周北北

(中國(guó)水利水電第五工程局有限公司長(zhǎng)河壩施工局，四川康定，626001)

長(zhǎng)河壩電站砂石系統(tǒng)擴(kuò)容改造實(shí)踐

周北北

(中國(guó)水利水電第五工程局有限公司長(zhǎng)河壩施工局，四川康定，626001)

介紹長(zhǎng)河壩水電站磨子溝人工骨料加工系統(tǒng)由原毛料設(shè)計(jì)處理能力1000t/h、成品料生產(chǎn)能力800t/h，擴(kuò)容改造成毛料處理能力1400t/h、成品料生產(chǎn)能力1120t/h的擴(kuò)容改造方法和成果。

長(zhǎng)河壩水電站 砂石系統(tǒng) 擴(kuò)容改造

1 工程概況

長(zhǎng)河壩水電站砂石骨料加工系統(tǒng)建于壩址下游約6km的磨子溝溝口上游側(cè)，原招標(biāo)設(shè)計(jì)階段，系統(tǒng)需同時(shí)滿足大壩反濾料以及工程的混凝土砂石骨料供應(yīng)。其中，混凝土總量約205萬(wàn)m3，澆筑高峰期月平均強(qiáng)度約8.7萬(wàn)m3，大壩反濾料總量約166萬(wàn)m3，最大填筑強(qiáng)度為4.84萬(wàn)m3/月。系統(tǒng)成品料生產(chǎn)能力約800t/h。其中，人工砂生產(chǎn)能力約300t/h，成品骨料最大粒徑為80mm，屬大型人工骨料生產(chǎn)系統(tǒng)。系統(tǒng)生產(chǎn)細(xì)骨料總量約為378萬(wàn)t，粗骨料總量約為490萬(wàn)t，共需毛料386萬(wàn)m3(自然方)。毛料料源為樞紐工程開(kāi)挖洞渣料，不足部分由江咀塊石料場(chǎng)開(kāi)挖料補(bǔ)充。

磨子溝人工骨料加工系統(tǒng)主要由粗碎車(chē)間、半成品料堆、第一篩分車(chē)間、中細(xì)碎車(chē)間、第二篩分車(chē)間、超細(xì)碎車(chē)間、第三篩分車(chē)間、棒磨機(jī)車(chē)間、成品料堆、成品裝車(chē)倉(cāng)和膠帶機(jī)運(yùn)輸設(shè)備組成。系統(tǒng)采用三段破碎、設(shè)三次篩分的濕法生產(chǎn)，粗骨料加工采用三段破碎生產(chǎn)，細(xì)骨料生產(chǎn)采用立軸式?jīng)_擊破與棒磨機(jī)聯(lián)合制砂的破碎方式。粗碎采用開(kāi)路生產(chǎn)、中細(xì)碎閉路和超細(xì)碎(立軸式?jīng)_擊破)均采用閉路循環(huán)的破碎工藝，并調(diào)節(jié)部分小粒徑石料或石屑進(jìn)入棒磨機(jī)與超細(xì)碎聯(lián)合制砂，成品骨料最大粒徑為80mm。

磨子溝人工骨料加工系統(tǒng)設(shè)計(jì)處理規(guī)模為1000t/h，成品設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為800t/h，按月工作時(shí)間25天，日工作時(shí)間14h，兩班制生產(chǎn)，月生產(chǎn)能力為28萬(wàn)t。各級(jí)成品骨料設(shè)計(jì)產(chǎn)能見(jiàn)表1。

表1 成品骨料設(shè)計(jì)產(chǎn)能

2 擴(kuò)容原因與目的

磨子溝人工骨料加工系統(tǒng)自2012年5月份正式投入運(yùn)行以來(lái)，因種種原因?qū)е聦?shí)際產(chǎn)能不能達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)能要求，主要表現(xiàn)在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行工況與設(shè)計(jì)運(yùn)行工況存在一定的差異，造成部分膠帶機(jī)運(yùn)輸能力不足，濕法生產(chǎn)造成的超細(xì)碎車(chē)間設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)工況不佳(產(chǎn)砂率較低)，反濾料砂和混凝土砂細(xì)度模數(shù)存在差異造成運(yùn)行難度增加和砂細(xì)度模數(shù)波動(dòng)較大。

根據(jù)長(zhǎng)河壩電站主體標(biāo)段各施工單位提供的調(diào)整后施工進(jìn)度計(jì)劃，骨料最高月需求強(qiáng)度由招標(biāo)設(shè)計(jì)時(shí)的25萬(wàn)t/月提升到36萬(wàn)t/月，且高峰時(shí)段持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，將近11個(gè)月，砂石骨料加工系統(tǒng)設(shè)計(jì)產(chǎn)能已不能滿足現(xiàn)階段施工進(jìn)度需求。

磨子溝人工骨料加工系統(tǒng)擴(kuò)容的主要目的如下:

(1)根據(jù)各主體標(biāo)段提供的月最高峰期骨料需求強(qiáng)度(36萬(wàn)t)，結(jié)合原設(shè)計(jì)工藝流程和實(shí)際地形，對(duì)砂石骨料加工系統(tǒng)進(jìn)行局部改造和擴(kuò)容，以增加系統(tǒng)的成品骨料生產(chǎn)能力，滿足最新的骨料需求強(qiáng)度；

(2)解決超細(xì)碎車(chē)間因進(jìn)料(中小石)含水率過(guò)高導(dǎo)致的設(shè)備運(yùn)行工況不佳、產(chǎn)砂率較低的問(wèn)題，改善立軸破碎設(shè)備運(yùn)行工況，提高成品砂產(chǎn)能；

(3)從方便現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的角度，對(duì)工藝進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，增加系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)的靈活性，有利于保證系統(tǒng)的連續(xù)持續(xù)供料，并使反濾料用砂和混凝土用砂分開(kāi)生產(chǎn)，使系統(tǒng)能夠同時(shí)生產(chǎn)反濾料用砂和混凝土用砂，便于質(zhì)量控制，滿足實(shí)際生產(chǎn)需要。

3 擴(kuò)容方案設(shè)計(jì)

3.1 擴(kuò)容設(shè)計(jì)產(chǎn)能

根據(jù)長(zhǎng)河壩水電站三大主體標(biāo)段提供的月骨料需求強(qiáng)度進(jìn)行分析，同時(shí)考慮在適當(dāng)時(shí)期提前備料，系統(tǒng)按毛料處理能力1400t/h，成品骨料生產(chǎn)能力1120t/h進(jìn)行擴(kuò)容設(shè)計(jì)。其中，砂產(chǎn)能為500t/h，能夠滿足高峰期月需求強(qiáng)度36萬(wàn)t的要求。擴(kuò)容后設(shè)計(jì)產(chǎn)能見(jiàn)表2。

表2 擴(kuò)容后成品骨料設(shè)計(jì)產(chǎn)能

3.2 擴(kuò)容工藝流程

擴(kuò)容后工藝相對(duì)原設(shè)計(jì)工藝運(yùn)行更為靈活，并在粗碎、超細(xì)碎等破碎段形成了開(kāi)路，更加便于運(yùn)行，主要工藝流程如下:

3.2.1 粗碎。擴(kuò)容后粗碎分原粗碎車(chē)間和新增粗碎車(chē)間兩個(gè)破碎車(chē)間，粗碎車(chē)間破碎后的物料(≤150mm)分別進(jìn)入半成品料堆進(jìn)行堆存和預(yù)篩分車(chē)間進(jìn)行篩分。

3.2.2 半成品料堆和新增粗碎車(chē)間通過(guò)膠帶運(yùn)輸機(jī)將破碎料運(yùn)至第一篩分車(chē)間進(jìn)行篩分，破碎料(＞80mm)按照一定比例進(jìn)入新增圓錐破碎機(jī)HP400進(jìn)行破碎；剩余破碎料(＞80mm)進(jìn)入中碎車(chē)間進(jìn)行破碎；≤80mm破碎料進(jìn)入第二篩分車(chē)間進(jìn)行篩分。

3.2.3 新增中碎車(chē)間的破碎料、B3膠帶機(jī)上的破碎料和中碎車(chē)間處理的破碎料，通過(guò)膠帶運(yùn)輸機(jī)進(jìn)入第二篩分車(chē)間進(jìn)行篩分(8臺(tái)2YKR2060和2臺(tái)2YKR3060)，產(chǎn)出大石(40mm～80mm)、中石(20mm～40mm)、砂(≤5mm)進(jìn)入成品料堆，超徑石(＞80mm)和部分大石(40mm～80mm)通過(guò)膠帶運(yùn)輸機(jī)返回中碎車(chē)間進(jìn)入破碎篩分循環(huán)。另外篩分出的中石(20mm～40mm)和小石(5mm～20mm)根據(jù)需要既可進(jìn)入成品料堆，亦可進(jìn)入新增脫水料堆進(jìn)行脫水。

3.2.4 新增脫水料堆部分通過(guò)新增膠帶機(jī)進(jìn)入超細(xì)碎車(chē)間進(jìn)行破碎，部分通過(guò)新增膠帶機(jī)進(jìn)入新增制砂車(chē)間進(jìn)行破碎。

3.2.5 超細(xì)碎車(chē)間破碎的石料通過(guò)膠帶運(yùn)輸機(jī)進(jìn)入第三篩分車(chē)間進(jìn)行篩分，中石(20mm～40mm)返回新增脫水料堆進(jìn)行堆存，小石(10mm～20mm)部分進(jìn)入成品料堆，部分進(jìn)入棒磨機(jī)車(chē)間進(jìn)行制砂；豆石(5mm～10mm)部分進(jìn)入成品料堆，部分進(jìn)入棒磨機(jī)車(chē)間進(jìn)行制砂；砂(3mm～5mm)部分進(jìn)入成品料堆(混凝土砂料堆)，部分根據(jù)砂細(xì)度模數(shù)調(diào)整需要進(jìn)入棒磨機(jī)車(chē)間；砂(≤3mm)進(jìn)入砂處理單元處理后進(jìn)入成品料堆(混凝土砂料堆)。

3.2.6 新增制砂車(chē)間2臺(tái)B9100立軸破碎機(jī)破碎后的石料，通過(guò)膠帶運(yùn)輸機(jī)進(jìn)入第四篩分車(chē)間進(jìn)行篩分，中小石(≥5mm)通過(guò)膠帶運(yùn)輸機(jī)返回新增制砂車(chē)間進(jìn)行堆存，砂(≤5mm)即可通過(guò)膠帶運(yùn)輸機(jī)進(jìn)入新增反濾料砂料堆。

4 運(yùn)行實(shí)踐

長(zhǎng)河壩水電站磨子溝人工骨料加工系統(tǒng)擴(kuò)容工程自2013年11月10日開(kāi)始施工，2014年2月7日完成設(shè)備安裝與調(diào)試，期間經(jīng)歷兩次系統(tǒng)停機(jī)改造，2014年2月8日正式投產(chǎn)運(yùn)行，運(yùn)行過(guò)程中多次對(duì)產(chǎn)能、質(zhì)量等方面進(jìn)行監(jiān)測(cè)，具體如下:

4.1 運(yùn)行以來(lái)多次進(jìn)行產(chǎn)能測(cè)試，得出擴(kuò)容平均產(chǎn)能見(jiàn)表3。

表3 擴(kuò)容后實(shí)際產(chǎn)能

4.2 設(shè)置脫水料堆以后，通過(guò)分區(qū)取料，進(jìn)入超細(xì)碎車(chē)間的中小石物料由之前的8.7%降低到3%左右，立軸破碎機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況較之前有很大改善，解決了電機(jī)轉(zhuǎn)子部位積料導(dǎo)致的電機(jī)發(fā)熱問(wèn)題，提升了設(shè)備的處理能力和運(yùn)行時(shí)間；設(shè)備通過(guò)量由之前的不足200t/h可以提升到擴(kuò)容后的將近300t/h，設(shè)備月平均運(yùn)行時(shí)間由之前的180h左右提升到擴(kuò)容后的360h左右；同時(shí)通過(guò)對(duì)立軸破碎機(jī)的出料進(jìn)行多次檢測(cè)，當(dāng)單電機(jī)電流為290A～330A時(shí)，進(jìn)料量為210t/h～220t/h，負(fù)荷率為61%左右，達(dá)到設(shè)計(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)工況，此時(shí)的平均產(chǎn)砂率為40%左右，比擴(kuò)容前提升約15%。

4.3 系統(tǒng)擴(kuò)容以后，連續(xù)運(yùn)行時(shí)間得到有效保證，月運(yùn)行時(shí)間達(dá)到設(shè)計(jì)運(yùn)行時(shí)間350h，解決了之前膠帶機(jī)超負(fù)荷導(dǎo)致的系統(tǒng)頻繁跳停問(wèn)題。

4.4 砂產(chǎn)能的提高不僅保證了反濾料砂和混凝土用砂產(chǎn)量供應(yīng)，同時(shí)解決了因反濾料砂和混凝土砂細(xì)度模數(shù)要求不同導(dǎo)致的運(yùn)行工況不好調(diào)節(jié)的問(wèn)題。根據(jù)擴(kuò)容工藝流程，中細(xì)碎車(chē)間、新增制砂車(chē)間及配套第二、四篩分車(chē)間主要用來(lái)生產(chǎn)反濾料用砂，細(xì)度模數(shù)達(dá)到3.2，能夠滿足反濾料用砂質(zhì)量要求。原超細(xì)碎車(chē)間、第三篩分車(chē)間及棒磨機(jī)車(chē)間用來(lái)生產(chǎn)混凝土用砂，通過(guò)棒磨機(jī)調(diào)節(jié)，細(xì)度模數(shù)能夠控制在2.6～2.8范圍內(nèi)，能夠滿足混凝土砂質(zhì)量要求。通過(guò)兩種砂分開(kāi)生產(chǎn)，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)運(yùn)行工況，同時(shí)更有利于生產(chǎn)質(zhì)量控制。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)踐檢驗(yàn)，擴(kuò)容改造在提升系統(tǒng)產(chǎn)能的同時(shí)，優(yōu)化了系統(tǒng)生產(chǎn)工藝，并且使系統(tǒng)內(nèi)多個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)形成開(kāi)路運(yùn)行，便于現(xiàn)場(chǎng)人員運(yùn)行維護(hù)，并且提升了細(xì)骨料的生產(chǎn)質(zhì)量。

長(zhǎng)河壩工程磨子溝人工骨料加工系統(tǒng)擴(kuò)容改造工程的成功應(yīng)用，對(duì)保證長(zhǎng)河壩電站總體工期發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。目前本系統(tǒng)仍然在大規(guī)模投入生產(chǎn)，并且運(yùn)轉(zhuǎn)工況與擴(kuò)容設(shè)計(jì)工況基本相符。

〔1〕水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)手冊(cè)——4輔助企業(yè).北京:中國(guó)水利水電出版社，2003.9.

TU528.41

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2095－1809(2016)05－0079－03

周北北(1987－)，男，河南周口人，助理工程師，從事水電工程施工技術(shù)管理工作。