防堵抑尘曲线落煤管的设计
关键词：转运站改造防堵抑尘 曲线
工作原理：
图1：防堵抑尘曲线落煤管示意图
防堵-就是给料皮带速度赋予煤流的动能在转运点曲线落煤管内与煤流势能叠加，叠加后具有合能量的湿煤流克服了倾角管壁的摩擦力，使煤流能够靠自身惯性能量沿曲线落煤管滑落到接料皮带上，防止了堵煤。

抑尘-就是将煤流在传统落煤管中的“爆炸式”无序坠落改变为在曲线落煤管中的“集束式”有序滑落，控制滑落煤流的出口速度与接料皮带速度一致，使煤流与接料皮带相对静止，消除了煤流坠落冲击，从源头上抑制减少了90%粉尘的产生。

优点：
✧节省费用：维护费用降低，接料皮带和皮带机的冲击损伤减小，延长使用寿
命；
✧降低噪音：曲线落煤，无坠落撞击，转运站噪音降低80%以上；
✧节约电能：落煤点居中能使皮带达到额定运量，缩短皮带运行时间，提高效
率；
✧节约用水：节水80%以上，简化水冲洗回收设备系统，大幅减少水冲洗频率；
✧节省投资：取消缓冲滚筒、锁气器、吸风机、除尘器及相应土建投资；
困难：
曲线落煤管的设计难度在于确定导流罩与落煤管的弧度，如图 2和图 3所示。

此外控制物料流动轨迹和速度、避免出现皮带跑偏、撒煤等也是设计工程师面临的主要问题。

图 2：导流罩的弧度
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图 3：落煤管现场图
传统设计方法：
导流罩的设计
导流罩的设计基于物料流出头部滚轮的抛物线轨迹，对于这个轨迹工程师有很多可以利用的模型进行进行预测，如图4所示。

（皮带速度为6m/s）
图4：物料抛出头部滚轮时的运动轨迹（不同颜色的曲线代表不同的模型） 对于同样的操作条件，不同的模型给出了不同的抛物线轨迹，工程师怎么才能知道哪一种是正确的呢？
落煤管的设计
由于转运站大多是有转角的，并且物料是有厚度的，所以目前没有数学公式可以对物料落到落煤管上的速度大小及运动方向进行准确预测。

基于仿真的设计方法：
DEM‐Solutions中国代表处（深圳德颐姆方案公司）的产品EDEM BulkSim可以对物料在转运站内部的运动进行准确评估，识别堵塞、溢出、过度磨损等现象。

图5：铁矿石流经整个转运站，物料以速度大小进行着色。

导流罩的设计
图6：物料的抛物线轨迹（原设计方案）
图 7：铁矿石流经转运站上部
EDEM BulkSim可以给出物料流出转运站的抛物线轨迹，并且我们物料经过合适的物料模型校准，有实际物料物料形状、尺寸分布以及考虑了物料粘性。

物料流与实际物料流完全一致，用户根据仿真得到的物料流动轨迹可以精确地设计倒流罩的曲线。

落煤管的设计
图 8：铁矿石流经转运站下部
和导流罩类似，用户同样可以根据图 8中物料的流动轨迹准确、自信地设计落煤管的曲度。

曲线落煤管磨损分析
图9:相对切向磨损在导流罩区域发生的地方，红色代表磨损严重。

图 10：转运站下部相对切向磨损发生的地方，红色代表磨损程度高。

EDEM BulkSim可以准确计算物料物料对设备及皮带的冲击和磨损情况，并可以识别出是冲击磨损还是摩擦磨损。

工程师可以根据仿真结果在磨损严重的区域布置相应的衬板。

接收皮带的载入行为
载入速度
图 11展示了速度感应器的位置以及物料的法向（与皮带运动法向垂直）和切向（与皮带运动方向一致）的平均速度随皮带长度的变化关系。

图 11：铁矿石排出到接收皮带上的法向速度和切向速度。

模拟图片表示了分析传感器
在转运站排出点的位置.
物料以每一个颗粒运动的速度来着色。

与接收皮带接触时，铁矿石的
切向速度为2.3m/s（接收皮带的速度为2.5m/s），法向速度为1.2m/s。

沿皮带宽度方向的质量分布
图12展示了质量感应器的位置以及物料载入总质量随皮带宽度
的分布。

图12: 0~40s之内接收皮带载入物料总质量沿皮带宽度的分布。