通口水電站骨料加工系統設計和運行管理分析

王金奎　付勇明

[摘 要]通口水電站砂石料加工系統的原料是開采清林灣料場，該系統生產的各種級配的人工骨料供大壩和廠房使用，設計生產率高達300t/h，其中制砂100t/h，相應半成品的生產能力為350t/h。該大壩為碾壓混凝土大壩，在歷經2年多的生產和運行中，為大壩提供了足夠的骨料，同時積累了不少經驗。本文主要從該系統的工藝流程、系統布置、生產能力、運行管理等方面進行分析，以及對該加工系統的優越性和重要性，并在生產和運行當中出現的問題及相應改進方法進行了客觀分析。

[關鍵詞]砂石料加工系統；人工骨料；工藝流程；運行管理

[中圖分類號]X820.3 [文獻標識碼]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主要是用來生產各種級配的人工骨料，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水利水電第五工程局和中國水利水電第十工程局施工，其砂石骨料加工系統是由水電第五工程局負責設計、修建、生產。本骨料加工系統是開采青林彎料場作為原料，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，系統擔負著碾壓混凝土壩和廠房混凝土骨料的質量要求。人工骨料加工系統的工藝流程和系統布置比自然砂石料加工系統要復雜得多，因此在設計時要考慮到設備的性能、效率計算、閉路或開路生產，最主要的是人工骨料加工系統必須保證成品砂的生產量，在設計時進行了大量的計算和設備選型。該系統于2003年2月投產，歷經2年多的高強度施工，第一臺機組于2005年6月底發電，砂石料加工系統發揮了重要作用。該系統設計生產率高達300t/h，其中制砂100t/h，相應半成品的生產能力為350t/h。在2年多的實際生產過程中，積累了寶貴的經驗。

2 料源開采及質量要求

2.1 料源

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

2.2 主要開采工程量及質量要求

該料場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 工藝流程和系統布置分析

該系統是用清林灣料場開采的石料作原料經過粗碎、中細碎、篩分沖洗、制砂、脫水、堆存等流程生產混凝土骨料，系統的破碎車間和篩分車間生產流程設計各有特點。實際生產情況表明，系統最初的流程設計和布置基本合理成功的，但也出現過一些問題，承包商根據實際生產的具體情況和需要作了一些改善，生產系統最終的流程布置情況如下。

3.1 工藝流程

從上圖可看出，該系統有幾個破碎車間和篩分車間，粗碎車間為開路流程，中細碎車間為閉路流程，通過初篩、復篩、細篩將毛料全部加工成合格骨料。

系統充分考慮了砼對各種級配骨料的需求比例，在生產流程中通過分料漏斗控制分流比例以達到骨料生產的產需平衡。同時使用半成品料堆和制砂儲料料倉進行生產調節，這樣設計能充分發揮各部分的生產潛力，改善骨料級配，平衡生產，節約生產資源。

系統的粗碎車間將小于600mm的開采石料作為原料，原料進受料倉后經振動喂料機喂入顎式破碎機（PEF0912型，有一臺備用）進行破碎。在高峰期，可以采用兩套粗碎并聯運行。粗碎產品由輸送機送至半成品料堆堆存，半成品料堆的儲存量為4000 m3，料堆高度16m，在中細碎車間和篩分車間出現故障或沒運行時，粗碎車間可以先單獨加工生產優點，直到半成品料堆堆滿，確保后續生產有足夠料源，可提高系統的生產率。

中碎車間為閉路流程，平時只將半成品料中的80～150mm進行破碎，但在生產時容易出現大石骨料偏多，因此可以通過分料漏斗將80以上的骨料經輸送帶全部進入中碎反擊式破碎機（PFQ1212型）進行破碎，來調節系統平衡生產。

在生產粗骨料的同時將制砂原料堆作為制砂原料緩存，由于經粗碎和中碎系統破碎出來的人工骨料含砂量極少，因此在制砂系統布置了2臺沖擊式制砂機（PL-1000型）制砂，并配置篩分機（2YK2460型）進行篩分沖洗，篩出的粒徑>5mm的料送回制砂流程進行閉路循環；3mm～5mm的料經分料漏斗作為成品料或返回制砂機進行人工砂的細度模數調整，<3mm的砂水混合料進入洗砂機漂洗脫水。從沖擊式制砂機制砂設計參數來看，完全能滿足系統設計需要量，但在實際運行生產中跟設計值相差很大，于是請設計廠家到現場指導，其中主要原因是制砂機的進料量沒達到設計要求，可以從制砂機的電機電流量（運轉時）看出來，致使破碎循環次數過多，破碎后易增加細砂和石粉量被水帶走。其二是進入洗砂機水的流量過大將細砂和大量石粉沖走。其三是洗砂機蓄水容量比較小，給砂的沉淀時間太短，部分砂還來不及沉淀被水帶走。經過整改后，制砂稍有好轉，但還是不能達到系統設計要求，說明單靠反擊式制砂機制砂效率不高，經以往的經驗，必須配置棒磨機同時制砂才能滿足要求。因此通口水電站砂石加工系統中的制砂設備是不足的，雖然對工程的進度有一點的影響，但改進后滿足了要求。

3.2 系統布置

系統布置在靠江油—北川公路邊之壩軸線下游，占地20000m3，整個系統依地勢布置，主要分成三個臺階，成品料直接有輸送帶送入拌和系統料倉內，無需使用機械運輸。

根據系統流程分為：主要包括粗碎車間、半成品料倉、粗篩分、中碎車間、復篩分、制砂原料堆、制砂車間、細篩分、成品骨料料堆、沉淀池。

由于系統組建在山坡上，使用平臺面積受到限制，進料平臺與成品料倉落差較大，加上骨料加工系統與拌和系統穿插布置，致使系統布置復雜化，導致輸送帶和溜槽用量過大，但最終系統布置是合理的。整個系統電源控制由一個中央控制室全面控制，各破碎系統可以單獨運行，單獨檢修，單獨保養，其它部分照常運行，不會影響生產。

4 生產能力分析

根據施工總進度計劃，混凝土高峰澆筑強度45000m3/月，骨料系統設計生產能力為63000 m3/月，按每月工作25天，日生產能力為2352m3/d，高峰期每日三班生產，日生產15小時計算，小時產量為170m3/h，即：270t/h。因此成品骨料生產系統的生產能力按300t/h設計，其中制砂100t/h；那么，相應半成品的生產能力為350t/h就可以滿足要求，并有所富余。

然而，在實際運行中，生產能力滿足不了工程進度要求，生產骨料量少，特別是含砂量騙低，因此對系統進行兩次大的改造，第一次在主要是解決粗碎進料倉出料的問題，首先對兩臺粗碎的進料倉和該料倉出口的尺寸進行修改，同時減小粗碎鍔式破碎機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閉路流程內加工，提高了砂的生產能力。經過兩次改造，較成功解決了粗碎進料倉出料的問題，提高了粗中碎生產砂的含量，改造后基本解決了骨料平衡問題，提高成品砂的含量。

5 運行管理

系統運行25天/月，生產14小時/天，設備維護2小時/天，每天必須全面檢查、發現問題及時處理，包括所有設備、桁架、螺栓、皮帶、控制系統、篩網等等是否正常，細節性的很多，未處理完不能生產，避免其更嚴重的損害，同時維修質量也難以控制。設備維護必須派專業技術人員，還要通過專業培訓，一是能保證生產進度、二是能保證生產質量，否則難以保證整個工程質量和進度的要求。

6 結語

通口水電站的砂石骨料加工系統圓滿完成了任務，保證了水電站高強度的施工要求，滿足了水電站的質量要求。從設計、采購、安裝、運行、管理等都是每位需要去學習和探討的，不斷總結出新工藝、新方法、新管理辦法，使其更完善，以確保成本最低、質量最高、進度更快。砂石骨料加工系統專業性很強，需要更多專業性人員去研究和評論，讓砂石骨料加工系統發展得更遠、更先進。

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