你的灰熊看不到什么!高级模拟以了解季节对操作的影响

在路加福音石头|2021年10月5日

当北部地区谈论灰熊时,他们通常指的是一种大棕熊,象征着它们的自然栖息地,是一种你通常不想与之面对面的熊。但我们这里指的灰熊是大多数散装物料处理倾倒站的常见组成部分。

在温带气候地区,我们的客户在其他地区运营时遇到的不利天气条件是一个没有得到重视的挑战。加拿大就是一个典型的例子,冬天会导致严重的头痛,北部苔原地区的气温下降到零下40摄氏度,南部地区的气温下降到零下15摄氏度,一年中持续6个月以上!

在运输过程中,材料可能会结冰,根据材料中的水分水平,形成大约6英尺高的冻结块。这对从矿山到港口的散装物料的处理和运输造成了严重的问题。这些大的块状物很难通过设备转移,从而造成堵塞,增加机械系统的磨损,最终导致在试图清除输送溜槽时停工。

我们的团队被问了几个看似简单的问题:

  1. 弄碎这些肿块有多难?
  2. 这对设备有什么影响?
  3. 我们如何改进我们的运营?

例如,当一块材料从书桌的高度掉下来时,会不会碎裂?那么屋顶的高度呢?

你会惊讶于这些冰冻的冰块和物质的强度!

我们的颗粒流性能团队接受了这个挑战,看看打破这些块状物有多困难,以及这对客户的机械倾倒设备意味着什么。在实验室条件下,模仿客户观察到的冷冻浓缩物的典型尺寸,制造出7.5公斤(kg)的冷冻浓缩物块。然后将它们用于破损测试(通过掉落它们)。这需要3米的高度下降打破块,即使那时,只有一个原始圆柱体的碎片被削掉!这相当于超过200焦耳的能量或超过50公斤的质量。

一旦收到结果,我们就创建并校准断裂模型,以复制我们使用离散元方法(DEM)流动建模观察到的行为。DEM是一种用来可视化物质流动的工具,可以用来模拟自由流动的物质,粘性物质,以及几乎任何你能想到的形状。它也被用来研究各种设备的交互作用,无论你在哪里有材料流动(或当它应该流动时没有流动)。

灰筛是一种筛分机,它被放置在翻车机料斗中,以帮助破碎冲击时的块状物。它旨在保护在它下面的设备,即破碎机或皮带给料机。

校正后的DEM和破碎模型表明,从翻车机到灰熊的落差高度不足以破碎煤块。

我们从外面看不到的是,细粉产生了缓冲作用,所以几乎没有破碎,这对铁矿石球团和钾肥来说是完美的,但对冷冻块就不是那么好了。

第一次倾倒后,灰熊开始填满块状物,第十次倾倒时,灰熊完全堵塞,物料无法通过下面的给料机。

为什么这是一个问题?

通常情况下,将材料装载到翻车机料斗的列车由40多个车厢组成,这意味着系统每列火车至少延迟4个事件。为了改善翻车机系统的运行,需要在灰熊之间安装一个碎块机,为下一列火车的载货扫清道路,减少堵塞。

最终,冻结块会影响客户的吞吐量,导致更长的卸载时间、增加的维护和停机时间,从而侵蚀利润。块块分解器可以帮助改善操作,并恢复一些较大的延迟。使用DEM建模来了解灰熊内部发生了什么,可以更好地理解操作上的挑战。一旦你知道了挑战,你才能采取措施解决问题。