SIMULATIONS DEM POUR ATTÉNUER LES COÛTS ET LES RISQUES ASSOCIÉS À UNE NOUVELLE CHUTE DE TRANSFERT

LE PROJET

Creaform Ingénierie a utilisé la méthode des éléments discrets afin de prédire le comportement dynamique d’un matériau granulaire dans une chute de transfert de charbon. L’objectif principal étant de prédire la capacité de l’équipement à séparer efficacement l’écoulement ainsi que d’atténuer le risque de blocage des matériaux dans l’équipement.

Creaform Ingénierie a reçu le mandat d’étudier le comportement du charbon dans une nouvelle chute de transfert dans une usine de valorisation au Portugal pour une entreprise qui produit des charbons à faible teneur en cendres spécialement conçus pour la production de métaux.

Le projet a été mené en utilisant la méthode des éléments discrets (DEM) qui permet de simuler le comportement dynamique de matériaux granulaires en vrac et son interaction avec son environnement. Grâce à l’utilisation d’un modèle 3D de l’équipement, il devient possible de valider la proportion de masse de charbon redirigée dans les conduits par l’équipement pour différentes configurations de l’équipement.

L’équipe a été chargée de trouver des moyens pour atténuer le risque de blocage de la matière dans la chute et de concevoir des plaques de protection contre l’usure. Pour obtenir une représentation réaliste et précise du processus, un étalonnage des matériaux a d’abord été effectué sur place. L’approche consistait à collecter des échantillons du matériau en vrac afin de déterminer la forme et la distribution de la taille des particules, ainsi qu’à effectuer des tests d’angle de repos statique et dynamique en fonction de la teneur en humidité du matériau. 

Le processus d’étalonnage a permis à l’équipe de trouver la bonne combinaison pour les différents coefficients utilisés dans le modèle de contact de Hertz-Mindlin, tels que les coefficients de friction et de restitution.

Les simulations ont également permis à l’équipe d’adapter la conception de l’équipement pour une distribution optimale de l’écoulement du matériau dans celui-ci, ce qui permet une manipulation plus efficace du matériau en vrac lors des opérations en usine. Elles ont également permis d’affiner l’angle des parois et des plaques d’usure afin d’éviter l’accumulation de matériau, notamment lorsque les matériaux présentent un taux d’humidité élevé.  Enfin, les simulations ont aidé l’équipe à concevoir des plaques de protection remplaçables contre l’usure qui ne couvrent que les surfaces nécessaires. Les analyses DEM ont permis de réaliser des économies d’exploitation récurrentes tout en réduisant le besoin et les risques associés à la mise en place d’une nouvelle chute de transfert.

Services fournis

• Création de géométrie 3D
• Méthode d’essai physique des matériaux en vrac
• Étalonnage du matériau (corrélation avec les données d’essais physiques)
• Élaboration de scénarios d’opération
• Modélisation numérique et paramétrage
• Indépendance et convergence des résultats
• Post-traitement des résultats et visualisations
• Recommandations et changements de conception
• Rapports sur la méthodologie et les résultats par un ingénieur professionnel

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