堆煤场给料机位置优化设计论文

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1给料机优化设计

（1）给料机返煤系统介绍

物料从球形仓中部落煤，下部设置2排圆盘给料机，原煤通过重力以自溜的方式进入给料机，通过给料机转载至给料机下部设置的带式输送机上，从而进入生产系统。球形仓直径准110m，挡墙3m高，物料为原煤，静堆积角38°，密度ρ=900kg/m3，堆煤场下部设置2排给料机，每排4个。

（2）建立模型

根据煤仓直径及挡墙高度和原煤的堆积角，画出物料堆积的三维模型，呈等间距布置，根据软件测量，模型体积约164631.389m3，储存量约14.82万t。当堆煤场下给料机打开，则物料受重力作用以自溜方式进入给料机，此时在给料机上方静堆积角38°为底角的锥形范围内原煤能进入给料机，而锥形范围之外的原煤则不能进入，根据图1的初步布置图，画出给料机的位置并去除能进入给料机范围的原煤，则剩余原煤。根据测量，剩余的原煤，即未能进入给料机的原煤体积69610.1613m3，剩余的储量6.26万t。

（3）方案优化

为了使原煤能更多地进入给料机，需对给料机的位置进行优化设计。设能进入给料机范围的原煤体积为Vj，不能进入给料机范围的为Vs，则总体积Vz=Vj+Vs这里，为了简化模型计算，取不能进入给料机的体积Vs为研究对象，研究当Vs取得最小值时给煤机的位置，以及此时能进入给煤机范围的Vj值。在软件中将实体的体积测量并定义为特征，运用优化/可行性工具，给定给料机的定位尺寸的变化范围，并最终通过软件自动查找给料机定位尺寸的最优值，从而使Vs取得最小值。本例中圆盘给料机上口尺寸为2m，因此给料机的定位尺寸变化范围2～55m，参数输入后，选择测量的体积的最小化为输出目标，优化后的给料机定位尺寸。由图可知，原初步布置图中排给料机距离仓中心的定位尺寸优化前为18m，优化后为17.265m；每排中煤仓一侧距离煤仓中心较远的给料机定位尺寸优化前为33m，优化后为32.384m；距离煤仓较近的给料机定位尺寸优化前为11m，优化后为10.653m。此时，剩余的体积Vs=67378.912m3。

（4）结果分析

优化前，球形储煤场内未能进入给料机的物料体积为69610.1613m3，优化后为67378.912m3。给料机根据优化后布置，不能进入生产系统的原煤将减少约2231.25m3，即2008t原煤。在实际生产中，根据每个设计者的能力、经验不同，堆煤场下给料机的布置亦可能不同，当设计者布置的给料机尺寸离最优值越接近,则差异越小、越节省成本及能耗；相反，如果设计时与最优值差异越大，则留在地面的物料就越多，则成本较高，能耗较大。

2结语

在煤炭运输系统设计中，越来越多地采用三维设计解决实际问题。堆煤场的给料机位置优化，具有实际指导意义。优化后，可减少地面铲车的数量及工作量，减少能源消耗等。

作者：曾刚 单位：中煤科工集团 武汉设计研究院有限公司