堆煤場給料機(jī)位置優(yōu)化設(shè)計(jì)論文

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1給料機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)

（1）給料機(jī)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(jī)，原煤通過重力以自溜的方式進(jìn)入給料機(jī)，通過給料機(jī)轉(zhuǎn)載至給料機(jī)下部設(shè)置的帶式輸送機(jī)上，從而進(jìn)入生產(chǎn)系統(tǒng)。球形倉直徑準(zhǔn)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(shè)置2排給料機(jī)，每排4個(gè)。

（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(chǔ)存量約14.82萬t。當(dāng)堆煤場下給料機(jī)打開，則物料受重力作用以自溜方式進(jìn)入給料機(jī)，此時(shí)在給料機(jī)上方靜堆積角38°為底角的錐形范圍內(nèi)原煤能進(jìn)入給料機(jī)，而錐形范圍之外的原煤則不能進(jìn)入，根據(jù)圖1的初步布置圖，畫出給料機(jī)的位置并去除能進(jìn)入給料機(jī)范圍的原煤，則剩余原煤。根據(jù)測量，剩余的原煤，即未能進(jìn)入給料機(jī)的原煤體積69610.1613m3，剩余的儲(chǔ)量6.26萬t。

（3）方案優(yōu)化

為了使原煤能更多地進(jìn)入給料機(jī)，需對給料機(jī)的位置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。設(shè)能進(jìn)入給料機(jī)范圍的原煤體積為Vj，不能進(jìn)入給料機(jī)范圍的為Vs，則總體積Vz=Vj+Vs這里，為了簡化模型計(jì)算，取不能進(jìn)入給料機(jī)的體積Vs為研究對象，研究當(dāng)Vs取得最小值時(shí)給煤機(jī)的位置，以及此時(shí)能進(jìn)入給煤機(jī)范圍的Vj值。在軟件中將實(shí)體的體積測量并定義為特征，運(yùn)用優(yōu)化/可行性工具，給定給料機(jī)的定位尺寸的變化范圍，并最終通過軟件自動(dòng)查找給料機(jī)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(jī)上口尺寸為2m，因此給料機(jī)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(jī)定位尺寸。由圖可知，原初步布置圖中排給料機(jī)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(yuǎn)的給料機(jī)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(jī)定位尺寸優(yōu)化前為11m，優(yōu)化后為10.653m。此時(shí)，剩余的體積Vs=67378.912m3。

（4）結(jié)果分析

優(yōu)化前，球形儲(chǔ)煤場內(nèi)未能進(jìn)入給料機(jī)的物料體積為69610.1613m3，優(yōu)化后為67378.912m3。給料機(jī)根據(jù)優(yōu)化后布置，不能進(jìn)入生產(chǎn)系統(tǒng)的原煤將減少約2231.25m3，即2008t原煤。在實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)每個(gè)設(shè)計(jì)者的能力、經(jīng)驗(yàn)不同，堆煤場下給料機(jī)的布置亦可能不同，當(dāng)設(shè)計(jì)者布置的給料機(jī)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(jì)時(shí)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(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，越來越多地采用三維設(shè)計(jì)解決實(shí)際問題。堆煤場的給料機(jī)位置優(yōu)化，具有實(shí)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。

作者：曾剛 單位：中煤科工集團(tuán) 武漢設(shè)計(jì)研究院有限公司