CCS電站廠房拌合樓冷水機(jī)組的改造

郝波

（中國水利水電第十四工程局有限公司，云南昆明650041）

CCS電站廠房拌合樓冷水機(jī)組的改造

郝波

（中國水利水電第十四工程局有限公司，云南昆明650041）

CCS電站廠房拌合樓冷水機(jī)組改造成功實(shí)行對(duì)廠房施工順利進(jìn)行起到一定的推動(dòng)作用，本文對(duì)其原理及改造過程進(jìn)行了簡析。

冷水機(jī)組；改造；調(diào)試；運(yùn)行

1　概述

科卡科多辛克雷電站（簡稱CCS電站）廠房施工區(qū)布置有一座90站拌合樓用以供應(yīng)地下廠房、尾水洞、出線場、高位水池及業(yè)主營地等部位混凝土澆筑施工。整個(gè)廠房施工區(qū)混凝土使用量超過25萬m3，是除首部施工區(qū)之外的又一混凝土使用大戶。施工現(xiàn)場海拔630 m左右，平均氣溫高達(dá)28℃，給施工生產(chǎn)造成了很大困擾。由于室外氣溫高，且當(dāng)?shù)刭徺I的水泥溫度也高，使現(xiàn)場成品混凝土溫度超過規(guī)范規(guī)定的25℃而無法使用在主體結(jié)構(gòu)工程上，由此購買一套冷水機(jī)組生產(chǎn)冷卻水供應(yīng)拌合樓施工生產(chǎn)，保證混凝土質(zhì)量滿足使用要求。

2　冷水機(jī)組的工作原理

廠房拌合樓使用的冷水機(jī)組是降幕式冷水機(jī)組，主要由輸水管路、降幕式板片降溫系統(tǒng)、水箱、電路系統(tǒng)等組成。

基本原理：溫水（25℃）經(jīng)過特殊的降幕式冷水蒸發(fā)器處理成要求的冷水（≤4℃），流到保溫水箱內(nèi)儲(chǔ)存。水的降溫系統(tǒng)即為降幕式板片降溫系統(tǒng)。為了保證出水溫度為1～3℃臨界溫度的冰水，制冷系統(tǒng)蒸發(fā)溫度必須低于水的凝固臨界溫度，但蒸發(fā)水的溫度低于水的凝固溫度，蒸發(fā)器容易結(jié)冰，所以板片間隙較寬，防止結(jié)冰膨脹，凍壞蒸發(fā)器。蒸發(fā)器利用板片表面冷水降幕流動(dòng)對(duì)流，加強(qiáng)水的換熱效果，快速降溫。

具體制冷工藝：常溫水由進(jìn)水管線進(jìn)入交換水箱并經(jīng)不同的循環(huán)管線進(jìn)入降幕式板片降溫系統(tǒng)，通過制冷板片制冷后再次流到交換水箱，由交換水箱進(jìn)入冷水儲(chǔ)存箱；同時(shí)冷水儲(chǔ)存箱中多余的冷卻水又經(jīng)由進(jìn)水管線進(jìn)入交換水箱再次進(jìn)行制冷循環(huán)。

3　冷水機(jī)組的改造

冷水機(jī)組安裝完成后經(jīng)調(diào)試運(yùn)行，效果并不理想，經(jīng)循環(huán)制冷后的冷卻水溫度基本維持在7～8℃左右，以此溫度的冷卻水供應(yīng)拌合樓拌制混凝土無法達(dá)到施工質(zhì)量要求（混凝土出廠溫度高于25℃，中午時(shí)間混凝土出廠溫度更高）。對(duì)冷水機(jī)組的結(jié)構(gòu)及制冷環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，基本有兩點(diǎn)：

（1）廠家提供的冷水儲(chǔ)存箱體積大（經(jīng)測算理論值達(dá)到30 m3以上），降幕式板片降溫系統(tǒng)內(nèi)部管線直徑較小，為了制冷需要制冷板片上的過水槽很小（常溫水緩慢流經(jīng)制冷板片才能很好起到制冷效果），冷水循環(huán)過程較慢，特別是剛開機(jī)時(shí)系統(tǒng)不會(huì)循環(huán)工作，也不會(huì)供應(yīng)成品冷水，只有冷水儲(chǔ)存箱儲(chǔ)存水達(dá)到一定量以后才會(huì)開始進(jìn)行循環(huán)工作，這使得冷卻水循環(huán)制冷過程加長，在循環(huán)過程中冷水溫度升高，成品冷卻水無法滿足使用要求。

（2）室外溫度高，冷水箱表面積大，冷卻水在冷水儲(chǔ)存箱中由于與外界產(chǎn)生較多熱量交換，冷卻水溫度升高，使成品冷卻水水溫增加。

此外，冷卻水溫度達(dá)不到規(guī)定要求，自動(dòng)溫控開關(guān)不會(huì)叫停系統(tǒng)，冷水機(jī)組還會(huì)繼續(xù)運(yùn)行，循環(huán)制冷過程加長，造成很大的資源浪費(fèi)。

由此根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況對(duì)冷水機(jī)組進(jìn)行改造，降低冷水機(jī)組輸出冷卻水溫度，提高生產(chǎn)效率，保證施工生產(chǎn)。

冷水機(jī)組改造主要有以下幾點(diǎn)：

（1）停用廠家提供的冷水儲(chǔ)存箱，現(xiàn)場下料制作一個(gè)長2 m、寬2 m、高度2.5 m的冷水儲(chǔ)存箱，新冷水儲(chǔ)存箱體積10 m3左右，比原來30 m3冷卻水儲(chǔ)存箱體積小很多，冷水機(jī)組生產(chǎn)的冷水可以很快裝滿水箱（水箱里的水一般有一半左右就不會(huì)影響冷水機(jī)組的運(yùn)行，也不會(huì)影響成品冷水供應(yīng)）。將冷水機(jī)組擺放到靠近冷水機(jī)組交換水箱的位置，外部循環(huán)系統(tǒng)只需要設(shè)置3趟管線即可完成工作任務(wù)，一條進(jìn)水管線、一條回水管線和一條送水管線，冷卻水經(jīng)由進(jìn)水管線進(jìn)入新冷水儲(chǔ)存箱，一部分供應(yīng)到拌合樓進(jìn)行混凝土施工生產(chǎn)，另一部分經(jīng)由出水管線進(jìn)入交換水箱重新進(jìn)行循環(huán)制冷。

（2）選用20 mm厚的專用保溫板將水箱、外部循環(huán)管路及成品冷水輸送管路密封包裹，并使用鉛絲等物件捆扎牢固，一方面，防止陽光直射使儲(chǔ)存水箱、管路及其內(nèi)部冷卻水溫度升高，另一方面，保溫板本身具有隔絕熱量交換的功能，可以有效降低內(nèi)部冷卻水與外界熱量交換，保證冷卻水在循環(huán)輸送過程中不會(huì)出現(xiàn)升溫現(xiàn)象。

（3）新增加的冷水儲(chǔ)存箱只有進(jìn)水、回水管等，沒有相應(yīng)的配套設(shè)備，無法進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)、運(yùn)行，且無法進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。所以冷水儲(chǔ)存箱安裝就位后，在其中安裝一個(gè)溫控感應(yīng)裝置，此裝置與冷水機(jī)組系統(tǒng)聯(lián)通、與外部水泵聯(lián)通，當(dāng)冷水儲(chǔ)存箱中冷水溫度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)（即1～3℃）時(shí)水泵才可以工作，將成品冷水輸送到拌合系統(tǒng)使用；一旦冷水儲(chǔ)存箱中冷水溫度高于3℃，冷水則經(jīng)回水管路回到交換水箱繼續(xù)進(jìn)行制冷作業(yè)，循環(huán)制冷作業(yè)會(huì)一直進(jìn)行，直到成品冷水達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)。此外還在冷水儲(chǔ)存箱中裝有一個(gè)液位控制器，功能主要是控制儲(chǔ)存箱中儲(chǔ)存水的體積，當(dāng)拌合樓在一定時(shí)間需要的成品冷水量小于冷水機(jī)組制造冷水量時(shí)，通過液位傳感器使冷卻水回流入交換水箱，與此同時(shí)制冷循環(huán)逐步減弱直至停止（冷水機(jī)組停止運(yùn)行）。

冷水儲(chǔ)存箱在底部還設(shè)有一個(gè)排水口，一旦設(shè)備出現(xiàn)異常，可以打開排水口排除已制造的冷卻水，冷卻水排完后再關(guān)閉排水口進(jìn)行設(shè)備檢修。

4　實(shí)際應(yīng)用

4.1設(shè)備改造安裝

初期準(zhǔn)備材料、制作冷水儲(chǔ)存箱，前期工作完成后現(xiàn)場安裝，確定儲(chǔ)存箱擺放位置，包括朝向、高度等；根據(jù)不同功能用途布設(shè)管線，要求管線盡可能短，符合工藝、美觀等要求；根據(jù)管線布設(shè)實(shí)際情況對(duì)冷水儲(chǔ)存箱進(jìn)行開孔作業(yè)并焊接；安裝電氣相關(guān)設(shè)備，要求重要、復(fù)雜、專有線路標(biāo)明，方便檢修。

4.2調(diào)試

調(diào)試工作在電氣安裝、機(jī)械安裝及操作等相關(guān)人員配合下進(jìn)行。

調(diào)試前檢查：①檢查管路，進(jìn)水、回水、送水等管路規(guī)格、連接方式是否正確；②水泵等外部設(shè)備能否運(yùn)轉(zhuǎn)，方向是否正確，需遮蓋防護(hù)是否到位；③復(fù)查感應(yīng)裝置、電纜等電氣設(shè)備是否完好；④向儲(chǔ)存箱中注水，檢查其密封性。

進(jìn)行調(diào)試：①接通電源，對(duì)單個(gè)電氣設(shè)備進(jìn)行單獨(dú)運(yùn)行，特別是溫控感應(yīng)裝置和液位控制裝置需要進(jìn)行多次單獨(dú)運(yùn)行、調(diào)試檢查，保證靈敏度等滿足要求；②冷水機(jī)組制冷功能不開啟，通過進(jìn)水管向交換水箱內(nèi)注入常溫水，開啟手動(dòng)閘閥使常溫水在冷水儲(chǔ)存箱、進(jìn)水管路、出水管路、送水管路之間進(jìn)行流動(dòng)，要求流動(dòng)順暢、無泄漏等問題；③打開冷水機(jī)組制冷功能并通過輸水管線輸入常溫水，整套設(shè)備進(jìn)行正常制冷操作，在拌合樓底下輸送冷水管線處檢查成品冷水溫度，達(dá)標(biāo)后進(jìn)行單盤混凝土拌制，檢查拌制混凝土溫度是否達(dá)標(biāo)。

通過調(diào)試運(yùn)行確定改造后的冷水機(jī)組輸送成品冷水溫度達(dá)到使用要求，設(shè)備可以正常運(yùn)行使用。

4.3運(yùn)行

冷水機(jī)組運(yùn)行較為簡單，拌制前幾分鐘打開冷水機(jī)組進(jìn)行制冷加工作業(yè)，操作室查看顯示燈，滿足要求后即可進(jìn)行混凝土拌制。運(yùn)行過程中設(shè)備故障維修主要涉及電氣方面，由于經(jīng)常下雨，空氣潮濕，電氣設(shè)備容易形成短路造成損壞，拌合樓靠近砂石系統(tǒng)，粉塵很大，長時(shí)間會(huì)影響設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，所以定期需對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查維護(hù)。

5　成果總結(jié)

施工現(xiàn)場地形、溫度、濕度、海拔等客觀條件限制造成購進(jìn)設(shè)備不能滿足使用要求的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，為此必須對(duì)設(shè)備進(jìn)行局部改造，從而滿足使用要求，改造可以盡量使用現(xiàn)場材料，以節(jié)約成本為努力方向。

CCS電站廠房拌合樓冷水機(jī)組改造就是利用現(xiàn)場已有設(shè)備及條件進(jìn)行局部改造的一個(gè)典型例子。冷水機(jī)組運(yùn)行結(jié)果顯示，設(shè)備改造后輸出冷水溫度達(dá)到2℃左右，利用成品冷水拌制混凝土溫度低于25℃，滿足質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。冷水機(jī)組改造順利完成不但推動(dòng)電站施工順利進(jìn)行，也為以后此類項(xiàng)目積累一定的經(jīng)驗(yàn)。

TV53+9

B

1672-5387（2016）09-0057-02

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.09.019

2016-04-15

郝波（1986-），男，助理工程師，從事水利水電工程砂石拌合系統(tǒng)及金接制安技術(shù)管理工作。