倉壁對流式風道風冷調節料倉的設計與研究

孫 軍 漢, 溫 付 友

(中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610213)

1 研究背景

1.1 依托工程概述

瀾滄江烏弄龍水電站大壩混凝土拌和系統生產混凝土的總量約為116萬m3， 預冷混凝土的設計生產能力為218 m3/h。制冷系統容量為600萬kcal/h，其中預冷常態混凝土出機口溫度設計為12℃，預冷碾壓混凝土出機口溫度設計為13℃。

混凝土預冷措施為：骨料調節料倉一次風冷+攪拌樓料倉風冷粗骨料+低溫水，其中一次風冷調節料倉配置6個混凝土結構倉(大石、中石、小石各2個料倉)[1]，料倉自上而下一共分為三個區域：進料區、冷卻區、儲料區[2]。

1.2 混凝土預冷技術現狀

預冷混凝土生產常采用骨料預冷、加冰及冷水拌和，其中骨料預冷對混凝土的降溫效果最為顯著，而一次風冷尤為重要。在三峽工程成功采用“二次風冷”技術對骨料進行預冷生產7℃混凝土后，國內工程普遍采用風冷骨料技術，但目前骨料的風冷效率僅為60%左右[3]。在混凝土生產過程中，經常會出現骨料風冷不到位、骨料風冷效果有限的情況，為生產出合格的混凝土，達到溫控要求，則需增加制冷設備的開機數量，延長設備運行的時間，增大設備容量，進而導致制冷設備利用率降低，能源消耗嚴重，經濟投入增加。

1.3 倉壁對流式風道方案的提出

大型水電工程混凝土體積大，質量要求嚴格，溫度控制要求高，拌和系統制冷設備多，投資大，能源消耗嚴重，而風冷調節料倉的設計大多采用貫入式回風道、單進風道的結構形式，冷風從進風道吹向骨料，對周邊骨料進行冷卻，冷風呈以進回風道為終點的環線分布。然而，當骨料倉較大、生產強度高時，冷風不能將骨料吹到較遠處的料倉倉壁邊，且進風道為單風道，冷風不能形成對流，骨料風冷效果有限，冷卻區域需要加強而導致制冷設備運行時間加長，設備利用率降低，用電量加大，能源消耗嚴重，加大了經濟投入。

針對上述問題，項目部通過對風冷調節料倉進風道進行改進，設計出了一種倉壁對流式風道風冷調節料倉，使冷風對流循環，從而有利于對骨料全面的預冷、提高了設備的利用率和節能減排，更有利于經濟效益的提高。

2 倉壁對流式風道風冷調節料倉的設計

2.1 單風道風冷調節料倉的設計

目前應用較廣的為單風道風冷調節料倉，在冷風倉的側壁上分別開有進風口6和回風口5，在骨料倉底部設置了卸料口1，在冷風倉內壁進風口6和回風口5對應位置分別焊接基座4，在基座4上焊接配風窗架2，在配風窗架2上裝有百葉窗3以減少粉塵損失，配風窗架2和百葉窗3構成回風道，回風道橫向貫穿整個冷風倉，形成刺入式回風道[4]。

圖1 單風道風冷調節料倉示意圖

a.風冷調節料倉倉壁結構正視圖 b.風冷調節料倉倉壁結構側視圖

c.倉內冷風流線示意圖(a圖的俯視圖方向) d.倉內冷風流線示意圖(a圖的正視圖方向)1.進風口，2.回風口，3.基座，4.配風窗架，5.窗架百葉窗，6.上下風口蓋板，7.混凝土倉壁，8.倉壁風道，9.進風道，10.骨料冷卻區，11.百葉窗圖2 倉壁對流式風道風冷調節料倉示意圖

2.2 倉壁對流式風道風冷調節料倉的設計

倉壁對流式風道風冷調節料倉包括料倉側壁上的進風口、上下風口蓋板和百葉窗，在側壁進風口的上方開有回風口，進風口、回風口在對應料倉預留孔洞處通過預制埋件分別焊接基座，基座上焊接配風窗架，配風窗架上安裝窗架百葉窗[5]。通過對單風道風冷調節料倉進風道進行改進，改進了進風方式，采用循環對流式風道，改變了骨料倉內進風道向回風道的冷風流線，提高了風冷效率，增加了骨料的有效冷卻區域面積，減少了風冷死角區域，解決了目前預冷混凝土生產中冷卻骨料效果差、制冷系統配置較大、單位能耗過高的難題。相比現有單風道結構技術，骨料倉內冷卻區域更大，骨料冷透率更高，優化了冷風漏損情況，進而減少了冷損耗，進一步加強了骨料倉內的風冷效果，有利于對骨料進行全面的預冷，提高了制冷設備的利用率，達到了節能減排及提高溫控混凝土質量的效果。

筆者結合實例對倉壁對流式風道風冷調節料倉進行說明。

參見圖2，倉壁對流式風道風冷調節料倉包括料倉側壁上的進風口1、上下風口蓋板6和百葉窗11，在側壁進風口1的上方開有回風口2，進風口1、回風口2在對應料倉預留孔洞處通過預制埋件分別焊接基座3，在基座3上焊接配風窗架4，在配風窗架4上安裝窗架百葉窗5，形成貫入式進回風道。百葉窗11通過在倉壁內預埋焊接拼裝的上下風口蓋板6與混凝土倉壁7構成倉壁風道8，形成倉壁對流式進風道，以達到冷風對流的目的，改進了冷風流線，增大了骨料冷卻區10。

該設計著眼于提高骨料風冷效果，增設了兩個對流倉壁風道8、對流倉壁風道上下風口蓋板6、對流倉壁風道百葉窗11，并將對流倉壁風道8與進風道9連通，形成了一個整體式進風通道，從而使由進風口進入的冷風流轉形成冷風對流，改變了骨料倉內進風道向回風道的冷風流線。

2.3 倉壁對流式風道與單進風道的冷卻效果比較

通過對2017年4月～2018年10月兩個階段、共12個月的溫控混凝土生產運行實踐進行對比分析(倉壁對流風道與單進風道溫度對比情況見表1)得知：在同等耗時、氨壓機組生產能量相同、料倉儲量相等時進行料倉下料口骨料的溫度檢測，倉壁對流風道與單進風道相比，小石預冷降溫同比降低約1 ℃，中石預冷降溫同比降低約1 ℃～2 ℃，大石預冷降溫同比降低2 ℃～2.5 ℃。同比降溫曲線見圖3。

表1 倉壁對流風道與單進風道溫度對比表

圖3 同比降溫曲線圖

3 結 語

倉壁對流式風道風冷調節料倉能有效地提高風冷效率，增加骨料的有效冷卻區域面積，減少了風冷死角區域，有利于對骨料進行全面的預冷，提高了制冷設備的利用率，達到了節能減排及提高溫控混凝土質量的效果。研究表明：倉壁對流式進風道相比單進風道對提高骨料的風冷效果作用顯著。