堆煤場給料機位置優(yōu)化設計論文

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1給料機優(yōu)化設計

（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，通過給料機轉載至給料機下部設置的帶式輸送機上，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ρ=900kg/m3，堆煤場下部設置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)化設計。設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，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）結果分析

優(yōu)化前，球形儲煤場內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，當設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結語

在煤炭運輸系統(tǒng)設計中，越來越多地采用三維設計解決實際問題。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。

作者：曾剛 單位：中煤科工集團 武漢設計研究院有限公司