堆煤場給料機位置優(yōu)化設(shè)計論文
1給料機優(yōu)化設(shè)計
。1)給料機返煤系統(tǒng)介紹
物料從球形倉中部落煤,下部設(shè)置2排圓盤給料機,原煤通過重力以自溜的方式進入給料機,通過給料機轉(zhuǎn)載至給料機下部設(shè)置的帶式輸送機上,從而進入生產(chǎn)系統(tǒng)。球形倉直徑準110m,擋墻3m高,物料為原煤,靜堆積角38°,密度=900kg/m3,堆煤場下部設(shè)置2排給料機,每排4個。
(2)建立模型
根據(jù)煤倉直徑及擋墻高度和原煤的堆積角,畫出物料堆積的三維模型,呈等間距布置,根據(jù)軟件測量,模型體積約164631.389m3,儲存量約14.82萬t。當(dāng)堆煤場下給料機打開,則物料受重力作用以自溜方式進入給料機,此時在給料機上方靜堆積角38°為底角的錐形范圍內(nèi)原煤能進入給料機,而錐形范圍之外的原煤則不能進入,根據(jù)圖1的初步布置圖,畫出給料機的位置并去除能進入給料機范圍的原煤,則剩余原煤。根據(jù)測量,剩余的原煤,即未能進入給料機的原煤體積69610.1613m3,剩余的儲量6.26萬t。
(3)方案優(yōu)化
為了使原煤能更多地進入給料機,需對給料機的位置進行優(yōu)化設(shè)計。設(shè)能進入給料機范圍的原煤體積為Vj,不能進入給料機范圍的為Vs,則總體積Vz=Vj+Vs這里,為了簡化模型計算,取不能進入給料機的體積Vs為研究對象,研究當(dāng)Vs取得最小值時給煤機的位置,以及此時能進入給煤機范圍的`Vj值。在軟件中將實體的體積測量并定義為特征,運用優(yōu)化/可行性工具,給定給料機的定位尺寸的變化范圍,并最終通過軟件自動查找給料機定位尺寸的最優(yōu)值,從而使Vs取得最小值。本例中圓盤給料機上口尺寸為2m,因此給料機的定位尺寸變化范圍2~55m,參數(shù)輸入后,選擇測量的體積的最小化為輸出目標(biāo),優(yōu)化后的給料機定位尺寸。由圖可知,原初步布置圖中排給料機距離倉中心的定位尺寸優(yōu)化前為18m,優(yōu)化后為17.265m;每排中煤倉一側(cè)距離煤倉中心較遠的給料機定位尺寸優(yōu)化前為33m,優(yōu)化后為32.384m;距離煤倉較近的給料機定位尺寸優(yōu)化前為11m,優(yōu)化后為10.653m。此時,剩余的體積Vs=67378.912m3。
。4)結(jié)果分析
優(yōu)化前,球形儲煤場內(nèi)未能進入給料機的物料體積為69610.1613m3,優(yōu)化后為67378.912m3。給料機根據(jù)優(yōu)化后布置,不能進入生產(chǎn)系統(tǒng)的原煤將減少約2231.25m3,即2008t原煤。在實際生產(chǎn)中,根據(jù)每個設(shè)計者的能力、經(jīng)驗不同,堆煤場下給料機的布置亦可能不同,當(dāng)設(shè)計者布置的給料機尺寸離最優(yōu)值越接近,則差異越小、越節(jié)省成本及能耗;相反,如果設(shè)計時與最優(yōu)值差異越大,則留在地面的物料就越多,則成本較高,能耗較大。
2結(jié)語
在煤炭運輸系統(tǒng)設(shè)計中,越來越多地采用三維設(shè)計解決實際問題。堆煤場的給料機位置優(yōu)化,具有實際指導(dǎo)意義。優(yōu)化后,可減少地面鏟車的數(shù)量及工作量,減少能源消耗等。
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