《索风营水电站人工砂石骨料生产工艺的优化与探讨》由会员分享，可在线阅读，更多相关《索风营水电站人工砂石骨料生产工艺的优化与探讨（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1索风营水电站人工砂石骨料生产工艺的 优化与探讨摘要：简述了索风营水电站人工砂石骨料系统的设计规模、工艺流程、布置和设备配置；根据高 RCC 坝对砂细度模数、石粉含量、含水率等指标的特殊要求，针对石灰岩的特性，采用立轴式制砂机以破代磨半干式制砂工艺，结合粉砂、水回收利用与环保工程配套，消除粉尘大气污染，人为控制细度模数、石粉含量，分析半干法生产 RCC 人工砂的控制方法；探索了灰岩生产 RCC 人工砂的优化工艺。 关键词：水利工程施工 RCC 人工砂 工艺优化 砂 水回收 环境保护 索风营水电站 0 概述 索风营水电站位于贵州省修文与黔西县交界的乌江六广河段，电站装机容量 60MW，大坝的坝型
2、为 RCC 重力坝，最大坝高 115.8m。本工程主体及临建工程的混凝土总量约 116 万 m3，其中碾压混凝土(RCC)为65.85 万 m3, 常态混凝土 50.15 万 m3。混凝土的综合配比为大石 16.32%中石29.19%小石 22.4%砂 32.08%。根据施工总进度安排，砂石系统建成后共需加工砂石成品料约 254.1 万 t，其中大石 41.48 万 t中石 74.18 万 t小石 56.92 万 t砂81.52 万 t。加工砂石骨料的料源，有 26 万 m3 可利用工程开挖的渣料，尚有 98万 m3 需用石灰岩进行人工机械破碎，石灰岩取自距砂石系统附近的对穿岩料场。据施工进度
3、、混凝土浇筑强度曲线，本工程最大月混凝土浇筑强度为 11.24 万m3，故索风营水电站人工砂石骨料系统的生产能力按 11.24 万 m3 设计，能同时或独立生产常态砂、碾压砂及喷锚混凝土所需的各级配骨料，但考虑到各施工期2对骨料的不同需求，设有 6.4 万 m3 的成品储存量来调节骨料的生产与耗用的平衡。系统采用先进的中央控制和电视监控系统，主要加工设备采用了(法国产)国际最先进的石灰岩破碎设备及国内一流的筛分、脱水及分级设备，共安装有设备 69台套，装机容量 2800kW 该系统于 2001 年 9 月 26 日开工，2002 年 4 月 12 日联动试机投产成功，比合同工期提前了 16d。
4、1 系统生产工艺流程及布置 1.1 系统生产工艺流程 系统工艺流程见图 1，经平衡计算各车间的处理量见表 1。表 1 索风营水电站人工砂石骨料系统各车间的处理量项目或车间骨料直径/mm合计80804040202052.555骨料配比/%316.3229.1922.4032.09100成品料/t123220170242755粗碎车间处理量/t267257.4168.5125.513.318.34850中碎车间处理量/t941381864691555筛分(一)车间处理量/t9430731259108880细碎车间处理量/t523356201490筛分(二)车间处理量/t5451422839701.
5、2 破碎工艺及设备选型 破碎采用粗、中、细 3 段破碎，其中：粗碎采用开路；中、细碎采用与相应的筛分车间形成闭路循环生产工艺。6(1) 粗碎车间：设计生产能力为 850t/h。车间内设置 2 台 Nordberg 公司生产的NP1313 反击式破碎机，作者简介：王忠录(1964-)，男，贵州省贵阳市人，高级工程师，从事水利水电建设施工管理工作。 （该文已发表于贵州水力发电2004 年第 3 期）。并列运行，处理最大进料粒径为 750mm，单机破碎能力可达 470t/h。(2)中碎车间：主要处理预筛分后的粒径大于 80mm 和部分 4080mm 的石料，设计生产能力为 700 t/h。车间内设置
6、 2 台 Nordberg 公司生产的 NP1213 反击式破碎机，并列运行，其单机破碎能力可达 350400 t/h。图 1 索风营水电站人工砂石骨料系统工艺流程(3)细碎车间：主要处理筛分(二)车间后的粒径大于 5mm 和筛分(一)经脱水后的2.55mm 的石料，设计生产能力为 500t/h，车间内设置 2 台 Nordberg 公司生产的 VI400 制砂机，并列运行，其单机破碎能力可达 250300t/h，产砂率为 3035%。由于该机的产砂率偏低，砂的细度模数偏大(M=3.33.8)，为满足设计对砂的细度模数(M=2.22.9)的要求，又增设了 2 台 PL-8500 立式破碎机来处
7、理 VI400 制砂机经筛分处理后的回头料，其单机破碎能力可达 80160t/h，产砂率为50%65%。1.3 筛分工艺 筛分车间主要起筛洗及分级作用，分预筛分、筛分(一)、筛分(二)等车间。(1) 预筛分车间：设计生产能力为 850t/h，车间内设 2 台 2YRK1845 重型振动筛。7振动筛采用双层筛网，上层筛网孔为 75mm75mm，下层筛网孔为37.5mm37.5mm。对大于 80mm 的石料经梭槽进入中碎 NP1213 破碎；4080mm的石料由胶带输送机送入成品仓，小于 40mm 的全部石料进入圆筒洗石机(圆筒洗石机单机生产能力 230t/h，2 台并列运行)，洗去泥土及小于 2
8、mm 的石粉后，由胶带输送机送入筛分(一)车间；小于 2mm 的石粉经排水沟排入砂水回收系统，进行处理后再回收利用。(2) 筛分(一)车间：设计生产能力为 560t/h，车间内设 1 台 2YRK2460 圆振筛。圆振筛采用双层筛网，上层筛网孔为 37.5mm37.5mm，下层筛网孔为19mm19mm。其中 2040mm 和 205mm 的石料分别经胶带输送机送入成品仓；2.55mm 的全部石料经 ZKR1230 脱水筛处理后，由胶带输送机送入制砂转料仓；小于 2.5 的粉砂流入 1 号回收池处理后再利用。(3) 筛分(二)车间：设计生产能力为 700t/h，车间内设 1 台 3YRK2460
9、 圆振筛。圆振筛采用 3 层筛网，上层筛网孔为 37.5mm37.5mm，中层筛网孔为19mm19mm，下层筛网孔为 5mm5mm。筛分(二)主要承担中碎以后骨料的筛分。其中大于 40mm 的骨料返回预筛分车间；4020mm 及 205mm 的石料可经胶带输送机送入筛分(一)或转料仓；小于 5mm 的石料直接由胶带机送入砂筛分车间。(4) 砂筛分车间：设计生产能力为 500t/h，车间内设 4 台 2YRK2460 圆振筛(主要处理 2 台 VI400 制砂机生产的砂料)和 2 台 YRK2056 圆振筛(主要处理两台 PL-8500 生产的砂料)。PL-8500 生产的砂料含粉率可达 20%
10、以上，从而改善了 RCC用砂的石粉含量。1.4 设备配置 根据砂石料的特性和系统工艺流程计算后，系统主要设备的配置见表 2。81.5 系统布置 索风营水电站砂石骨料生产系统由储料场、粗碎车间、中碎车间、细碎车间、筛分车间、半成品料仓、转料仓、成品料仓及砂、水处理系统等组成。粗碎车间设在左岸进场公路旁的山坡上，2 台破碎机对称布置；半成品仓，上部设定点 Y 型架皮带机堆料，堆料高度为 27m，料仓长 75m，宽 65m，容量为 3.5 万m3；成品仓由大石仓、中石仓、小石仓、2 个砂仓组成，宽 50m，长 265m，总容量6.81 万 m3。生产中经圆筒洗石机及脱水筛排放的小于 2mm 的砂、泥
11、污水，经四级砂、水回收处理系统后，粉砂经 2 台 4PS 砂泵回收至螺旋分级机脱水后直接掺入成品砂中，主要用于调整砂的细度模数；废水经三级处理后回收利用(设计回收 60%，实际回收达 90%)；污泥排放到污泥回收池，用挖掘机挖装运至弃渣场。 2 系统设计的优点与存在问题 系统建成投产后，首先配合索风营电站“建设绿色环保水电站，开发清洁能源”的目标，在污水排放及治理大气污染上做了很多工作，在石粉回收及废水处理的回收利用方面都取得了较为明显效果。表 2 系统主要设备选型与配置设备名称规格型号铭牌产量/(th-1)9设计产量/(th-1)数量/台进料粒径/mm功率/kW反击式破碎机NP1313470
12、8502750200给料筛B13-56-2V500850207501110槽式给料机900210070270180603007.5电子吸铁器PCDC-1012.2圆振筛2YKR184550085023001130圆筒洗石机TX183623033024075反击式破碎机NP1213400700280300200脱水筛ZKR12307050122.54*2圆振筛3YRK2460280880700108045立式破碎机VI40030050022.560400圆振筛2YRK246013280500130424037立式破碎机PL-85009016010022.540200圆振筛YRK205215035
13、0130204018刮泥机14SFJ-16/28060202.511砂泵4PS250250202.545螺旋分级机FG-1510075202.51515脱水筛ZKR144515010002.57.5*2电磁振动给料机ZG8200802自动识别电子皮带称100085011608022003 年 7 月至 12 月主体工程需用骨料 7.7 万 m3，为了满足 RCC 对用砂的要求而进行了工艺改进和调整，解决了砂的细度模数及石粉含量问题。2004 年 1 月至 4 月主体工程需用骨料 21.6 万 m3，工艺改进主要解决了细度模数的稳定性及提高石粉含量问题。2.1 关于粗碎、中碎、预筛分设备选型及工
14、艺改进 (1) 在粗碎、中碎设备的选型上，根据石灰岩强度不高、易碎的特性，所选用的NP1313、NP1213 反击式破碎机具有破碎比大，产品粒形好，能耗低等特点。粗碎设计单机生产能力为 470t/h，但在破碎机开口为 18cm 时的实际生产能力可达760t/h，达到了设计总产量的 89%；中碎设计单机生产能力为 350t/h，但在破碎机开口为 6cm 时的实际生产能力可达 480t/h，达到了设计总生产能力的 73%，说明本系统中粗碎、中碎在设备配置上富裕过大。因此，只要粗碎、中碎处理的设计生产能力不超过 1500t/h，仍以采用 2 台设备较为合理。(2) 原设计中在棒条给料机下设有 YKR
15、1022 圆振筛，将小 20mm 的骨料送入TX1530 圆筒洗石机处理后再经 1 号皮带进入半成品料仓。但在毛料含泥量较高时，受圆筒洗石机处理能力的限制，使处理后的污水排放造成了污染，环保费用较高，故应该用皮带机输送出去作弃料处理，可大大降低下一工序的处理难度，这既能满足环保要求，同时也可降低运行成本。(3) 本系统的中碎设备配置虽有富裕，但经预筛分进入的梭槽坡度(35)偏小，影响堆料而造成中碎产量偏低，为此增设了附着式振捣器。对大于 80mm 骨料的梭槽坡度应改为 3842。(4) 预筛分中小于 40 mm 骨料直接进 TX1836 圆筒洗石机，冲洗后大于 2mm 的骨料进入筛(一)再次冲
16、洗。虽然该设备洗石效果较好，但重点应解决好骨料的脱水17问题，若配合 FX 型螺旋分级机使用，则效果会更佳。2.2 关于制砂工艺及设备配套的探讨 目前，大多数投入运行的和正在建设中的水电站人工砂石生产系统的制砂工艺，均沿用 20 世纪 60 至 70 年代的棒磨机制砂工艺，仅在部分大型水电工程中采用国外先进的制砂设备。国外先进的制砂设备虽然生产强度高，但生产出来的砂的细度模数偏大(较粗)，仍需采用棒磨机或其他办法进行补充，且有生产成本增加、细砂流失量大、耗钢量大及对环境污染严重等问题。RCC 对骨料要求较高的问题是砂的细度模数、石粉含量及相对稳定的含水量，故人工砂石生产系统研究的重点是：一方面是如何使人工砂达到高含粉量(17%22%)、稳定的低含水率(6%以下)和波动小于 0.2 的细度模数(2.22.9)指标(高 RCC 坝中应用高石粉掺量，可降低水泥用量，从而降低水化热，改善 RCC 的泛浆弹塑性和可碾压性等综合
