Научное обоснование и разработка комплекса средств механизации для обеспечения качества углепродукции

Подставляя в формулы (19), (20) минимальное и максимальное значения β, определяем S_{б min} и S_{б max} соответственно. При расчетах необходимо следить за тем, чтобы при максимальном β величина А_б, найденная по формуле (19), удовлетворяла условию А_б ≥ 2Н_б. В противном случае наибольшее значение β требуется уменьшить до соблюдения этого условия.

При контейнерном способе доставки угля площадь, занимаемая контейнерами, имеет прямоугольную форму шириной А_пл и длиной В_пл:

S_пл = А_пл · В_пл. (21)

Она разделена на сектора проходами шириной а_п. Каждый сектор заполнен контейнерами, которые устанавливаются рядом друг с другом с зазором, равным 0,1 м. В секторе по длине площадки располагают q контейнеров, а по ширине – то количество, которое позволяет ширина площадки.

Все контейнеры в секторе принадлежат одному типу, имеют одинаковые размеры: внутренние – а_к, в_к, h_к; внешние – А_к, В_к, Н_к; где а_к и А_к – размеры по ширине площадки, в_к и В_к – по длине площадки, h_к и Н_к – высоты контейнеров.

Предположим, что на рассматриваемой площадке контейнеры установлены в Р ярусов. Поскольку уголь, содержащийся в контейнерах одного яруса, заполняет не весь объем, т.к. есть стенки контейнеров, зазоры между контейнерами и проходы между секторами, то он занимает долю данного объема:

Считая объем угля V_у фиксированным, определяем площадь, занимаемую контейнером:

Для практических расчетов параметры, мало влияющие на результат, зафиксируем в некоторых средних значениях: а_п = 0,9 м, q = 4, А_пл = 20 м. Чаще наилучшей ориентацией контейнеров на площадке является такая, когда наибольшая сторона контейнера (иногда это его ширина) параллельна длине площадки. Поэтому в расчетах А_к будет наименьшим, а В_к – наибольшим размером контейнера в плане. С учетом этих допущений используемая для построения графиков формула примет вид

где V_внут.к – внутренний (полезный) объем контейнера.

Результаты расчетов по контейнерам 1С и УУК-5 представлены в виде графиков (рис. 16, 17).

Выбранные для расчетов типы контейнеров применимы для поставок угля ТЭС и котельным средней мощности, как наиболее массовым производителям тепловой и электрической энергии. Площадь, занимаемая углем при буртовом способе хранения, имеет выраженную линейную зависимость. Полоса при подсчете площади бурта высотой 3 м показывает диапазон изменения этой площади при различном β. Для других высот бурта приведено среднее значение диапазона. В графиках начальные значения V приняты равными 1 000 м³ для h = 3 м, h = 6 м и 5 000 м³ для h = 8 м, h = 10 м в связи с тем, что при меньших объемах хранения бурт не может достигать данных высот. На практике угольный бурт никогда не принимает правильные геометрические формы, реальная площадь, занимаемая буртом, будет всегда больше представленной на графиках.

Рис. 16. График зависимости площади склада от объема хранящегося угля, высоты бурта и числа ярусов контейнеров при буртовом и контейнерном способе хранения до 10 тыс. т угля: ________ – бурт высотой h; - - - - - - – контейнеры 1С, V = 30 м3; ……… – контейнеры УУК-5, V = 10,4 м3
Рис. 17. График зависимости площади склада от объема хранящегося угля, высоты бурта и числа ярусов контейнеров при буртовом и контейнерном способе хранения до 60 тыс. т угля: ________ – бурт высотой h; - - - - - - - – контейнеры 1С, V = 30 м3; ……….. – контейнеры УУК-5, V = 10,4 м3

Очень слабая нелинейность графиков определения площади, занимаемой контейнерами с углем, связана с количеством проходов между секторами контейнерного парка.

Площадь угольного бурта высотой 1,5–2,5 м котельной в Студенческом городке г. Красноярска составляет 300–400 м². При переходе на контейнерный способ хранения угля потребуется 22 десятитонных контейнера, половина из которых будет находиться в движении, а вторая – на угольном складе. При установке в 2 яруса они займут площадь 34 м². Для хранения неснижаемого 15-суточного запаса потребуется еще 48 контейнеров, которые займут площадь 140 м², а вместе с обслуживающим этот склад грузоподъемным оборудованием – 200–250 м².

Разработанная математическая модель позволяет оценить площади складов при хранении угля в буртах (с разными их высотами) или в контейнерах (с разными ярусами установки и типами контейнеров). Выполненные расчеты свидетельствуют о перспективности контейнерного способа хранения угля с точки зрения экономии площади склада, которая значительно возрастает при увеличении грузоподъемности контейнеров и числа ярусов их установки.