某深锥高效沉降槽上部桁架结构设计及计算分析

深锥沉降槽是铝行业中氧化铝冶炼生产的大型关键设备之一,与平底沉降槽相比,沉降效率大大提高。然而,随着氧化铝冶炼单线产能的不断增大,深锥沉降槽也不断大型化,其耙机系统自重及可承受的扭矩也越来越大。通过对新建氧化铝工程在行业中首次采用的某深锥高效沉降槽上部桁架进行空间结构设计建模与计算分析,保证了耙机系统的安全及可靠性,后续应用到多个氧化铝工程中,通过生产实践验证,此深锥高效沉降槽已安全、高效运行。

双线盾构施工地面沉降槽形状判别数值研究

[目的]双线盾构施工地面沉降槽形状会随隧道净距、埋深发生变化,因此需对沉降槽随净距、埋深的演化机理进行深入研究。[方法]以成都地铁17号线小南街站—人民公园站区间双线盾构工程为依托,采用数值模拟方法分析了不同净距-埋深组合工况下双线盾构施工的地面沉降槽形状变化过程,基于双线地面沉降公式拟合出各工况中各项取值,并提出沉降槽形状判据S。[结果及结论]Peck公式和刘波公式能较好地表达地面沉降的模拟监测结果:当S∈[0.319,0.536)时,沉降槽呈“V”形;当S∈[0.536,0.783)时,沉降槽呈“U”形;当S∈[0.783,1.120)时,沉降槽呈“浅W”形;当S∈[1.120,3.873)时,沉降槽呈非对称“W”形;当S≥3.873时,沉降槽呈“双V”形或“双W”形。当隧道埋深为1D(D为隧道直径),且两隧道之间的净距为2D至3D时,两隧道中线附近的地面会出现隆起现象,并且随着净距的增加,隆起的范围也会相应增大。在两隧道中心正上方的地面上,由于盾尾注浆压力的作用,部分沉降被抵消,导致该区域的沉降槽呈现出独特的“双W”形形态。

大型沉降槽浮游物控制研究及应用

针对拜耳法生产中大型沉降槽在分解工序上存在浮游物偏高的问题,投用了两台沉降槽,采取了进料出料方式改造、增加物料沉降时间、降低沉降槽耙机控制扭矩等措施,将分解工序浮游物由原来的5 g/L降低至1 g/L以下,回收氢氧化铝产生经济效益260万元/a。

粉煤灰酸法生产氧化铝分离洗涤工序沉降槽的优化研究与应用

在“一步酸溶法”粉煤灰提取氧化铝工艺中,沉降槽沉降分离效果直接影响后续工序的产能。本文从沉降槽进料浓度筛选入手,在确定沉降槽最佳进料浓度的基础上对沉降槽的结构进行优化。试验效果证实:改进的沉降槽,沉降效率、分离效率显著提升,强制系统应用后溢流浮游物含量降低18.92 mg/L、底流固含提高50.25 g/L;絮凝剂添加点的设置也会影响沉降分离效果,选择合适的絮凝剂添加点能够在强制稀释的基础上再使浮游物含量降低1.42 mg/L和底流固含提高13.16 g/L,显著的提升了分离沉降工序沉降槽的分离效率。

分离沉降槽高效化改进及应用

介绍了一种高效提升分离沉降槽产能的方式,通过对分离沉降槽的槽体外部、内部的进料流程以及絮凝剂添加点的工艺优化,将分离槽产能提升约85%,清液层高度维持在9 m以上,粗液浮游物能够稳定控制在0.4 g/L以下,解决了分离沉降槽跑混的问题,提高了企业对低品位矿石的处理能力。同时5台分离沉降槽减少至3台,降低成本约20万元/a。

沉降槽底部增加缓冲罐防止给料泵堵塞的技术措施

沉降槽作为水煤浆气化装置的渣水处理岗位固液分离的核心设备,沉降下来的含固质量分数为30%左右的黑水经过沉降槽底物泵输送至压滤工序,在系统开停车和运行期间频繁发生泵进口堵塞不打量的问题。为此,在沉降槽底部和泵进口采取一定的技术措施,大大降低了疏通劳动强度,保证了生产的安全稳定运行。

城市轨道交通工程盾构施工地表沉降槽宽度系数研究

探讨了城市轨道交通工程施工中的地表沉降槽宽度系数。通过对兰州轨道交通2号线两个区间设计里程的详细工程概况、地质、隧道结构以及监测数据,结合目前研究现状,对兰州地区特殊的卵石+红砂岩地层条件下盾构施工沉降槽宽度系数的计算方法适用性进行研究。通过研究区间隧道的设计参数,包括施工方式、隧道埋深、隧道半径等,结合工程地质特征,分析监测数据,探讨沉降槽宽度系数取值的合理性和适用性,并提出结论,为城市轨道交通工程施工提供参考。

隧道开挖引起土层沉降槽曲线形态的分析与计算

假定由于隧道开挖在地表以下土层所形成的沉降槽的体积等于地层损失以及各土层沉降槽曲线仍可用正态分布函数表示。在此假定下,首次提出可以通过对隧道中心线以上土体的沉降值的分析,研究不同深度土层沉降槽曲线宽度系数,并且通过回归分析,提出用于计算不同深度土层沉降槽曲线宽度系数的公式,为计算隧道开挖引起的地表以下土体任一点的竖向沉降提供了一种有效方法,通过工程实例的计算证明了该方法的适用性。

地铁隧道施工引起沉降槽宽度的影响因素

在隧道施工引起的地层位移预测与相关风险管理中,地表沉降槽的延伸宽度是一个重要的课题,也是进行沉降预测的主要参数之一。但是目前一些常见的沉降槽宽度计算公式在很多情况下并不适用,同时国内与国外的应用情况也有很大的差别。就目前已有的相关成果进行了全面的总结和分析,讨论了工程地质条件对沉降槽宽度的影响,然后采用数值分析技术,研究了隧道直径对沉降槽宽度的影响作用,认为对于一般的城市地铁隧道,隧道直径对沉降槽宽度参数的影响因素可以忽略不计。在上述讨论的基础上,推荐了适用于北京地区的沉降槽宽度确定方法。

基于正交试验的赤泥沉降槽中心桶结构优化

为提高中心桶内固含浓度在60-70 g/L范围内料浆的体积分数，以正交试验和数值模拟的方法对沉降槽中心桶的5个结构参数进行数值仿真试验。设计一个5因素5水平的L 25（55）正交试验方案，采用仿真软件FLUENT对不同结构参数组合的沉降槽进行数值模拟计算，分析沉降槽中心桶的结构参数对中心桶内固含分布的影响规律，用极差分析和方差分析法对计算结果进行数理统计分析，得出5个因素对试验指标影响的主次顺序和显著性，从而得到中心桶结构参数的优化组合。结果表明：中心桶内固含分布的主要影响因素是进料射流管的直径，沉降槽中心桶的最佳组合结构参数为中心桶直径为3 m，中心桶深度为5 m、射流管直径d1、d2和d3分别为0.8、0.48和0.36 m，环形挡流板离进料管下沿高度为0.22 m，喉嘴距为0.18 m；优化工况下，中心桶内处于最佳絮凝固含浓度范围内的料浆体积所占中心桶体积的体积分数变为基础工况的4.8倍，显著地提高沉降槽的絮凝沉降效率。

小应变条件下隧道开挖引起的横向沉降槽分析

利用配备有局部高精度位移传感器STDTTS+UNSAT型号的高级应力路径三轴测试系统,对小应变条件下的土体进行了试验。采用三维数值分析方法和应用小应变模型及摩尔-库仑模型,分别对隧道施工引起横向沉降槽的影响展开了研究。结果表明,在小应变条件下土体表现出高模量以及模量随应变增加而衰减的特性,且当剪切应变应用对数坐标(lg)表示时,剪切模量随剪切应变增加而衰减的规律可以表示为带有2个拐点的反S型曲线,同时,利用式(1)对其进行很好地模拟;两类模型计算结果的规律性是相似的,采用小应变模型所得到的最大下沉位移符合工程实际,且横向沉降槽的宽度也能符合现场实测,即能够适当地解决采用一般模型所得到的最大下沉位移合理,而横向沉降槽的宽度过宽,或者横向沉降槽宽度合理,而最大下沉位移过小,两者间存在对立的问题。通过计算结果对比进一步验证了考虑小应变条件下土体特性的必要性以及二次开发所得到的模型的合理性与可适用性。

盾构施工引起的地表横向沉降槽分析

基于龙东路-世纪公园站区间隧道现场实测资料,对由盾构施工引起的沉降槽的形状进行了深入研究。首先绘出埋深不同的沉降槽的实测形状;再利用数学拟合方法对沉降槽的形状、影响范围、宽度系数及最大沉降量出现的位置进行的研究,指出它们均与隧道的埋深有着密切的关系;最后,用统计学的方法给出隧道埋深与最大沉降量以及沉降槽宽度系数与隧道埋深之间的定量关系式。

浅埋暗挖隧道地面沉降槽宽度系数取值的研究

浅埋暗挖法隧道施工引起的沉降槽宽度系数i值与隧道的半径R、隧道的埋深z和土质有关.采用Attwell分析公式,通过有限元数值模拟得到不同埋深z下的i值,从而求解出公式中的待定系数K与N,得出新的i值计算公式.在进行待定系数求解时,发现lni与lnz的关系存在线性分段性,对i值的公式进行了分段讨论,结论如下:隧道埋深较浅时,半径R变化对i值影响大,对应z/D为1.24~1.80时,K=1.73,N=0.17,i/R=1.73×[z/(2R)]^(0.17);隧道埋深较深时,埋深z变化对i值影响大,对应z/D为1.80~3.28时,K=1.35,N=0.55,i/R=1.35×[z/(2R)]^(0.55).通过实测数据分析并与前人公式对比,结果表明上述公式在杭州软土地区浅埋隧道沉降槽宽度系数的取值更加精确.

软土地区盾构隧道施工沉降槽的特征分析

根据实测资料 ,分析了上海软土地区盾构隧道施工时所形成的沉降槽的特征。通过统计、拟合、对比及作图等方法 ,对沉降槽的形状、沉降槽与隧道埋深的关系、沉降槽随时间的演变以及沉降槽宽度系数与埋深和时间的关系进行了深入的研究 ,得出了在软土地区具有重要指导意义的结论。

赤泥分离沉降槽中心桶内流体流动的水模型实验研究

以相似原理为基础,搭建1：20比例尺的沉降槽水模型实验槽,采用有限个数颗粒示踪法,以停留时间分布（RTD）为评价指标,对沉降槽中心桶内的流体流动进行实验研究,得到稳态下中心桶内流场分布以及不同工况下中心桶内流体的停留时间分布。分别运用2种不同的非理想流动模型,并采用矩计算和非线性回归的计算方法来描述中心桶内流体流动的混合程度。研究结果表明：沉降槽中心桶内的流体呈旋转混合流动,且桶内存在流体流速相对缓慢的＂死区＂和＂短路＂的现象。流量在0.20～0.30 L/s范围时,增大流量,死区体积分数相应减少7.7%;径高比在1.60～0.75范围时,减小径高比,死区体积分数可减少15.9%,较小的死区体积有助于提升中心桶内物料混合的均匀性。沉降槽中心桶内混合程度较大,且混合程度随进料流量的增加以及中心桶径高比的减小而增大。

赤泥分离沉降槽进料管结构的数值模拟和优化

为了进一步提高赤泥沉降槽固液分离效率,以仿真软件FLUENT为平台,应用创新设计的射流管对沉降槽进料管进行数值模拟与优化研究,并进行工业试验,以研究其工业应用并验证数值模拟结果。改进前后的数值计算结果表明:在进料固含为110g/L时,料浆通过射流管进入沉降槽中心筒时固含可稀释到45.09g/L,比普通沉降槽稀释幅度提高了31.92%;料浆进入中心筒的速度较改造之前同比降低10.2%,筒内料浆运行速度分布更为均匀合理,而离开中心筒的速度大致不变。改造后的工业试验表明,连续运行的沉降槽每吨干赤泥絮凝剂的使用量比传统沉降槽降低了17.8%。经对比分析,数值模拟结果与工业试验结果相符。采用具有新型进料管的沉降槽后,合作企业生产现场可停止使用200kW分离沉降槽和75kW共备槽的稀释循环泵各一台,其工业应用节能效果显著,为企业带来了可观的经济效益。

盾构隧道施工引起铁路路基沉降槽宽度系数计算方法

盾构隧道施工不可避免地对隧道周围地层产生扰动,从而产生地层损失和路基沉降,路基沉降分析是盾构隧道的一个重要方面。基于Peck公式,逐步推导出单洞盾构隧道下穿铁路轨道路基沉降槽宽度系数的计算公式,从而对Peck公式进行修正,并结合福州地铁一号线的监测数据进一步验证了修正后的Peck公式的合理性和适用性。

盾构隧道深层土体沉降槽宽度系数计算方法研究

收集了12组盾构法隧道施工引起的深层土体沉降实测数据,研究深层土体沉降槽宽度系数i(z)随着地层深度z增加产生的变化规律。研究结果表明:i(z)随着z的增加而逐渐减小;i(z)/i(z=0)与(1-z/h)(h为隧道轴线埋深)之比在黏性土中基本呈幂函数关系,砂土中基本呈线性关系。对姜忻良计算公式进行了修正,使其具有更广泛的适用性。通过回归分析,提出一个新的i(z)经验计算公式。通过反分析以及与解析解进行比较,给出这两个公式计算参数的取值范围。算例分析表明,这两个公式均能较好的拟合实测值,可考虑不同土质条件,包括黏性土和砂类土,适用范围较广。

深锥沉降槽支撑立柱的受力分析及优化设计

沉降槽是氧化铝生产过程中的重要设备,可靠、合理的结构对设备的安全使用是基本的要求,结构的稳定性是设备安全运行的重要保证,失稳破坏是必须通过计算加以避免的.本文在对深锥沉降槽强度分析的基础上,介绍了结构失稳分析的基本理论,并通过解析方法对深锥沉降槽的支撑立柱进行稳定性校核,以及如何利用有限元通用软件ANSYS实现深锥沉降槽支撑立柱的强度校核及失稳分析。

沉降槽耙机负荷监测系统设计与实现

针对耙机负荷报警装置已不能达到实时监控目的情况,提出了采用组态软件FameView和可编程控制器PLC的耙机负荷监测系统设计方案.介绍了系统硬件组成、PLC控制程序的编制以及监控界面设计,利用工控机中的以太网卡和CP243-1实现了上位机与PLC的通信,可实现同时在线监测烧结法分离沉降槽的耙机负荷的要求.实践证明该系统操作方便,性能稳定,有较高的推广应用价值.