cầu sử dụng, các thông số kỹ thuật và yêu cầu kỹ thuật ......................13

1.1. Yêu cầu sử dụng................................................................................13

1.2. Thông số kỹ thuật:............................................................................13

1.3. Yêu cầu kỹ thuật:..............................................................................14

2.Lựa chọn phương án thiết kế ......................................................................14

2.1. Kết cấu tấm băng ..............................................................................14

2.2. Trạm kéo căng băng .........................................................................16

2.3 Các phương án truyền động..............................................................19

2.4 Chọn phương án thiết kế:..................................................................21

3. Thiết kế kỹ thuật .......................................................................................23

3.1. Tấm băng cao su. ..............................................................................23

3.2. Tính chọn vận tốc vận chuyển của băng tải.....................................24

3.3. Xác định bề rộng băng tải:...............................................................25

3.4. Các thông số kỹ thuật của băng tấm................................................27

3.5. Trọng lượng phân bố trên 1m băng tải............................................28

3.6. Trọng lượng phân bố trên 1m dài của vật liệu................................29

3.7. Tính toán lực kéo băng tải................................................................29

3.8. Xác định lực cản tĩnh lớn nhất trong băng......................................29

2

4. Xác định lực cản và lực kéo căng băng......................................................30

4.1. Tính toán lực kéo băng. ....................................................................30

4.2. Tính chính xác...................................................................................34

4.3. Kiểm tra bền tấm băng.....................................................................35

Chương III: THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG..............................................36

III.1. Xác định công suất động cơ điện..........................................................36

III.2. Thiết kế hộp giảm tốc...........................................................................38

III.2.1. Phân phối tỷ số truyền.................................................................38

III.2.2.Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ cấp nhanh răng nghiêng...................40

1.Chọn vật liệu chế tạo bánh răng. .........................................................40

2. Định ứng suất cho phép:......................................................................40

3. Sơ bộ chọn hệ số tải trọng K................................................................41

4. Chọn hệ số chiều rộng bánh răng: ψA = 0,3........................................41

5. Tính khoảng cách trục A: Lấy θ’ = 1,25 ............................................41

6. Tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng. ...........42

7. Định chính xác hệ số tải trọng K và khoảng cách trục A. .................42

8. Xác định môđun, số răng, chiều rộng bánh răng...............................43

9. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng....................................................43

10. Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền. .................................44

11. Tính lực tác dụng lên trục II:............................................................45

III.2.3. Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm. ............................................45

1. Chọn vật liệu chế tạo bánh răng. ........................................................45

2. Định ứng suất cho phép. ......................................................................46

3. Sơ bộ chọn hệ số tải trọng K................................................................46

4. Chọn hệ số chiều rộng bánh răng:......................................................46

5. Tính khoảng cách trục A. ....................................................................47

6. Tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng. ...........47

3

7. Định chính xác hệ số tải trọng K và khoảng cách trục A. .................47

8. Xác định mođun, số răng, chiều rộng bánh răng...............................48

9. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng....................................................49

10. Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền. .................................50

11. Tính lực tác dụng lên trục III............................................................50

III.2.4. Tính toán thiết kế trục và then. ..........................................................51

1. Tính đường kính sơ bộ của trục..........................................................51

2. Tính gần đúng trục. .............................................................................51

2. Tính chọn then. ....................................................................................59

III.2.5. Thiết kế gối đỡ trục (chọn ổ lăn)........................................................59

1. Chọn ổ lăn trục I. .................................................................................59

2. Chọn ổ lăn trục II.................................................................................61

3. Chọn ổ lăn trục III...............................................................................62

III.2.6. Cấu tạo vỏ hộp và các chi tiết máy khác (vỏ hộp)..............................62

III.2.7. Tính chọn khớp nối. ..........................................................................64

1. Tính khớp nối trục ra hộp giảm tốc với tang dẫn động....................64

2. Tính lực xiết bulông. ............................................................................65

III.2.8. Bôi trơn hộp giảm tốc........................................................................66

III.3 TÍNH CHỌN CON LĂN.......................................................................67

III.3.1 Con lăn chịu tải. .................................................................................67

1. Xác định số con lăn chịu tải.................................................................67

2. Xác định trọng lượng phần quay con lăn nhánh có tải......................69

3. Tính bền cho con lăn chịu tải:.............................................................69

III.3.2. Con lăn không chịu tải.......................................................................73

1. Các thông số cơ bản. ............................................................................74

3. Thông số trục của con lăn: ..................................................................74

III.3.3 Lựa chọn ổ bi. ....................................................................................75

4

III.3.4. Con lăn dẫn hướng. ...........................................................................76

III.3.5. Thiết bị làm sạch băng.......................................................................77

III.3.6. Con lăn giảm chấn.............................................................................78

Chương IV:TÍNH TOÁN CÁC THIẾT BỊ KHÁC........................................80

IV.1. Tang chủ động. ....................................................................................80

1. Chọn thông số sơ bộ cho tang chủ động. ............................................80

2. Tính toán vỏ tang. ................................................................................81

3. Tính bền tang theo uốn........................................................................82

4. Tính trục tang chủ động. .....................................................................83

5. Tính chọn ổ bi đỡ cho tang dẫn...........................................................85

VI.2 Tính tang bị động. .................................................................................87

1. Các thông số vỏ tang............................................................................87

2. Các thông số trục tang.........................................................................87

3. Ổ bi và vỏ đỡ. .......................................................................................87

VI.3. Phương pháp gia công tang. .................................................................87

VI.5. Tính thiết bị căng băng.........................................................................88

1. Sơ đồ lực căng băng. ............................................................................89

2. Xác định lực căng băng. ......................................................................90

3. Xác định lực căng băng ban đầu. ........................................................90

VI.6. Tính chọn phanh: .................................................................................92

V: TÍNH TOÁN MỐI GHÉP BULÔNG – MỐI HÀN ..................................93

V.1. Tính toán mối ghép bulông....................................................................93

V.2. Tính toán mối ghép hàn.........................................................................96

VI: CHỌN CÁC THIẾT BỊ PHỤ LIÊN QUAN............................................97

1. Thanh gạt làm sạch Pully ....................................................................97

2. Thiết bị lấy mẫu ...................................................................................98

3. Thiết bị chống lệch băng......................................................................98

5

4. Nam châm điện và thiết bị kiểm tra độ ẩm của than .........................99

5. Bộ đếm tốc độ băng............................................................................ 100

6. Dây giật sự cố. .................................................................................... 101

7. Diềm chắn + máng nạp liệu............................................................... 102

VII: HƯỚNG DẪN LẮP ĐẶT ................................................................... 103

Chương V: LẬP QTCN GIA CÔNG CHI TIẾT ĐIỂN HÌNH..................... 104

V.1 Xác định dạng sản xuất ...................................................................... 104

V.2. Phân tích chi tiết gia công ................................................................. 105

V.3. Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi ........................................... 106

V.4. Lập tiến trình gia công các bề mặt..................................................... 107

V.5. Thiết kế nguyên công công nghệ....................................................... 111

5.1. Nguyên công 1:................................................................................ 111

5.2. Nguyên công 2:................................................................................ 111

5.3. Nguyên công 3:................................................................................ 112

5.4. Nguyên công 4:................................................................................ 113

5.5. Nguyên công 5:................................................................................ 113

5.6. Nguyên công 6:................................................................................ 114

V.6. Xác định lượng dư trung gian và kích thước trung gian gia công cơ.... 115

6.1. Khái niệm và định nghĩa về lượng dư gia công cơ:............................... 115

6.2. Xác định lượng dư trung gian cho các bề mặt :..................................... 116

6.2.1. Xác định lượng dư trung gian bằng phương pháp phân tích cho

kích thước Φ 100(Rz= 6,3)H7:............................................................... 116

6.2.2. Xác định lượng dư cho các nguyên công còn lại: ....................... 120

V.7. Xác định chế độ cắt ............................................................................. 123

7.1. Xác định chế độ cắt bằng pp phân tích cho kích thước Φ 100 :............. 123

7.1.1. Các số liệu ban đầu :.................................................................... 123

7.1.2. Trình tự xác định chế độ cắt: ...................................................... 124

6

7.1.3. Xác định chế độ cắt bằng phương pháp tra bảng:..................... 129

7.3.2. Phay 2 mặt đầu: ........................................................................... 135

7.3.3. Phay mặt đáy: L= 237 .................................................................. 135

7.3.4. Khoan lỗ φ8: ................................................................................. 135

7.3.5. Khoan – khoét lỗΦ 17 :................................................................ 135

7.3.6. Phay lỗ bậc:.................................................................................. 135

V.8. Thiết kế đồ gá...................................................................................... 136

8.1. Cấu tạo của đồ gá tiện lỗ Φ 100: .......................................................... 136

8.2. Nguyên lý làm việc: ............................................................................. 136

8.3. Mục đích và nhiệm vụ thiết kế đồ gá:................................................... 136

8.4. Nội dung công việc thiết kế:................................................................. 137

8.4.1 Chọn sơ đồ nguyên lý của đồ gá:.................................................. 137

8.4.3. Tính sai số chế tạo đồ gá:............................................................. 139

8.4.4. Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá: ........................................................ 141

V.9. PHIẾU TỔNG HỢP NGUYÊN CÔNG............................................... 142

9.1. Nguyên công 1:.................................................................................. 142

9.2. Nguyên công 2:.................................................................................. 143

9.3. Nguyên công 3:.................................................................................. 144

9.4. Nguyên công 4:.................................................................................. 145

9.5. Nguyên công 5:.................................................................................. 146

9.6. Nguyên công 6:.................................................................................. 147

Chương VI: KẾT LUẬN & ĐỀ XUẤT Ý KIẾN......................................... 148

1.Kết luận ................................................................................................. 148

2. Đề xuất ý kiến....................................................................................... 149

TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................... 150

7

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự phát triển ngày càng nhanh của đất nước, năng lượng điện

cũng hòa nhịp cùng sự phát triển đó. Hệ thống các nhà máy điện cũng đóng

góp một phần không nhỏ vào công cuộc phát triển của đất nước.

Điều này dẫn đến các thiết bị phục vụ cho nhà máy điện cũng phải đáp

ứng nhu cầu phát triển về năng suất, chất lượng cũng như tính kinh tế.

Hệ thống băng tải (HTBT) là một thiết bị không thể thiếu trong công tác

cấp liệu cho các nhà máy điện lấy than làm nguyên liệu chính để sản xuất

điện. Hơn nữa hệ thống băng tải còn có những ứng dụng rất lớn trong ngành

xây dựng và khai khoáng…. Băng tải phải đạt được yêu cầu về năng suất cung

ứng cũng như chất lượng của sản phẩm. Băng tải vận chuyển vật liệu là một

bộ phận quan trọng của nhà máy điện, nó có nhiệm vụ vận chuyển vật liệu từ

phễu cấp liệu đến kho và vào trong buồng đốt. Thiết kế băng tải vận chuyển

phải đảm bảo yêu cầu về kỹ thuật như năng suất vận chuyển, làm việc ổn định.

Đồng thời phải đảm bảo tính kinh tế và mỹ thuật.

HTBT là một phát minh vĩ đại của ngành cơ khí thế giới!

Tác giả

8

Chương I: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY ĐIỆN

PHẢ LẠI 2

I.1 Vài nét về Nhà máy điện Phả Lại 2

Hình 1.1: Toàn cảnh Nhà máy điện Phả Lại 2

Địa chỉ liên hệ: Thị trấn Phả Lại, Huyện Chí Linh, Tỉnh Hải Dương

ĐT: 32 - 881126 Fax: 84 - 32- 881338

Nhà máy Nhiệt điện Phả Lại thuộc Tổng công ty Điện lực Việt Nam,

chuyên kinh doanh trong lĩnh vực điện năng. Sản lượng điện trung bình của

công ty đạt xấp xỉ 6 tỷ KWh/năm, chiếm khoảng 10% tổng sản lượng điện

trung bình của cả nước và 40% sản lượng điện toàn miền Bắc.

Hiện tại, Công ty cổ phần Nhiệt điện Phả Lại là nhà máy nhiệt điện chạy

than có công suất lớn nhất cả nước. Sản phẩm chủ yếu của Công ty là sản xuất

điện năng, với hai nhà máy sản xuất điện, gồm 2 tổ máy có công suất 600

9

MW. Điểm thuận lợi đáng kể trong hoạt động sản xuất của Nhiệt điện Phả Lại

là về vị trí địa lý. Nằm gần mỏ than Vàng Danh và Mạo Khê nên Công ty có

điều kiện nhập nguyên liệu chi phí vận chuyển thấp.

Nhà máy Phả Lại 2 mới được đầu tư mới với công nghệ hiện đại, năng suất

cao, hứa hẹn khả năng hoạt động ổn định và hiệu quả trong dài hạn.

Công ty dự tính lợi nhuận sau thuế hàng năm sẽ đạt từ 300 đến 500 tỷ

đồng, với mức cổ tức dự kiến trả cho cổ đông ổn định là 12%/năm. Năm 2006,

lợi nhuận sau thuế đã đạt trên 981 tỷ đồng, cổ tức trả cho cổ đông đạt

22%/năm và 5% cổ phiếu thưởng.

I.2 Hình thành và phát triển

Nhà máy điện Phả Lại 2 được khởi công xây dựng ngày 8-6-1998 trên mặt

bằng còn lại phía Đông Nhà máy, có công suất thiết kế 600MW gồm 2 tổ hợp

lò hơi-tuốc bin-máy phát, công suất mỗi tổ máy 300MW, gọi là tổ máy số 1 và

tổ máy số 2. Tổ máy số 1 được bàn giao ngày 28/12/2002 và tổ máy số 2 được

bàn giao ngày 14/3/2003. Kể từ đó, Nhà máy nhiệt điện Phả Lại có tổng công

suất là 600 MW, là nhà máy nhiệt điện chạy than lớn nhất Việt Nam và Đông

Nam Á. Ngày 30 tháng 3 năm 2005 Nhà máy Nhiệt điện Phả Lại chuyển thành

Công ty Nhiệt điện Phả Lại. Ngày 26/1/2006 chuyển thành Công ty Cổ phần

Nhiệt điện Phả Lại.

Công ty có hơn hai ngàn cán bộ CNV lao động, trong đó số lao động đã

qua đào tạo chiếm tỷ trọng chủ yếu (93,45%) trong cơ cấu lao động hiện tại

của Công ty. Đội ngũ chuyên viên, cán bộ kỹ thuật của Công ty đã thực hiện

nhiều hợp đồng đào tạo cán bộ vận hành, quản lý kỹ thuật cho các nhà máy

nhiệt điện chạy than khác.

10

Bảng 1-1: Nhân lực của Nhà máy

Trình độ

Số lượng

(người)

Tỷ

lệ (%)

Trình độ trên đại học 4 0,19

Trình độ Đại học 279 12,92

Trình độ Cao đẳng, trung cấp 454 21,02

Công nhân kỹ thuật bậc 7/7 57 2,64

Công nhân kỹ thuật 1.225 56,76

Lao động phổ thông 140 6,48

Tổng số 2.159 100

Kể từ khi tổ máy số 1 được đưa vào vận hành đến cuối năm 2001 (Nhà

máy 2 chưa xong), Nhiệt điện Phả lại đã cung cấp cho đất nước trên 30 tỷ

kWh điện năng. Khi đó, sản lượng điện của Nhiệt điện Phả Lại hàng năm

chiếm gần 9% sản lượng điện quốc gia và hơn 70% tổng sản lượng điện của

các nhà máy điện chạy than, đóng góp xứng đáng vào công cuộc phục hồi và

xây dựng đất nước

Kể từ khi Nhà máy 2 đi vào hoạt động (năm 2002), Nhiệt điện Phả Lại

càng đóng vai trò quan trọng trong hệ thống lưới điện Quốc gia, sản lượng

hàng năm đạt trên 6 tỷ kWh điện chiếm khoảng 10% tổng sản lượng điện toàn

quốc. Đến năm 2006, Nhiệt điện Phả Lại đã sản xuất được trên 60 tỷ kWh, sản

lượng điện năm 2006 đạt trên 7,2 tỷ.

11

I.3 Sản lượng điện hằng năm, lượng than tiêu thụ

Bảng 1-2: Các thông số cơ bản

Ngoài than thì nhà máy còn dùng dầu FO vận hành, sản xuất điện.Dầu FO

được sử dụng để khởi động và duy trì sự cháy của buồng lửa khi phụ tải thấp.

Lượng dầu FO tiêu thụ hàng năm theo thiết kế là 18.720 tấn. Dầu được nhập

cảng Vật Cách và đưa đến Phả Lại bằng đường thuỷ.

I.4 Các máy móc phục vụ công tác vận chuyển than.

Than từ Hòn Gai, Cẩm Phả được vận chuyển về Nhà máy bằng đường sông

đến cảng than, dùng 4 cẩu Kirốp với công suất lớn, bốc đưa vào sàng rung rồi

xuống hệ thống băng tải. Than từ Mạo Khê, Vàng Danh được vận chuyển về

nhà máy bằng đường sắt, dùng khoang lật toa đổ xuống phễu cấp than của hệ

thống băng tải. Khoang lật toa là một hệ thống gồm các chi tiết máy rất hiện

đại, được nhập từ Italya. Tải trọng lớn nhất mà nó có thể nâng đến 70 tấn (20

12

tấn một toa + 50 tấn than). Than từ hệ thống băng tải đựoc chuyển đến các lò

đang vận hành hoặc đưa vào nhà chứa than khô.

Hình 1.2: Cẩu than từ đường sông

13

Chương II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT HỆ THỐNG

BĂNG TẢI

1. Yêu cầu sử dụng, các thông số kỹ thuật và yêu cầu kỹ thuật

1.1. Yêu cầu sử dụng

- Nhiên liệu than của nhà máy được cấp từ hai địa điểm, cảng đường sông

và bằng đường sắt. Với ưu điểm hai vị trí trên đều là hai vị trí khá gần với

trung tâm nhà máy (50m). Do vậy việc vận chuyển bằng băng tải là hết sức

thuận lợi.

- Tổng khối lượng than nhà máy tiêu thụ hằng năm theo thống kê là

1.644.000 tấn. Trong khi đó nhà máy hoạt động 300 ngày/năm. Như vậy,

trong một ngày nhà máy tiêu thụ khoảng 5.480 tấn than. Với lương than tiêu

thụ là rất lớn, đòi hỏi phải có hệ thống cung cấp nhiên liệu có công suất rất

lớn.

- Than cung cấp cho nhà máy là dạng vật liệu rời. Do vậy việc vận chuyển

lên độ cao là khá khó khăn, độ dốc không thể lớn quá β = 200

. Theo mặt bằng

nhà máy thì vị trí nạp liệu và nhận liệu không có chênh lệch độ cao. Vậy lựa

chọn băng tải có góc nghiêng β = 00

để thuận lợi cho việc thiết kế và hạ giá

thành của thiết bị.

1.2. Thông số kỹ thuật:

Theo tính chất vận chuyển của băng tải và địa hình của nhà máy, tôi quyết

định chọn các thông số băng tải như sau để thiết kế.

Năng suất băng tải là khối lượng vật liệu chuyển được sau một đơn vị

thời gian và được xác định bằng công thức:

Q = 3600.F.v.γ = 0,36.q.v

Trong đó:

14

F – diện tích tiết diện dòng vật liệu, (m3

) giá trị F phụ thuộc vào phương

pháp tạo lòng máng của mặt băng vận chuyển.

v – vận tốc vận chuyển của băng, m/s;

γ- trọng lượng riêng của vật liệu vận chuyển;

q – trọng lượng vật liệu phân bố trên một mét dài, N/m.

+ Năng suất: Q = 600 [T/h].

+ Chiều dài vận chuyển: 50m.

+ Dây băng bằng cao su

+ Góc nghiêng so với phương ngang: β = 0o

.

1.3. Yêu cầu kỹ thuật:

+ Băng tải phải có hệ thống căng băng

+ Làm việc êm, không có tiếng ồn.

+ Có tính thẩm mỹ, tháo lắp, vận chuyển dễ dàng.

2. Lựa chọn phương án thiết kế

Trong quá trình tính toán và thiết kế, bước đầu tiên quan trọng nhất là

lựa chọn phương án. Việc lựa chọn phương án đòi hỏi giá thành rẻ mà đạt

được hiệu quả kinh tế cao, tháo lắp dễ dàng, nếu lựa chọn phương án không

thích hợp thì đtôi lại hiệu quả kinh tế không cao, thậm chí làm giảm năng suất

lao động. Việc lựa chọn phương án được căn cứ vào yêu cầu kỹ thuật và giá

thành sản phẩm.

2.1. Kết cấu tấm băng

a, Tấm băng phẳng

Than là vật liệu rời, vì vậy nó có rất nhiều cách để vận chuyển. Sử dụng

tấm băng phẳng, loại băng này có những đặc điểm sau:

15

1 - Con lăn; 2 – Giá đỡ; 3 – Tấm băng; 4 - Than

Hình 2.3 : Kết cấu tấm băng phẳng

Ưu điểm:

- Kết cấu hệ thống con lăn dẫn động đơn giản.

- Thuận lợi cho việc dỡ tải bằng thanh gạt.

- Dễ dàng tháo lắp các con lăn khi phải bảo trì hoặc sửa chữa.

Nhược điểm:

- Năng suất thấp vì tốc độ của băng không thể đạt được như những loại

băng khác.

- Gây bụi khi những vật liệu được tải là than cám, dạng bột mì, cà phê.

- Tổn thất vật liệu nến tải trên quãng đường dài.

- Băng dễ bị lệch ra khỏi tâm băng.

b, Tấm băng dạng lòng máng:

Tấm băng dạng này được dùng kha phổ biến trên thế giới. Điển hình như

hệ thống băng tải ở Mỹ, vận chuyển quặng từ các bể chứa quặng thép vào bể

than có chiều dài 208Km, với năng suất 3,5 ÷ 5 nghìn tấn/giờ.

Ưu điểm:

- Năng suất cao do diện tích lòng máng lớn.

- Không bị tổn thất vật liệu, do 3 con lăn tạo thành lòng máng.

- Hệ thống hoạt động ổn định.

- Tâm băng ít bị lệch ra ngoài.