【原创】生活垃圾焚烧系统设计毕业论文

密级公开

学号070374

毕业设计（论文）

生活垃圾焚烧系统设计

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：

指导教师签名：日期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：

学位论文原创性声明

本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：日期：年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日

导师签名：日期：年月日

教研室（或答辩小组）及教学系意见

北京石油化工学院

学位论文授权使用协议

论文《生活垃圾焚烧系统设计》系本人在北京石油化工学院学习期间创作完成的作品，并已通过论文答辩。

本人系作品的唯一作者，即著作权人。现本人同意将本作品收录于《北京石油化工学院学位论文全文数据库》。本人承诺：已提交的学位论文电子版与印刷版论文的内容一致，如因不同而引起学术声誉上的损失由本人自负。

本人完全同意本作品在校园网上提供论文目录检索、文摘浏览以及全文部分浏览服务。公开级学位论文全文电子版允许读者在校园网上浏览并下载全文。

注：本协议书对于非公开学位论文在保密期限过后同样适用。

院系名称：机械工程学院

作者签名：

学号：070374

2011年6月16 日

北京石油化工学院

毕业设计（论文）任务书学院（系、部）机械工程学院专业环境工程系班级环071 学生姓名指导教师职称周翠红副教授

1.毕业设计（论文）题目

生活垃圾焚烧系统设计

2.任务起止日期： 2011 年 2 月 21 日至 2011 年 6 月 19 日

3.毕业设计（论文）的主要内容与要求

(1) 课题简介

目前,城市生活垃圾的处理方法主要有三种：填埋、堆肥和焚烧。生活垃圾焚烧炉，是焚烧生活垃圾的设备。生活垃圾焚烧炉由垃圾前处理系统，焚烧系统，烟雾生化除尘系统及煤气发生炉（辅助点火焚烧）四大系统组成。垃圾焚烧技术在国外的应用和发展已有几十年的历史，比较成熟的炉型有机械炉排焚烧炉、流化床焚烧炉、回转式焚烧炉和CAO焚烧炉。

(2) 任务与要求

本课题以生活垃圾焚烧炉为重点内容，设计焚烧炉的结构尺寸、垃圾前处理系统，焚烧系统，烟雾生化除尘系统及煤气发生炉。使用UG NX软件对主要部件，特别是烟雾生化除尘系统与煤气发生炉进行三维实体模拟。

(3) 预期培养目标

使毕业生增强综合运用知识、检索资料、应用文献，外语阅读及翻译能力，以及绘图能力、三维建模能力和设计能力，培养毕业生独立分析与思考能力。

(4) 应提交的成果

①检索资料：中文文献不少于10篇，英文文献不少于3篇；

②开题报告或文献综述；

③焚烧炉结构设计计算

④不低于3张零号图纸的工作量；

⑤毕业设计论文。

4.主要参考文献

[1] 王秉铨. 生活垃圾焚烧炉的选型与设计[J].北京:工业加热，2001(4)；21-27.

[2]李运忠.LLL - 100型城市生活垃圾焚烧炉设计[J].江苏环境科技，2002(2)；7-8.

[3]唐伟，何平，张新学.城市生活垃圾焚烧处理技术的比选[J].北京:应用能源技术，2009(8)；8-10.

[4]丁建东，唱鹤鸣.流化床垃圾焚烧炉设计和焚烧工艺的研究[J] .南通大学学报，2007，6(1)；34-37.

[5]钱惠国.回转窑式废弃物焚烧炉的设计[J].动力工程，2002，22(3)；1819-1923.

[6] Byung-Hoon Kim，Se-Jin Lee.A case study of dioxin monitoring in and aroundan industrial waste incinerator in Korea. Chemosphere，2005，58(11)；1589-1599.

[7] Kyoung-Soo Kim , Sun-Kyoung Shin , Kyoung-Sim Kim.National monitoring of PCDDDFs in environmental media around incinerators in Korea. Environment International，2008，34(2); 202-209.

5.进度计划及指导安排

第1周校内外文献查阅，撰写文献综述；

第2周撰写开题报告；

第3周翻译与本题目有关英文资料；

第4周焚烧炉总体结构设计；

第5周焚烧炉结构设计计算；

第6周进风，进料系统设计计算；

第7周排渣，输送系统设计计算；

第8周三维实体模拟；

第9周撰写论文；

第10周绘制图纸；

第11周绘制图纸；

第12周绘制图纸；

第13周修改论文与图纸；

第14周整理毕设资料并上交；

第15周教师评阅，制作幻灯片；

第16周答辩及相关准备工作；

第17周根据答辩小组意见修改并上交毕设档案。

任务书审定日期年月日系（教研室）主任（签字）

任务书批准日期年月日教学院（系、部）院长（签字）

任务书下达日期年月日指导教师（签字）

计划完成任务日期年月日学生（签字）

摘要

随着城市人口的增长、经济的发展和居民生活水平的不断提高，城市生活垃圾产生量逐年迅速增长。因此，对垃圾采取焚烧处理可以实现垃圾的无害化、减量化和资源化三大目标，代表着今后处理大量城市生活垃圾的发展趋势。

本论文设计内容为生活垃圾焚烧系统，系统主要包括：进料系统、焚烧炉系统、烟气系统、除尘系统等。其中焚烧炉系统主要选用的是流化床焚烧炉，其主要优点有处理废弃物种类适应性强、烟气排放性能好、焚烧效率高等，对焚烧炉炉膛高度、深度及直径进行了设计计算；除尘系统主要选用的是高温旋风分离器，其除尘效率可达90%以上，同时还对旋风筒的直径、排气口、出渣口及旋风分离器的沉降速度、分级效率、压降等进行设计；烟气系统主要是空气及烟气量的设计计算；热量回收主要是对垃圾焚烧热量的计算。此外，还对焚烧炉进行了三维实体模拟。

本论文不仅对对焚烧系统进行了研究，还对焚烧炉的结构进行了优化，运用了流化床焚烧炉的燃烧彻底、能够有效控制垃圾焚烧过程中有害气体的产生、操作简单、运行稳定等优点。

关键词：生活垃圾，焚烧炉，流化床，除尘系统

Abstract

With the urban population growth, economic development and continuous improvement of living standards, the amount of garbage generated rapid growth year after year. Therefore, incineration of garbage can be taken of the three goals and resources, represent a large number of municipal solid waste treatment in the future development trend.

Solid waste incineration systems were designed in the paper, waste incineration system includeed: feed system, incinerator system, flue gas system, dust removal system. Burning furnace system in which the choices were the main fluidized bed incinerator, the main advantage of adaptability in dealed with the waste type, flue gas emissions performance, burning efficiency, and the incinerator furnace calculation. Dust removal system was mainly used in efficiency of more than 90%, while designed for the diameter of the cyclone, exhaust port, the slag port and the cyclone setted velocity, separation efficiency, pressure drop etc. Such as the design of the gas system was mainly the design of air and flue gas volume calculations. Waste the calculation of calories burned.In addition, the incinerator were also three-dimensional simulation.

This paper not only for the incineration system were studied, but also for the structure of the incinerator were optimized,the use of a fluidized bed incinerator burnned completely, can effectively control the process of waste incineration produces .

Key words：garbage，incinerator，Fluidized bed，dust removal system

目录

第一章前言 (1)

1.1选题背景 (1)

1.2研究意义 (1)

1.3垃圾焚烧的发展及焚烧技术应用 (2)

1.3.1 垃圾焚烧的发展现状 (2)

1.3.2国外垃圾焚烧技术应用现状 (2)

1.3.3 国内垃圾焚烧技术应用 (3)

1.4垃圾焚烧原理及焚烧技术 (3)

1.4.1燃烧机理 (3)

1.4.2 焚烧原理 (4)

1.4.3 焚烧技术 (4)

1.4.4影响焚烧的主要因素 (5)

第二章焚烧系统的简介 (6)

2.1焚烧工艺介绍 (6)

2.1.1 焚烧工艺的概述 (6)

2.1.2 焚烧炉的分类 (7)

2.2 流化床焚烧炉 (8)

2.2.1鼓泡式流化床 (10)

2.2.2 回旋流化床 (10)

2.2.3 异重流化床 (11)

2.2.4循环流化床 (12)

2.2.5小结 (15)

第三章焚烧系统设计计算 (14)

3.1焚烧炉设计初始参数 (14)

3.2焚烧炉基本参数的确定 (14)

3.3空气及烟气量计算 (15)

3.3.1空气量计算 (15)

3.3.2烟气量计算 (16)

3.3.3分离效率计算 (17)

3.3.4脱硫效率计算 (18)

3.4垃圾发热量计算 (19)

3.5理论燃烧温度计算 (19)

3.6可利用热值计算 (20)

3.7 前处理系统 (21)

3.8焚烧炉炉膛尺寸计算 (22)

3.8.1炉膛直径和深度的确定 (22)

3.8.2 炉膛高度的确定 (22)

3.9炉膛开孔设计 (24)

3.9.1 燃料入口 (24)

3.9.2 脱硫剂入口 (24)

3.9.3 一次风和二次风入口 (24)

3.9.4 炉膛出口 (24)

3.9.5 循环物料进口 (24)

3.9.6 炉膛排渣口 (24)

3.10风载荷计算 (25)

3.10.1 风力计算 (25)

3.10.2 风弯矩计算 (29)

3.11 各种载荷引起的轴向力 (30)

3.11.1 计算压力引起的轴向拉应力 (30)

3.11.2 重力载荷引起的轴向拉应力 (30)

3.11.3最大弯矩引起的轴向拉应力 (31)

第四章换热系统及布风装置的设计 (33)

4.1 外置式换热器（EHE）的简介 (33)

4.2 外置式换热器（EHE）的设计 (33)

4.3 炉膛受热面的结构 (35)

4.4 对流受热面的设计计算 (35)

4.5 回料装置的设计 (36)

4.5.1 回料装置的作用 (36)

4.5.2回料阀的分类 (36)

4.5.3 回料阀的工作原理 (37)

4.5.4 U阀的设计计算 (37)

4.6 布风装置的设计 (38)

4.6.1 布风装置的作用 (38)

4.6.2布风板的设计 (38)

第五章旋风分离器的设计计算 (42)

5.1 旋风分离器简介 (42)

5.2 旋风分离器结构设计 (42)

5.2.1 入口风速确定 (43)

5.2.2 旋风筒直径计算 (43)

5.2.3 导流片选取 (44)

5.2.4 离心力沉降速度计算 (45)

5.2.5 气流旋转圈数 (46)

5.2.6 理论切割直径 (46)

5.2.7 理论分级分离效率 (47)

5.2.8 旋风分离器的压降计算 (49)

5.3 旋风分离器耐火材料铺设 (49)

5.4 烟气净化工艺选择 (50)

5.5 垃圾焚烧烟气排放标准 (51)

第六章焚烧炉三维实体模拟 (53)

6.1 UG NX软件介绍 (54)

6.2 焚烧炉的三维模拟 (54)

6.3 布风板的三维模拟 (56)

第七章结论与展望 (59)

7.1 结论 (59)

7.2对进一步研究的展望 (59)

参考文献 (60)

致谢 (62)

声明 (63)

第一章前言

1.1 选题背景

目前全国600多座城市中约有三分之二的城市陷入垃圾围城的困境。中国仅“城市垃圾”的年产量就近1.7亿吨，这些城市垃圾绝大部分是露天堆放。随着城市人口的增长、经济的发展和居民生活水平的不断提高，城市生活垃圾产生量逐年迅速增长。它不仅影响城市景观，同时污染了大气、水和土壤，对城镇居民的健康构成威胁，垃圾已成为城市发展中的棘手问题。垃圾不仅造成公害，更是资源的巨大浪费[1]。

由于垃圾焚烧法可以快速减容且回收部分能源，自80年代起在美国、日本等发达国家就开始应用并实现垃圾焚烧发电，目前已发展成为一门新兴的产业，美国从80年代起，政府投资70亿美元，兴建90座焚烧厂，年总处理能力3000万吨，全美最大的垃圾焚烧发电厂正在底特律市兴建，日处理垃圾量为4000吨，发电总装65 MW。德国有十多家垃圾热电站，比利时、法国等国也都建有垃圾焚烧发电厂[2]。

我国城市生活垃圾焚烧事业起步较晚，源于20世纪80年代，真正起步于九十年代初，同国外发达国家相比，虽然受技术、经济、垃圾性质等因素的影响，但发展却非常迅速。目前全国主要城市均已建设了生活垃圾焚烧处理厂。许多小城镇、医院等，也建有相应的固体废物焚烧处理设施[3]。

2011年全国生活垃圾无害化处理率力争达到74%，全国城市生活垃圾累积堆存量已达70亿吨，占地约80多万亩。“十一五”期间规划新增生活垃圾无害化处理能力32万吨日，其中城市为25.3万吨日，县城为6.7万吨日。截止2008年底，全国共建设生活垃圾焚烧厂100座,其中建成56座，在建44座，超过70%的生活焚烧厂集中在我国经济最为发达的东部地区，广东、浙江、江苏和4个直辖市位居前四位，四地合计占全国生活垃圾焚烧处理总量的近六成，80%以上的生活垃圾焚烧厂是在2003～2008年建设的。

北京市年产垃圾量672万吨，每天的产量是1.84万吨，每年垃圾的平均增长比例是8%。北京现有垃圾处理设施23座，处理能力1.04万吨日，但是现在的处理量已经达到1.74万吨日。

1.2 研究意义

垃圾焚烧处理的目的在于最大限度地减少垃圾对环境的污染，改善目前存在

的填埋处理需占用大量土地的现状，对垃圾采取焚烧处理可以实现垃圾的无害化、减量化和资源化三大目标，代表着今后处理大量城市生活垃圾的发展趋势。

固体废物无害化处理的基本任务是将固体废物通过工程处理，达到不污染周围自然环境和不危害人体健康的目的。固体废物减量化的任务是通过适宜的手段减小固体废物的数量和容积，一是单纯通过处理和利用对已经生成的固体废物进行减量，二是通过产品设计和销售过程的规范，将“减量化”延伸到固体废物产生源的控制与管理上。固体废物资源化的任务是采取工艺措施从固体废物中回收有用的物质和能源，贯穿固体废物的产生、收集、运输和处理处置的每一个环节[1,5]。

1.3 垃圾焚烧的发展及焚烧技术应用

1.3.1垃圾焚烧的发展现状

对生活垃圾和危险废物进行焚烧处理，始于19世纪中后期。19世纪以后，英国、美国、法国、德国等国家，先后开展了大量有关垃圾焚烧的研究和试验，并相继建成了一批用于处理生活垃圾的焚烧炉，这些焚烧炉设备简陋，没有烟气净化处理设施，基本采用间歇操作、人工加料和人工排渣等，焚烧效率低，残渣量大。

进入20世纪以来，垃圾焚烧技术有了新的发展，相继出现了机械化操作的连续垃圾焚烧炉，且设置了必要的旋风除尘等烟气净化处理装置；到了20世纪60年代，世界发达国家的垃圾焚烧技术已初具现代化，出现了连续运行的大型机械化炉排并由机械除尘、静电收尘和洗涤等技术构成的较高效率的烟气净化系统。特别是在70至90年代，固体废物焚烧技术得到空前的快速发展和广泛应用，生活垃圾和危险废物焚烧技术日趋完善，移动式机械炉排焚烧炉已成为应用最多的主流炉型[4,5]。

1.3.2 国外垃圾焚烧技术应用现状

2006年统计，全世界共有生活垃圾焚烧厂近2200座，其中生活垃圾焚烧发电厂约1000座，总焚烧处理能力为62.1万吨日，年焚烧生活垃圾总量约为1.65亿吨。

生活垃圾焚烧厂主要分布于发达国家和地区，共有35个国家和地区建有生活垃圾焚烧厂。按生活垃圾年焚烧处理能力分析，欧盟19个国家共建有焚烧厂425座，年处理能力约为6360万吨，占38%；日本共建有焚烧厂1374座，年处理能力约为4030万吨，占24%；美国共建有焚烧厂143座，年处理能力约为314万吨，占19%；东亚部分地区（中国、中国台湾、韩国、新加坡、泰国等）共建

有焚烧厂160座，年处理能力约为2400万吨，占15%；其它地区（俄罗斯、乌克兰、加拿大、巴西、摩纳哥等）共建有焚烧厂30座，年处理能力约为600万吨，占4%。

日本是世界上垃圾焚烧技术起步最早、最为成熟的国家，它的焚烧炉数量居世界第一。1998年日本共建有生活垃圾焚烧厂1676座，年焚烧处理能力约为3760万吨，占76.1%，到2004年日本的生活垃圾焚烧厂为1374座，年焚烧处理能力约为4030万吨，占77.4%，这6年间(1998～2004)焚烧厂数量减少了302座，降幅为22%，同期焚烧处理量增长了270万吨，增幅为7.2%。焚烧厂的数量减少，焚烧处理量反增是日本近年来生活垃圾焚烧的现状，2006年日本生活垃圾年焚烧处理能力虽维持在4031万吨的水平，但比例已提高到78.4%[5]。

1.3.3 国内垃圾焚烧技术应用

随着国民经济和城市建设的发展，我国许多经济比较发达的城市开始引进国外先进的焚烧工艺和设备来处理城市生活垃圾。国内第一个垃圾焚烧发电厂在1987年投入运行，垃圾焚烧发电在“九五”期间得到一些城市特别是南方大中城市的重视。20世纪80年代后期,深圳垃圾发电厂从日本引进了逆推式机械炉排焚烧炉技术，拉开了我国城市生活垃圾现代化焚烧技术的序幕[4]。

有一些不同炉型的焚烧炉相继从国外引进，如珠海环卫综合厂引进美国焚烧技术于2000年投产，上海浦东御桥垃圾焚烧厂引进法国焚烧技术于2001年投产运行，哈尔滨垃圾焚烧厂引进日本流化床技术于2002年竣工投产。与此同时，国内也开发出了很多不同容量、不同工作原理的生活垃圾焚烧炉，如常州三立开发的100吨型倾斜翻版链条炉排焚烧炉，中科院开发的100吨循环流化床,浙江大学开发的150吨异重循环流化床焚烧炉。

截至2007年底，中国垃圾焚烧发电厂总数已达75座，其中建成50座，在建25座。2008年，上海1亿千瓦时垃圾发电项目、成都九江环保发电厂、温岭35千伏垃圾焚烧发电厂、邯郸市垃圾填埋气回收利用发电项目等项目已陆续开工建设。全国各地垃圾发电项目遍地开花，垃圾发电技术逐渐成熟，设备国产化进程加快。

1.4 垃圾焚烧原理及焚烧技术

1.4.1燃烧机理

完全燃烧或理论反应式如下：

222221()()44222

x y z u v w y w z y w C H O N S Cl x v O xCO wHCl uN vSO H O -+++

--→++++ 式中：x y z u v w C H O N S Cl 为可燃物质化学组成式。

经过焚烧处理，生活垃圾、危险废物和辅助燃料中的碳、氢、氧、氮、硫、氯等元素，分别转化为碳氢化合物、氮氧化合物、硫氧化合物、氯化物及水等物质组成的烟，不可燃物质、灰分等成为炉渣。焚烧炉烟气和残渣是固体废物焚烧处理的最主要污染物。

1.4.2 焚烧原理

生活垃圾和危险废物的燃烧称为焚烧，是包括蒸发、挥发、分解、烧结、熔融和氧化还原等一系列复杂的物理变化和化学反应，以及相应的传质和传热的综合过程。进行燃烧必须具备：可燃物质、助燃物质和引燃火源，并在着火条件下才会燃烧。

可燃物质燃烧是一系列十分复杂的物理变化和化学反应过程，通常将焚烧过程分为干燥、热分解、燃烧三个阶段。焚烧过程实际上就是干燥脱水、热化学分解、氧化还原反应的综合作用过程。干燥是利用焚烧系统热能，使入炉固体废物水分汽化，蒸发的过程；热分解是固体废物中的有机可燃物质，在高温作用下进行化学分解和聚合反应的过程；燃烧是可燃物质的快速分解和高温氧化过程。

1.4.3 焚烧技术

焚烧技术主要包括：层状燃烧技术、流化燃烧技术和旋转燃烧技术。

(1) 层状燃烧技术

层状燃烧技术是最基本的焚烧技术。层状燃烧过程稳定，技术较为成熟，应用非常广泛，其系统包括固定炉排焚烧炉、水平机械焚烧炉、倾斜机械焚烧炉等。垃圾在炉排上着火燃烧，热量来自上方的辐射、烟气的对流以及垃圾层内部，在炉排上着火的垃圾在炉排和气流的翻动或搅动作用下，使垃圾层松动，不断的推动下落，促进垃圾的着火和燃烧。

(2) 流化燃烧技术

流化燃烧技术是较为成熟的固体废物焚烧技术，它利用空气流和烟气流的快速运动，使媒介料和固体废物在焚烧过程中处于流态化状态，并在流态化状态下进行固体废物的干燥、燃烧和燃烬，采用流化燃烧技术的设备有流化床焚烧炉。

(3) 旋转燃烧技术

旋转燃烧技术主要设备是回转窑焚烧炉。回转窑焚烧炉是一种可旋转的倾斜钢制圆筒，桶内加装耐火衬里或由冷却水管和有孔钢板焊接成的内筒。在进行废物燃烧时，废物从加料端进入，随着炉体的转动沿内壁耐高温板将废物由筒体下部带到筒体上部，然后靠废物自重落下，使固体废物由加料端向出料口翻滚、向下移动，同时进行固体废物热烟干燥、燃烧和燃烬过程。

1.4.4 影响焚烧的主要因素

固体废物的焚烧效果，受许多因素的影响，如焚烧炉类型、固体废物性质、物料停留时间、焚烧温度、供氧量、物料的混合程度等。

进行固体废物焚烧处理，要求固体废物有一定的热值，固体废物热值越高，越有利于焚烧过程的进行，越有利于回收利用固体废物燃烧热能或进行发电，一般城市生活垃圾的含水量≦50%，低位发热值多在3350～8374kJkg。焚烧温度对焚烧处理的影响，主要表现在温度的高低和焚烧炉内温度分布的均匀程度，焚烧温度越高，越有利于固体废物中有机污染物的分解和破坏，焚烧速度也就越快，一般要求生活垃圾焚烧温度在850～950 ℃。物料停留时间主要指固体废物在焚烧炉内的停留时间和烟气在焚烧炉内的停留时间，通常要求垃圾停留时间能达到1.5～2 。

3.TEQ为二恶英类毒性当量[4]。

第六章焚烧炉三维实体模拟

6.1 UG NX软件介绍

UG NX因它强大的功能，已经成为在长三角地区的众多企业所选的主流软件，掌握UG NX软件是每位机械相关专业学生的基本要求。

UG NX软件由美国EDS公司开发，是由多个模块组成，主要包括CAD、CAM、CAE、注塑模、钣金件、Web、管路应用、质量工程应用、逆向工程等应用模块，其中每个功能模块都以Gateway环境为基础，它们之间既有联系又相互独立。

UGGateway为所有UG NX产品提供了一个一致的、基于Motif的进入捷径，是用户打开NX进入的第一个应用模块。Gateway是执行其他交互应用模块的先决条件，该模块为UG NX6.0的其他模块运行提供了底层统一的数据库支持和一个图形交互环境。它支持打开已保存的部件文件、建立新的部件文件、绘制工程图以及输入输出不同格式的文件等操作，也提供图层控制、视图定义和屏幕布局、表达式和特征查询、对象信息和分析、显示控制和隐藏再现对象等操作。

CAD模块

1．实体建模

实体建模是集成了基于约束的特征建模和显性几何建模两种方法，提供符合建模的方案，使用户能够方便地建立二维和三维线框模型、扫描和旋转实体、布尔运算及其表达式。实体建模是特征建模和自由形状建模的必要基础。

2．特征建模

UG特征建模模块提供了对建立和编辑标准设计特征的支持，常用的特征建模方法包括圆柱、圆锥、球、圆台、凸垫及孔、键槽、腔体、倒圆角、倒角等。为了基于尺寸和位置的尺寸驱动编辑、参数化定义特征，特征可以相对于任何其他特征或对象定位，也可以被引用复制，以建立特征的相关集。

3．自由形状建模

UG自由形状建模拥有设计高级的自由形状外形、支持复杂曲面和实体模型的创建。它是实体建模和曲面建模技术功能的合并，包括沿曲线的扫描，用一般二次曲线创建二次曲面体，在两个或更多的实体间用桥接的方法建立光滑曲面。还可以采用逆向工程，通过曲线点网格定义曲面，通过点拟合建立模型。还可以通过修改曲线参数，或通过引入数学方程控制、编辑模型。

4．工程制图