Altair 助力提升输送筛分系统设计优化能力

行业：煤炭

挑战：解决滚轴筛的卡堵、筛分效率、磨损问题。

Altair 解决方案：采用 EDEM 进行模拟仿真，分析筛分效率，洞悉卡堵、磨损等问题，指导滚轴筛前期设计。

优点：规避设计的可能性问题；降低磨损，提升经济效益。

客户简介：

中煤科工集团南京设计研究院有限公司是中国煤炭科工集团有限公司全资子企业，是一家拥有智能智慧技术、系统解决方案、多行业工程勘察设计能力的综合型科研设计中央企业。

南京设计研究院南京设计院是一个具有多种行业工程勘察能力的综合性设计院，设有采矿、选煤、环保、电力、煤化工、建筑、给水排水、暖通、公路、铁路、桥梁、勘察、测量、井巷支护、工程经济等 30 多个专业，拥有煤炭行业、建筑行业、市政公用行业(燃气、地铁轻轨除外)、机械(重型矿山机械)设计。

面临的挑战：

滚轴筛结构主要由筛箱、轴承座、筛轴总成组、电机、减速机、导料板、入料斗等组成，通过筛轴轴上的盘片和筛齿，实现物料的筛分。进入筛上物料的粒径小于筛缝的尺寸时，该物料会透过筛缝成为了筛下物；当物料的粒径大于筛缝的尺寸时，该颗粒便留在筛面上成为了筛上物。

滚轴的筛分效率、散料的对筛盘和筛齿的磨损、以及物料卡塞是非常重要的设计指标，但是由于不同地区和不同深度的煤炭散料特性存在差异，其中含水量的差异会直接影响物料的特性，因此，在设计中不同物料属性差异性也是重要的考量因素。

Altair 解决方案：

借助于 EDEM 离散元软件对滚轴筛筛分煤炭作用过程进行分析，利用软件内置的 Hertz-Mindlin JKR 接触模型描述准确不同湿度的颗粒间粘结行为，进而更加准确的评估物料的卡堵行为，以及设备的筛分效率，并配合其内部 Archard Wear 磨损模型，评估煤炭散料对筛盘和筛齿的磨损情况。

在使用 EDEM 离散元软件对筛分过程进行模拟分析前，通过 EDEM Calibration 校准工具包对煤炭散料进行校准标定试验，确定出仿真需要物料参数。在此基础上，可以准确有效地建立煤炭散料间、以及和设备间的作用行为。

通过 EDEM 对筛分过程虚拟仿真分析，洞察滚轴筛和煤炭物料之间动力学作用过程的关键行为，更好地规避了滚轴筛设计阶段的可能性问题。

通过以颗粒粒径大小进行着色分析，从而可以看出不同粒径的颗粒在滚轴筛内部的分布情况。并在入口、出口处以及筛下区域分别放置一个质量虚拟传感器。

滚轴筛整体的筛分效率和不同颗粒类型的筛分效率。在 34s 至 44s 之间，逐渐趋于稳定状态，由此可得筛分效率大约为 83% 左右。其中，第1种和第3种的颗粒筛分效率接近 80%，第2种可达到 91%。

结果：

通过 EDEM 仿真技术做筛分过程的模拟分析可以有效的避免上述问题。如果依靠发现问题再解决问题的方法来做现场改造，那样不仅浪费金钱、时间、还大大影响了生产效率。因此在设计之初进行仿真模拟，以便杜绝各种问题的产生，成功地避免了现场施工改造的风险。