草街航電樞紐工程混凝土拌和制冷系統(tǒng)設計

高英峰

(遼寧潤中供水有限責任公司，遼寧 沈陽 110166)

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草街航電樞紐工程混凝土拌和制冷系統(tǒng)設計

高英峰

(遼寧潤中供水有限責任公司，遼寧 沈陽 110166)

草街航電樞紐位于重慶合川市境內草街鎮(zhèn)附近的嘉陵江干流河段上，是嘉陵江干流自下而上規(guī)劃的第二個梯級。由于合川 地區(qū)夏季氣溫較高，為了保證混凝土正常施工，需在混凝土拌合時增加制冷系統(tǒng)，以保證工程按期順利進行。

拌合系統(tǒng)；制冷設施；施工布置

草街航電樞紐位于重慶合川市境內草街鎮(zhèn)附近的嘉陵江干流河段上，是嘉陵江干流自下而上規(guī)劃的第二個梯級。

此工程工程等別為一等，工程施工需要經過一個夏季，夏季氣溫較高，6-8月平均溫度40度，為了保證工程順利進行，在混凝土拌合時，需增加制冷系統(tǒng)。

1　制冷系統(tǒng)

1.1混凝土制冷措施

1.1.1設計條件

根據(jù)合同文件提供的氣象資料及施工進度計劃安排，確定混凝土制冷期為每年的6～9月，制冷混凝土澆筑高峰月出現(xiàn)在2008年8月，要求預冷混凝土產量190 m3/h。因此，混凝土制冷控制月2008年為8月份。

混凝土原材料計算溫度見表1。

表1　混凝土原材料計算溫度　℃

混凝土原材料物理、熱學性能參數(shù)見表2。

表2　混凝土原材料物理、熱學性能參數(shù)

混凝土典型級配配合比見表3。

表3　制冷設計典型混凝土配合比表　kg/m3

1.1.2制冷裝機容量及混凝土預冷措施

(1)混凝土熱平衡計算

以八月份為控制月，三級配混凝土為典型級配，由溫控標準、設計條件，根據(jù)熱平衡計算公式

TH∑GiCi=∑TiGiCi+Qj

式中：TH為混凝土出機溫度，℃；Ti為混凝土各組成平均溫度，℃；Gi為每立方米混凝土組合材料重量，kg/m3；Ci為混凝土組成材料比熱，kJ/kg℃；Qj為混凝土攪拌的機械熱，kJ/m3。

熱平衡計算如表4、表5：

表4　八月份自然拌和混凝土出機口溫度熱平衡計算表

表4、表5中砂的含水率按6%計算，粗骨料的含水率按1%計算，表5中粗骨料經過預冷后，表面含水率降低，按0.5%計算。表4、表5中拌和水的用量是混凝土典型級配中的用水量減去砂及粗骨料表面含水量之后的重量。

可以得出以下結論：

八月份混凝土自然拌和出機口溫度為32.1℃，要求的預冷混凝土出機口溫度17℃，表2.4.6中預冷混凝土出機口溫度為16.4℃，自然拌和與預冷拌和混凝土出機口溫度之差為15.7℃。要達到混凝土溫控要求，粗骨料溫度需由28.6℃降低到4℃，降溫幅度為24.6℃，如果不采用加冰拌和的辦法，必須采用二次風冷骨料技術。除對粗骨料進行二次風冷之外，還需采用加冷水拌和等措施。預冷混凝土產量為190 m3/h，出機口溫度17℃，需要制冷容量300×104kcal/h。

表5　八月份拌和預冷混凝土出機口溫度熱平衡計算表

(2)混凝土預冷措施

骨料堆場高度及貯存時間應滿足規(guī)范要求，使地弄出料溫度不高于月平均氣溫；地面上的骨料上料膠帶機采取遮陽措施，避免骨料受到陽光直射，調節(jié)料倉外設遮陽棚；將骨料轉料倉作為一次風冷倉，粗骨料沖洗篩分后，在一次風冷倉內進行一次風冷；在攪拌樓料倉內，繼續(xù)對粗骨料進行二次風冷，使粗骨料溫度降至設計終溫；外加劑等摻加水用7℃冷水，加冷水拌和混凝土；一次風冷倉、粗骨料上攪拌樓膠帶機及攪拌樓料倉進行保溫。

上述混凝土預冷措施在高溫季節(jié)生產17℃混凝土時必須同時具備。在非高溫季節(jié)或出機口溫度要求放寬的情況下，可在一次風冷、二次風冷、加冷水等三種措施中選擇其中一種或幾種達到出機口溫度要求。

混凝土預冷措施引用，劉延明.《淺談混凝土攪拌系統(tǒng)制冷設計》觀點。

1.1.3制冷系統(tǒng)工藝流程

(1)一次風冷骨料

粗骨料從調節(jié)料倉由膠帶機送到篩分車間沖洗除塵，篩分脫水后進入轉料倉，轉料倉一組共4個分料倉，生產四級配混凝土時，G1～G4骨料各用一個倉；生產三級配混凝土時，根據(jù)混凝土級配，用量多的那種粗骨料占用兩個倉，用量少的的兩種骨料各占一個倉。轉料倉外設置空氣冷卻器及鼓風機，對料倉中的骨料吹送冷風。

(2)二次風冷骨料

在轉料倉內冷卻好的骨料經保溫廊道由膠帶機送入攪拌樓骨料倉進行二次風冷。攪拌樓的四個骨料倉與轉料倉一一對應。攪拌樓料倉外同樣設置空氣冷卻器及鼓風機，對料倉中的骨料吹送冷風。在攪拌樓料倉內冷卻到設計終溫的骨料排入稱量器計量后卸入攪拌樓集中料斗供拌和混凝土。

(3)制冷水

本系統(tǒng)采用冷水機組制冷水供拌和混凝土使用。

1.1.4制冷系統(tǒng)布置

制冷裝機容量總計3 492 kW(300×104kcal/h)，設一座制冷車間，配合兩座鄭州拌和樓生產低溫混凝土。

制冷車間采用平面布置，向轉料倉及拌和樓上的空氣冷卻器提供冷源。車間內設置螺桿制冷壓縮機組及其配套輔助設備，車間外設置2座900 t/h方形冷卻塔。

轉料倉外布置4臺空氣冷卻器和4臺離心風機，每座拌和樓料倉外挑平臺上分別布置4臺空氣冷卻器和相應的軸流風機。每個骨料倉的冷風循環(huán)系統(tǒng)由一臺空氣冷卻器、一臺鼓風機及倉內配風裝置、風管組成?？諝饫鋮s器采用氨泵供液。

表6　主要制冷設備表

1.1.5主要技術指標及主要制冷設備

(1)主要技術指標

制冷容量：300×104kcal/h(標準工況)

循環(huán)用水量：1 800 m3/h

最大耗水量：600 m3/h (沖霜)

拌和樓低溫混凝土實際生產能力：190 m3/h

電機總功率：2 720 kW

(2)主要制冷設備

制冷設備見表6。

表7　混凝土拌和系統(tǒng)及制冷系統(tǒng)主要技術指標表

1.1.6保溫措施

系統(tǒng)設備、管道保溫及拌和樓料倉采用橡塑海棉保溫材料，該材料具有難燃性和防潮性，滿足制冷規(guī)范要求和防火安全要求。上料膠帶機廊道采用聚苯乙烯雙面彩板。

1.1.7消防及氨氣報警裝置

系統(tǒng)電氣控制室設置消防報警及干粉滅火系統(tǒng)各一套，制冷車間布置氨氣報警裝置一套及消防栓兩套。

1.1.8運行管理

根據(jù)設計文件及相關資料制定運行管理規(guī)程。

對主管人員、運行人員進行業(yè)務培訓，實行崗位責任制。

視空氣冷卻器翅片結霜狀態(tài)每個臺班沖霜一次。

加強調度，使制冷能力充分發(fā)揮，并盡力確保均衡生產，發(fā)揮制冷系統(tǒng)的效益。

2　結語

本文針對工程實際設計了切實可行的混凝土拌合制冷系統(tǒng)施工方案，工程施工期間天氣較炎熱，為了保證混凝土澆筑順利進行，在拌合時對拌合系統(tǒng)制冷，效果較好。

[1]陳旭君，寧占元，鄭踐.淺談大型混凝土攪拌制冷系統(tǒng)設計[J].水電工程施工系統(tǒng)與工程裝備技術交流會.2010.

[2]何妹珍.混凝土拌合及制冷系統(tǒng)工藝設計[J].企業(yè)科技與發(fā)展.2013.

[3]劉延明.淺談混凝土攪拌系統(tǒng)制冷設計[M].青海水利發(fā)電出版社.1997.

2016-04-26

高英峰(1975-)，男，遼寧東港人，工程師，主要從事水利施工工作。

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