堆煤場給料機位置優化設計論文

1給料機優化設計

（1）給料機返煤系統介紹

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，從而進入生產系統。球形倉直徑準110m，擋牆3m高，物料為原煤，靜堆積角38°，密度=900kg/m3，堆煤場下部設置2排給料機，每排4個。

（2）建立模型

根據煤倉直徑及擋牆高度和原煤的堆積角，畫出物料堆積的三維模型，呈等間距佈置，根據軟件測量，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°為底角的錐形範圍內原煤能進入給料機，而錐形範圍之外的原煤則不能進入，根據圖1的初步佈置圖，畫出給料機的位置並去除能進入給料機範圍的原煤，則剩餘原煤。根據測量，剩餘的原煤，即未能進入給料機的原煤體積69610.1613m3，剩餘的儲量6.26萬t。

（3）方案優化

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化設計。設能進入給料機範圍的原煤體積為Vj，不能進入給料機範圍的為Vs，則總體積Vz=Vj+Vs這裏，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範圍的`Vj值。在軟件中將實體的體積測量並定義為特徵，運用優化/可行性工具，給定給料機的定位尺寸的變化範圍，並最終通過軟件自動查找給料機定位尺寸的最優值，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範圍2～55m，參數輸入後，選擇測量的體積的最小化為輸出目標，優化後的給料機定位尺寸。由圖可知，原初步佈置圖中排給料機距離倉中心的定位尺寸優化前為18m，優化後為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化前為33m，優化後為32.384m；距離煤倉較近的給料機定位尺寸優化前為11m，優化後為10.653m。此時，剩餘的體積Vs=67378.912m3。

（4）結果分析

優化前，球形儲煤場內未能進入給料機的物料體積為69610.1613m3，優化後為67378.912m3。給料機根據優化後佈置，不能進入生產系統的原煤將減少約2231.25m3，即2008t原煤。在實際生產中，根據每個設計者的能力、經驗不同，堆煤場下給料機的佈置亦可能不同，當設計者佈置的給料機尺寸離最優值越接近,則差異越小、越節省成本及能耗；相反，如果設計時與最優值差異越大，則留在地面的物料就越多，則成本較高，能耗較大。

2結語

在煤炭運輸系統設計中，越來越多地採用三維設計解決實際問題。堆煤場的給料機位置優化，具有實際指導意義。優化後，可減少地面剷車的數量及工作量，減少能源消耗等。