青海黃河瑪爾擋水電站砂石加工系統工藝設計

摘 ?要：青海黃河瑪爾擋水電站砂石加工系統設計中采用“多破少磨、四段破碎、末級出成品”、半干法、風選分級選粉，全封閉骨料加工與機械除塵相結合等工藝，成功解決了在冬季寒冷結冰地區、環保要求較高條件下人工砂石骨料加工系統冬季生產的難題，廢水回收工藝解決了廢水處理達標和廢渣零排放的難題，實現了全流程環保。本文介紹了青海黃河瑪爾擋水電站砂石加工系統設計規模、工藝流程、設備選型及系統布置。

關鍵詞： 黃河瑪爾擋水電站;砂石加工系統;工藝設計

1 ?概況

瑪爾擋水電站位于青海省海南藏族自治州同德縣與果洛藏族自治州瑪沁縣交界處的黃河干流上，距果洛州瑪沁縣拉加鎮上游約5km，是龍羊峽以上黃河干流湖口～羊曲河段規劃實施的第十二個梯級水電站。電站正常蓄水位3275m，相應庫容14.82億m3，調節庫容2.415億m3，具有季調節能力，電站裝機容量為2200MW，多年平均發電量72.394億kw.h。工程規模為一等大（1）型工程。

砂石加工系統布置大壩下游黃河左岸瑪爾擋大橋下游側與旗中溝之間的場地上，占地面積大約為2.78萬m2。承擔引水發電及泄洪防空洞工程所需砂石骨料的生產任務，工程混凝土總量約為75.95萬m3，需成品砂石骨料大約167.09×104t，其中碎石102.51×104t，砂64.58×104t。

砂石加工系統設計處理規模450t/h，成品骨料生產能力為380t/h（其中：砂233.1t/h，骨料146.9t/h），滿足引水發電及泄洪防空洞工程高峰期月澆筑強度5萬m3混凝土所需要的粗細骨料。生產系統設備總裝機功率3389kw，系統最大用水量145t/h。料源來自工程開挖的洞渣料，石料巖性為變質砂巖與二長巖。

2 ?系統生產工藝

2.1 ?總體工藝方案

工藝流程設計按合理、可靠、可調、保證產品質量為原則，根據破碎的巖石巖質屬中等硬度、可加工性的特點以及所需生產的骨料級配要求，工藝流程設計為半干法生產、開路與閉路相結合，四段破碎、兩段篩分、立軸式沖擊破碎機制砂的生產工藝;四段破碎，即：粗碎、中碎、細碎以及超細碎。

2.2 ?工藝流程計算

根據工藝流程設計要求，砂石加工系統按滿足混凝土澆筑高峰時段的二級配、三級配混凝土用粗、細骨料的供料所需的生產能力配置，設計產品為40mm～80mm、20mm～40mm、5mm～20mm三種粗骨料和≤5mm的細骨料。

2.3 ?系統工藝

（1）粗碎車間

粗碎車間主要處理630～120mm的石料，其設計處理能力為350t/h。毛料采用自卸汽車從洞挖料中轉料場運至粗碎車間的受料坑，原石料進入粗破車間，經2臺ZSW110*490型棒條給料機篩分后，粒徑小于120mm石料由A1膠帶機運輸進入預篩分洗石車間，粒徑大于120mm的超徑石經2臺DHKS4230型顎式破碎機加工后由A4經A5膠帶機進入半成品堆場。

（2）預篩分洗石車間

預篩分洗石車間設計處理能力360t/h，運行中視毛料的含泥量狀況決定是否采用該車間，若毛料含泥量較少，則不啟用該車間，經棒條給料機篩分后粒徑小于120mm石料以及經顎式破碎機加工后的骨料均直接經A4、A5膠帶機運輸進入半成品料堆場。若毛料含泥量較多，則啟用預篩分洗石車間，小于120mm石料進入預篩洗石車間后，經1臺YKR1860振動篩進行篩分，篩孔尺寸為20mm，且振動篩上方加高壓水沖洗，其中粒徑大于20mm的物料直接經A2膠帶機上A3膠帶機，粒徑小于20mm的石料進入XLZ-1118洗石機進行水洗后一同上A3膠帶機，A3膠帶機上A5膠帶機與經顎式破碎機加工后的物料一同進入半成品料堆。洗石廢水經排水溝流入廢水處理系統處理。

（3）中碎車間

中碎車間設計處理能力為450t/h，主要處理0～180mm的石料。半成品料堆場下設卸料廊道，由3臺GZG100-150自同步慣性振動給料機供料，經B1膠帶機運輸進入中碎集料倉，中碎集料倉下設置一臺GZG125-175振動給料機向HPY400C（或CC400）型圓錐破碎機均勻給料，物料經破碎后，經B2、B3膠帶機運輸至第一篩分車間。

（4）第一篩分車間

第一篩分車間設計處理能力為720t/h，車間內配置3YKR2460型圓振篩2臺，它由3層篩面組成，第一層篩孔按80mm設置，大于80 mm的骨料由B4經B5膠帶機運輸進入細碎車間集料倉;第二層篩孔按40mm設置，40～80 mm的骨料經分料控制器分成兩路：一路向B7膠帶機供料，經YA1236沖洗篩沖洗后再經C6膠帶機輸送進入成品骨料堆場;另一路經由B4、B5膠帶機運輸進入細碎車間;第三層篩孔按20mm設置，20～40 mm的骨料經分料控制器分成兩路：一路向B6膠帶機供料，經YA1236沖洗篩沖洗后再經C5膠帶機輸送進入成品骨料堆場;另一路經由B4、B5膠帶機運輸進入細碎車間。粒徑≤20 mm骨料經由B8、B9膠帶機運輸進入第二篩分車間。

（5）細碎車間

細碎車間設計處理能力為280t/h，細碎車間主要處理大于20mm的石料。進入細碎車間集料倉的骨料由1臺GZG80-120型振動給料機進入HPY300（或CC300）型圓錐破碎機進行破碎加工后，由B2、B3膠帶機運輸進入第一篩分車間形成閉路循環。

（6）第二篩分車間

第二篩分車間設計處理能力為680t/h，采用干式篩分，配置2YKR2460型圓振篩2臺，它由兩層篩面組成，第一層篩孔篩孔按5mm設置，5～20 mm的骨料經分料控制器分成兩路：一路向B15膠帶機供料，經沖洗后再經另一分料控制器分成兩路：一路向B15膠帶機供料，經沖洗篩YA1236進行沖洗后經C2膠帶機進入成品骨料堆場，另一路經由B10、B11膠帶機運輸進入制砂調節料堆場;第二層篩孔篩孔按3mm設置，3～5 mm的骨料經分料控制器分成兩路：一路向B12膠帶機供料，經B14膠帶機運送進入選粉車間，經選粉機分級后再經C3、C4膠帶機輸送進入成品骨料堆場;另一路經由B10、B11膠帶機運輸進入制砂調節料堆場。粒徑≤3 mm骨料經B13膠帶機到B14膠帶機運送進入選粉車間，經選粉機分級后也經C3、C4輸送進入成品骨料堆場。

（7）超細碎車間

超細碎車間設計處理能力500t/h，制砂調節堆場下設卸料廊道，由3臺GZG80-100型自同步慣性振動給料器供料，經C1膠帶機運輸進入超細碎車間的2臺PLS-1000Ⅱ型立軸式沖擊破碎機，物料經破碎后經B9運輸進入第二篩分車間形成閉路循環。

（8）供排水系統

廢水處理系統由廢水收集渠、預沉濃縮池、反應沉淀池、清水池和加藥間等相關構筑物及設備組成，廢水處理規模為160m3/h，廢水處理過程包括初始預處理、二度處理及清水回收。2個預沉濃縮池為廢水初始預處理裝置，主要為去除廢水中的粗顆粒，將其懸浮物含量降低在500mg/L以下。廢水二度處理設備及設施為反應沉淀池、加藥裝置、清水池、加壓泵房及輸水管網和設備等。

3 ?設備的選型

根據各生產廠家提供的破碎曲線及類似系統生產的實驗數據和有關規范提供的混凝土的級配，工藝流程中各主要工藝節點的料流量，按滿足二、三級配混凝土所需骨料的要求，考慮破碎設備的負荷及篩分設備的效率等綜合因素進行設備的選型。青海黃河瑪爾擋水電站砂石加工系統主要設備配置為：粗碎車間配置2臺DHKS4230型顎式破碎機，2臺ZSW490×110型棒條振動給料機;中碎車間配置1臺HPY400C型圓錐破碎機，1臺GZG125-17型5振動給料機;細碎車間配置1臺HPY300型圓錐破碎機，1臺GZG80-120型振動給料機，超細碎車間配置2臺PLS-1000Ⅱ型立軸沖擊式破碎機;第一篩分車間配置2臺3YKR2460型圓振動篩;第二篩分車間配置2臺3YKR2460型圓振動篩。

4 ?系統布置

砂石加工系統布置黃河左岸瑪爾擋大橋下游側與旗中溝之間的場地上。按照來料加工、場內運輸、骨料堆存并充分利用地形高差合理布置。系統占地總面積約2.78萬m2。根據生產工藝流程，系統主要分為半成品加工、成品加工、成品堆存等工藝單元和與之配套的供水排水、廢水處理和供配電、控制系統以及輔助設施等。

5 ?結束語

由于料源以變質砂巖與二長巖為主，骨料針片狀的含量很容易超標，為此，在系統工藝設計時，采用全整形工藝，粗碎、中細碎設備均選用進口破碎機，可以較好地降低了產品的針片狀含量，并采用兩級篩分工藝進行連續級配調節，從而保證粗骨料針片狀含量指標和粗骨料連續級配滿足規范要求。系統工藝流程設計，綜合考慮了瑪爾擋水電站混凝土施工所需砂石骨料的各種要求，即要滿足高峰時段生產的不均勻性、持續性、高強度的需要，又考慮了低峰時段系統運行的經濟性，并且重點對系統長期運行的可靠性、安全性及經濟性在工藝設計和設備選用上給予了充分的考慮，確保產品的質量和供應量。

結合工程的特點，設計中采用“多破少磨、四段破碎、末級出成品”、半干法、風選分級選粉，全封閉骨料加工與機械除塵相結合等工藝，成功解決了在冬季寒冷結冰地區、環保要求較高條件下人工砂石骨料加工冬季生產的難題，實現了骨料生產的全流程環保，為類似工作環境條件下的砂石加工系統設計提供了可借鑒的成功經驗。

作者簡介：顧民（1970-3），女，北京市大興人，助理工程師，從事機電安裝施工管理工作。