基于计算机技术的带式输送机高效选型方法

发表时间:2020/12/15   来源:《电力设备》2020年第29期   作者:任效勇
[导读] 摘要:本文详细叙述了发电厂设计中输煤专业进行带式输送机选型速度慢的原因。
        (青岛鸿瑞电力工程咨询有限公司  266100)
        摘要:本文详细叙述了发电厂设计中输煤专业进行带式输送机选型速度慢的原因。从而进一步论述如何将用到的设计手册内容转为数据库的形式;如何将手动查找方法转为自动进行;如何利用数学插值法提高精度及如何将该专业专家的设计思路、设计技巧转为专家智能系统用计算机的方法贯穿在设计选型中。最后介绍了各步骤如何能在计算机中快速实现。运用该系统极大地提高了设计速度和设计质量。
        关键词:带式输送机;选型;计算;智能;插
        Solve the problem of slow speed of belt conveyor selection by using computer technology
        Ren Xiao-yong
        QINGDAO HONGRUI ELECTRIC POWER ENGINEERING CONSULTING CO. LTD; HONGTAI BUILDING TONGAN ROAD No.882 LAOSHAN DISTRICT ,QINGDAO,SHANDONG PROVINCE
        ABSTRACT: This paper describes the reasons of slow speed of coal belt conveyor selection in the power plant design from a professional standpoint. Thus further discusses how to convert the design manual content into data base type; how to convert the manually into automatically; how to use mathematical interpolation to improve the accuracy and how to convert the professional experts’ design ideas and skills into the expert intelligent which will be used throughout the design process by computer. At last, the paper introduces how each step can be quickly implemented in the computer. By using this system, the design speed and quality are greatly improved.
        KEY WORD:BELT CONVEYOR;EXPERT;TYPE SELECTION;CALCULATION
        1.概述
        目前火力发电厂仍然主要用煤做燃料。煤在电厂内通过一系列复杂的设备装置流程转换,将煤的能量依次转换为热能和机械能,最终转换为电能,实现发电。由于电能不可存贮,这就要求每时每刻燃料煤的运输都要均衡,一旦某个环节出现问题,特别是上煤带式输送机系统出现问题,将直接影响发电厂的正常发电任务。所以带式输送机设计是大型发电厂燃料输送系统设计中的核心设计,是运煤专业主要设计任务之一。
        不同电厂的带式输送机的运行环境有很大差别,所以设计院在设计选型时,通常是根据不同的环境来选择不同类型的输送机。带式输送机内部构件又很多,一个设备达数百个组件,为了选择合适的输送机,设计人员,需反复查手册、进行大量手工计算,由于影响结果的参数很多,需要反复调整各种参数试算,直到满足要求。
        传统大量的手工查表及计算,一方面效率极低,另一方面极易出错。为了解决以上问题,就必须通过多因素的平衡对比、改进选型查找设计手册技巧,将典型设计手册内容通过数学建模,转为数据库的形式,调整各输入数据,将各个过程转为计算机可执行的步骤,从而达到加快设计进度及减少差错的设计目的。
        2.带式输送机选型基本方式及难点
        带式输送机的选型一般是根据带式输送机设计手册及相关规程规范,结合现场实际要求及输入条件,选取相应的带式输送机系数参数,计算出输送带张力、传动滚筒轴功率及驱动电机功率等,并对胶带安全系数进行核算。按照手册来说,计算及校核公式相当复杂且计算所需参数众多,涉及各种阻力、摩擦力、传动功率、逆止力矩、输送带张力等方面的计算,手工计算的话,需要很大的工作量。
        通过对于带式输送机选型计算过程的深入分析之后,首先列出需要查找的资料、公式及各种判断分支树状结构,再利用计算机技术,最终解决燃煤火力发电厂带式输送机选型效率低下问题。
        3.采用计算机进行选型过程的实现
        采用计算机进行带式输送机选型需要从编程语言、数据库、程序框图、设计参数选择等方面来逐步实现。
        编程语言方面,目前有三种语言方案作为编程语言的备选方案,分别为PML、VBA和C#编程语言,分析情况进行综合考虑,VBA编程语言比较适合作为开发工具。
        数据库方面,通过对比分析,ACCESS数据库具有侧重于工程数据管理、维护方便、可免费得到、不用再次投资等优点。所以选择ACCESS数据库也作为开发程序的后台数据库。
        程序框图方面。具体的设计思路为:在编程语言及数据库方案选择完毕之后,则对设计软件采用模块化结构设计,输入数据将集合在一个画面录入,以便简化输入方式,最后的输出结果以报表的形式表示。此外,设计软件还需要具有自动生成输出文件的功能,供备档及后续方便调用。程序框图如下。
 
        图1 程序框图
        设计参数的选择方面。带式输送机的选型计算过程中,需要大量的参数,这些参数有的需要外部资料的输入,有的需要根据选型手册进行查找,其查找过程费时费力。而利用计算机技术,可以实现这些主要参数的自动选取和调用。下面以“装料系数C”的选定为例,简要介绍实现过程。
        设计手册中的系数C原表为:
        表1 系数C (部分,装料系数在0.7~1.1范围内)
        上表表中LM数值间跨度大,不利于精度计算,而且在设计人员使用时,还需手动查找和计算,为克服这一弊病,采用了数学差值法增加计算精度,由手动改为自动。其公式表达如下:
        以LM输入值为依据,选取LM所在范围W1、W2,和C值所在的范围C1、C2,然后根据公式实现:
        C=C2+(W2-X)×(C1-C2)÷(W2-W1)
        式中:
        X为LM的输入值;
        W1为LM所在范围的下端值;
        W2为LM所在范围的上端值;
        C1为该常年运行工况所在的范围W1所对应的运行工况的下端值;
        C2为该常年运行工况所在的范围W2所对应的运行工况的上端值。
        确定计算公式之后,再用编程的方法,将手动查表转为计算机自动进行,解决用数学差值法自动查表取数问题。
        除此之外,为了将设计过程继续简化,采用集中界面输入方式,进一步简化各项参数的输入过程,界面如图2所示。而且还可以采用事件触发联动方法,解决数据多重查表过程,当选择了材料,在触发图中选择确认按钮后,触发了内部一系列数据多重查表过程。
 
        图2 集中输入界面
        4.参数的计算与输出
        输送带的材料、重量、层数、胶厚度、强度等数值,都直接影响前后各计算值的结果。以上各值的选取都有个试算的过程,试算的结果不满足条件,还要重算,所以用程序达到自动化,可大幅提高设计效率。具体的实施步骤为:1)将输送带的材料选择表(设计手册内容),转为计算机选择画面。2)点选材质,选择相关参数,如:上胶厚度、下胶厚度、层数、强度等,程序即开始计算。计算结果自动检查是否符合条件。3)如果计算结果在标准范围内,则不显示提示框,如不在标准范围内,它显示标准范围值及当前值。若无法满足要求,则将重新选择材料,进行计算,直到合格为止。
        计算合格后,需要将输出结果自动生成输出文件。主要采取如下方法:
        首先建立分析文件缓冲区,在缓冲区内设置存取标志;其次建立文件参数指示器;第三,设置文件打开及文件状态指示器;第四,设置系统运行环境变量指针。
        设置主程序及被调用文件的环境变量指针,两个指针分别指向各自的程序运行环境。因为主控程序一方面要在主程序内运行进行数据的校核,另一方面要打开调用文件,在调用文件的环境中放数,所以运行环境要交叉变化,利用这两个指针,使程序自动的不加干预的分别在两个环境中切换,保证程序运行的正确。
        通过以上措施,实现了EXCEL文件的信息自动转送,最终实现自动生成输出界面及输出文件,如图3。
 
        图3 输出界面
        5.采用计算机技术的带式输送机选型的优点
        (1)快速性。可以快速进行带式输送机计算,较手工计算大幅提高了设计计算速度。(2)可靠性。原始数据与基本及辅助报表之间数据保持动态平衡,实现文件相关性,保持逻辑上的一致。实时检测用户操作,对于误操作给予警告并及时取消,保证系统可靠运行。(3)可维护性。程序内采用模块化结构,面向对象的程序设计,模块与模块之间保持高度的独立性,可方便的增加或裁减模块,便于程序运行调试,有利于程序今后升级、扩展。(4)方便性。常用的菜单选择项目同时设立快捷按钮及快捷菜单,具有完备的在线帮助实现操作过程中的对应项目动态指导,使用更简便。
        6.结束语
        通过采用计算机技术进行燃煤火力发电厂设计过程中带式输送机的选型,可以大大减少设计人员的计算量,并提高计算准确度,并能保存各个项目的计算结果。这种技术已经在一些设计院推广使用,并取得显著效益,是现代燃煤火力发电厂设计过程的重要辅助手段。
        参考文献
        [1]北京起重运输机械设计研究院武汉丰凡科技开发有限责任公司.DTII(A)带式输送机设计手册(第二版)[M].冶金工业出版社,2013年9月.
        [2]赵志东.EXCELVBA技巧应用[M].人民邮电出版社,2007.
        [3]邱家平、胡文才.大型带式输送机选型设计软件[J].煤矿机械,2015年12期.
        [4]张乐、王渊.煤矿主井带式输送机选型设计[J].煤矿机械,2014年07期.
        [5]孙文涛、周广林.带式输送机动态分析方法综述[J].煤炭技术,2012年11期.
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