通口水電站骨料加工系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理分析

王金奎　付勇明

[摘 要]通口水電站砂石料加工系統(tǒng)的原料是開采清林灣料場(chǎng)，該系統(tǒng)生產(chǎn)的各種級(jí)配的人工骨料供大壩和廠房使用，設(shè)計(jì)生產(chǎn)率高達(dá)300t/h，其中制砂100t/h，相應(yīng)半成品的生產(chǎn)能力為350t/h。該大壩為碾壓混凝土大壩，在歷經(jīng)2年多的生產(chǎn)和運(yùn)行中，為大壩提供了足夠的骨料，同時(shí)積累了不少經(jīng)驗(yàn)。本文主要從該系統(tǒng)的工藝流程、系統(tǒng)布置、生產(chǎn)能力、運(yùn)行管理等方面進(jìn)行分析，以及對(duì)該加工系統(tǒng)的優(yōu)越性和重要性，并在生產(chǎn)和運(yùn)行當(dāng)中出現(xiàn)的問題及相應(yīng)改進(jìn)方法進(jìn)行了客觀分析。

[關(guān)鍵詞]砂石料加工系統(tǒng)；人工骨料；工藝流程；運(yùn)行管理

[中圖分類號(hào)]X820.3 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

1 引言

通口水電站大壩為碾壓混凝土大壩，其壩高73.5m，壩頂長(zhǎng)219m，大壩和廠房的混凝土量約為39.2萬m3。該水電站的砂石加工系統(tǒng)主要是用來生產(chǎn)各種級(jí)配的人工骨料，提供大壩和廠房混凝土骨料。

通口水電站大壩和廠房分別是由中國(guó)水利水電第五工程局和中國(guó)水利水電第十工程局施工，其砂石骨料加工系統(tǒng)是由水電第五工程局負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、修建、生產(chǎn)。本骨料加工系統(tǒng)是開采青林彎料場(chǎng)作為原料，并將原料加工成所需的人工骨料，該大壩為碾壓混凝土大壩，系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著碾壓混凝土壩和廠房混凝土骨料的質(zhì)量要求。人工骨料加工系統(tǒng)的工藝流程和系統(tǒng)布置比自然砂石料加工系統(tǒng)要復(fù)雜得多，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到設(shè)備的性能、效率計(jì)算、閉路或開路生產(chǎn)，最主要的是人工骨料加工系統(tǒng)必須保證成品砂的生產(chǎn)量，在設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行了大量的計(jì)算和設(shè)備選型。該系統(tǒng)于2003年2月投產(chǎn)，歷經(jīng)2年多的高強(qiáng)度施工，第一臺(tái)機(jī)組于2005年6月底發(fā)電，砂石料加工系統(tǒng)發(fā)揮了重要作用。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)生產(chǎn)率高達(dá)300t/h，其中制砂100t/h，相應(yīng)半成品的生產(chǎn)能力為350t/h。在2年多的實(shí)際生產(chǎn)過程中，積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

2 料源開采及質(zhì)量要求

2.1 料源

料場(chǎng)開采邊界按征地范圍確定，根據(jù)《招標(biāo)文件》：清林灣料場(chǎng)位于通口水電站大壩軸線上游約0.2～0.6km的右岸，有效儲(chǔ)量為91.8萬m3，整個(gè)工程骨料生產(chǎn)的原料開采總量為39.2萬m3自然方，儲(chǔ)量充足。

2.2 主要開采工程量及質(zhì)量要求

該料場(chǎng)開采石料主要作為大壩和廠房混凝土骨料料源，共需合格的砼人工骨料總量約為547792m3。砂石料加工原料最大粒徑小于600mm的新鮮石料。

3 工藝流程和系統(tǒng)布置分析

該系統(tǒng)是用清林灣料場(chǎng)開采的石料作原料經(jīng)過粗碎、中細(xì)碎、篩分沖洗、制砂、脫水、堆存等流程生產(chǎn)混凝土骨料，系統(tǒng)的破碎車間和篩分車間生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)各有特點(diǎn)。實(shí)際生產(chǎn)情況表明，系統(tǒng)最初的流程設(shè)計(jì)和布置基本合理成功的，但也出現(xiàn)過一些問題，承包商根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的具體情況和需要作了一些改善，生產(chǎn)系統(tǒng)最終的流程布置情況如下。

3.1 工藝流程

從上圖可看出，該系統(tǒng)有幾個(gè)破碎車間和篩分車間，粗碎車間為開路流程，中細(xì)碎車間為閉路流程，通過初篩、復(fù)篩、細(xì)篩將毛料全部加工成合格骨料。

系統(tǒng)充分考慮了砼對(duì)各種級(jí)配骨料的需求比例，在生產(chǎn)流程中通過分料漏斗控制分流比例以達(dá)到骨料生產(chǎn)的產(chǎn)需平衡。同時(shí)使用半成品料堆和制砂儲(chǔ)料料倉進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)節(jié)，這樣設(shè)計(jì)能充分發(fā)揮各部分的生產(chǎn)潛力，改善骨料級(jí)配，平衡生產(chǎn)，節(jié)約生產(chǎn)資源。

系統(tǒng)的粗碎車間將小于600mm的開采石料作為原料，原料進(jìn)受料倉后經(jīng)振動(dòng)喂料機(jī)喂入顎式破碎機(jī)（PEF0912型，有一臺(tái)備用）進(jìn)行破碎。在高峰期，可以采用兩套粗碎并聯(lián)運(yùn)行。粗碎產(chǎn)品由輸送機(jī)送至半成品料堆堆存，半成品料堆的儲(chǔ)存量為4000 m3，料堆高度16m，在中細(xì)碎車間和篩分車間出現(xiàn)故障或沒運(yùn)行時(shí)，粗碎車間可以先單獨(dú)加工生產(chǎn)優(yōu)點(diǎn)，直到半成品料堆堆滿，確保后續(xù)生產(chǎn)有足夠料源，可提高系統(tǒng)的生產(chǎn)率。

中碎車間為閉路流程，平時(shí)只將半成品料中的80～150mm進(jìn)行破碎，但在生產(chǎn)時(shí)容易出現(xiàn)大石骨料偏多，因此可以通過分料漏斗將80以上的骨料經(jīng)輸送帶全部進(jìn)入中碎反擊式破碎機(jī)（PFQ1212型）進(jìn)行破碎，來調(diào)節(jié)系統(tǒng)平衡生產(chǎn)。

在生產(chǎn)粗骨料的同時(shí)將制砂原料堆作為制砂原料緩存，由于經(jīng)粗碎和中碎系統(tǒng)破碎出來的人工骨料含砂量極少，因此在制砂系統(tǒng)布置了2臺(tái)沖擊式制砂機(jī)（PL-1000型）制砂，并配置篩分機(jī)（2YK2460型）進(jìn)行篩分沖洗，篩出的粒徑>5mm的料送回制砂流程進(jìn)行閉路循環(huán)；3mm～5mm的料經(jīng)分料漏斗作為成品料或返回制砂機(jī)進(jìn)行人工砂的細(xì)度模數(shù)調(diào)整，<3mm的砂水混合料進(jìn)入洗砂機(jī)漂洗脫水。從沖擊式制砂機(jī)制砂設(shè)計(jì)參數(shù)來看，完全能滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要量，但在實(shí)際運(yùn)行生產(chǎn)中跟設(shè)計(jì)值相差很大，于是請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)廠家到現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，其中主要原因是制砂機(jī)的進(jìn)料量沒達(dá)到設(shè)計(jì)要求，可以從制砂機(jī)的電機(jī)電流量（運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)）看出來，致使破碎循環(huán)次數(shù)過多，破碎后易增加細(xì)砂和石粉量被水帶走。其二是進(jìn)入洗砂機(jī)水的流量過大將細(xì)砂和大量石粉沖走。其三是洗砂機(jī)蓄水容量比較小，給砂的沉淀時(shí)間太短，部分砂還來不及沉淀被水帶走。經(jīng)過整改后，制砂稍有好轉(zhuǎn)，但還是不能達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，說明單靠反擊式制砂機(jī)制砂效率不高，經(jīng)以往的經(jīng)驗(yàn)，必須配置棒磨機(jī)同時(shí)制砂才能滿足要求。因此通口水電站砂石加工系統(tǒng)中的制砂設(shè)備是不足的，雖然對(duì)工程的進(jìn)度有一點(diǎn)的影響，但改進(jìn)后滿足了要求。

3.2 系統(tǒng)布置

系統(tǒng)布置在靠江油—北川公路邊之壩軸線下游，占地20000m3，整個(gè)系統(tǒng)依地勢(shì)布置，主要分成三個(gè)臺(tái)階，成品料直接有輸送帶送入拌和系統(tǒng)料倉內(nèi)，無需使用機(jī)械運(yùn)輸。

根據(jù)系統(tǒng)流程分為：主要包括粗碎車間、半成品料倉、粗篩分、中碎車間、復(fù)篩分、制砂原料堆、制砂車間、細(xì)篩分、成品骨料料堆、沉淀池。

由于系統(tǒng)組建在山坡上，使用平臺(tái)面積受到限制，進(jìn)料平臺(tái)與成品料倉落差較大，加上骨料加工系統(tǒng)與拌和系統(tǒng)穿插布置，致使系統(tǒng)布置復(fù)雜化，導(dǎo)致輸送帶和溜槽用量過大，但最終系統(tǒng)布置是合理的。整個(gè)系統(tǒng)電源控制由一個(gè)中央控制室全面控制，各破碎系統(tǒng)可以單獨(dú)運(yùn)行，單獨(dú)檢修，單獨(dú)保養(yǎng)，其它部分照常運(yùn)行，不會(huì)影響生產(chǎn)。

4 生產(chǎn)能力分析

根據(jù)施工總進(jìn)度計(jì)劃，混凝土高峰澆筑強(qiáng)度45000m3/月，骨料系統(tǒng)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為63000 m3/月，按每月工作25天，日生產(chǎn)能力為2352m3/d，高峰期每日三班生產(chǎn)，日生產(chǎn)15小時(shí)計(jì)算，小時(shí)產(chǎn)量為170m3/h，即：270t/h。因此成品骨料生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)能力按300t/h設(shè)計(jì)，其中制砂100t/h；那么，相應(yīng)半成品的生產(chǎn)能力為350t/h就可以滿足要求，并有所富余。

然而，在實(shí)際運(yùn)行中，生產(chǎn)能力滿足不了工程進(jìn)度要求，生產(chǎn)骨料量少，特別是含砂量騙低，因此對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行兩次大的改造，第一次在主要是解決粗碎進(jìn)料倉出料的問題，首先對(duì)兩臺(tái)粗碎的進(jìn)料倉和該料倉出口的尺寸進(jìn)行修改，同時(shí)減小粗碎鍔式破碎機(jī)的開口尺寸以增加含砂量；第二次改造增加制砂原料堆，并增加一條輸送帶將原料送入制砂系統(tǒng)閉路流程內(nèi)加工，提高了砂的生產(chǎn)能力。經(jīng)過兩次改造，較成功解決了粗碎進(jìn)料倉出料的問題，提高了粗中碎生產(chǎn)砂的含量，改造后基本解決了骨料平衡問題，提高成品砂的含量。

5 運(yùn)行管理

系統(tǒng)運(yùn)行25天/月，生產(chǎn)14小時(shí)/天，設(shè)備維護(hù)2小時(shí)/天，每天必須全面檢查、發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，包括所有設(shè)備、桁架、螺栓、皮帶、控制系統(tǒng)、篩網(wǎng)等等是否正常，細(xì)節(jié)性的很多，未處理完不能生產(chǎn)，避免其更嚴(yán)重的損害，同時(shí)維修質(zhì)量也難以控制。設(shè)備維護(hù)必須派專業(yè)技術(shù)人員，還要通過專業(yè)培訓(xùn)，一是能保證生產(chǎn)進(jìn)度、二是能保證生產(chǎn)質(zhì)量，否則難以保證整個(gè)工程質(zhì)量和進(jìn)度的要求。

6 結(jié)語

通口水電站的砂石骨料加工系統(tǒng)圓滿完成了任務(wù)，保證了水電站高強(qiáng)度的施工要求，滿足了水電站的質(zhì)量要求。從設(shè)計(jì)、采購、安裝、運(yùn)行、管理等都是每位需要去學(xué)習(xí)和探討的，不斷總結(jié)出新工藝、新方法、新管理辦法，使其更完善，以確保成本最低、質(zhì)量最高、進(jìn)度更快。砂石骨料加工系統(tǒng)專業(yè)性很強(qiáng)，需要更多專業(yè)性人員去研究和評(píng)論，讓砂石骨料加工系統(tǒng)發(fā)展得更遠(yuǎn)、更先進(jìn)。

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