Кривая результатов совместного моделирования EDEM-CFD для углевыпускной трубы 

На перегрузочных узлах сыпучих материалов на тепловых электростанциях и угольных шахтах повсеместно возникают проблемы: завалы материала, неравномерный износ лент конвейеров из-за перекосов нагрузки, превышение норм запылённости. Затраты на ремонт и мероприятия по экологической модернизации неуклонно растут. Наша компания использует технологию совместного численного моделирования на основе дискретно-элементного метода (EDEM) и гидродинамики (CFD), что позволяет разрабатывать цифровые индивидуальные криволинейные углеспускные трубы с полным моделированием всех рабочих режимов до ввода в эксплуатацию, предотвращая различные неполадки на объекте.

В качестве реального примера приведём два перегрузочных узла на электростанции в Цзясине: узел Т-28 с высотой падения 11 м и производительностью 3600 т/ч; узел Т-1 с высотой падения 12 м и производительностью 3700 т/ч. Моделирование с высокой точностью воспроизводит характеристики угольных частиц, параметры контакта с конвейерной лентой и стенками жёлоба, обеспечивая полное соответствие расчётных данных реальным условиям эксплуатации.

1. Оптимизация потока материала с помощью моделирования частиц — снижение износа и полное устранение завалов

Оптимизированная арочная конструкция жёлоба обеспечивает плавное направление угольного потока, исключая образование застойных зон и гарантируя отсутствие завалов и перекосов нагрузки в процессе работы. Скорость истечения материала из загрузочного ковша синхронизирована со скоростью ленты ниже по потоку, что значительно снижает ударное воздействие. В высокоизнашиваемых зонах — воронках, тройниках и т.п. — предусмотрена установка футеровочных плит из износостойких материалов, что продлевает срок службы оборудования и конвейерных лент, а также сокращает простои на ремонт.

2. Управление скоростью воздушного потока через газотвёрдое моделирование — долгосрочное подавление пыли для соблюдения экологических норм

С использованием гидродинамического ПО моделируются воздушные потоки в загрузочном канале. В комплексе с герметичным каналом и многослойными пылезащитными завесами внутри канала формируется вихревая зона с пониженным давлением, которая удерживает угольную пыль. На обоих перегрузочных узлах скорость воздуха на выходе из загрузочного канала не превышает 1 м/с, что обеспечивает работу при полной нагрузке без выбросов пыли, позволяя сократить расходы на пылеулавливающее оборудование и ручную уборку.

3. Преимущества цифрового моделирования по сравнению с традиционным проектированием на основе опыта

Традиционные углеспускные трубы проектируются преимущественно на основе инженерного опыта, и после монтажа часто требуют доработок и переделок на месте. Моделирование же позволяет заблаговременно визуализировать траектории потоков материала и воздуха, а также зоны повышенного износа, что даёт возможность заранее скорректировать геометрию жёлоба и расположение пылезащитных завес. Оборудование поступает на объект уже готовым к запуску, что сокращает сроки строительства и снижает затраты на переделку.

Разработанные нами углеспускные трубы с оптимизацией на основе моделирования уже успешно эксплуатируются на ряде электростанций, показывая надёжную работу в условиях больших перепадов высот и высоких нагрузок. Если на вашем предприятии существуют проблемы с запылённостью, завалами материала или повышенным износом лент, свяжитесь с нами — мы бесплатно проведём расчётное моделирование и предложим индивидуальное решение на основе предоставленных вами эксплуатационных параметров.