黑河金盆水利枢纽砂石料系统工程——混凝土骨料生产的设备配置与产品级配平衡

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1、黑河金盆水利枢纽砂石料系统工程——混凝土骨料生产的设备配置与产品级配平衡

2、第1　摘要：对混凝土骨料生产系统设备的配备与产品级配平衡的关系作了简要的分析，以供类似工程参考。关键词：砂石料；设备配备；黑河金盆水利枢纽１概述一项大中型水利枢纽工程，混凝土骨料生产系统是不可缺少的组成部分。一般情况下，混凝土骨料生产系统的配置，是根据工程设计图纸的混凝土用量及各种混凝土的级配比例，计算出各种规格混凝土骨料的需用量，考虑到日最大强度及月最大强度，就可以初步确定系统设备的配置（一般是根据系统生产能力来配置）。

3、然而，设计中选定的系统加工能力及级配往往不能满足实际所需产品规格数量的要求，也不能保证生产运行的经济合理性，其主要原因是产品级配不平衡的问题所致。事实上产品的级配平衡直接影响着生产系统的产量、生产成本及经济效益，也就是说产品的级配平衡决定了系统设备的配置。现就西安市黑河枢纽工程砂石料筛分系统的产品级配平衡与系统设备的相互影响关系作如下分析。２简况西安市黑河枢纽大坝地处西安市周至县黑峪口，为粘土心墙土石坝。工程所需混凝土骨料均由黑河砂石料筛分厂提供，原料采用黑河河滩料（即河卵石）。３设计方案分析混

4、凝土骨料需用量统计如表１。根据施工组织设计施工进度安排，混凝土高峰年浇筑强度为１１万ｍ３，月平均浇筑强度１万ｍ３，需骨料１．２９万ｍ３（低气温天气影响一个月），据此确定系统生产能力。（１）月处理能力：从表中可看出５～２０ｍｍ石子需用量为１２．５９万ｍ３；２０～４０ｍｍ碎石量为１２．１４万ｍ３；大中小碎石需用量的比例为０．１∶１．０１∶１。仅从骨料总量来看设计的月强度、小时强度均能满足要求。在工艺流程的选择中，考虑黑河滩取料的特点及总成本分析，选择了全破碎加工方案（即不仅破碎成品料中最大粒径的多余

5、骨料，而且将天然料中的超径料全部破碎添入骨料的各级粒径组中，使其在数量上全部得到满足），其系统工艺流程图如图１。设备配置：①振动喂料机ＺＳＷ４２０×１１０，处理能力为７５～１５０ｔ/ｈ。②粗碎机ＰＥ５００×７５０；处理能力为４５．６～１００ｔ/ｈ；给料尺寸＜４２５ｍｍ，排料口宽度５０～１００ｍｍ。③振动筛３ＹＫＪ１４５０，处理能力为＜１５０ｔ/ｈ。④细碎机ＰＥ×２５０×１０００，处理能力为１６～５１ｔ/ｈ；给料尺寸＜２１０ｍｍ，排料口宽度２０～６０ｍｍ。⑤洗砂机ＦＧ／９０，处理能力３０～４８．６

6、ｔ/ｈ。上述配置，当时认为既满足了设计总量的要求，也满足了月、日最大强度的要求，因此，即按此方案实施运行。经过一段时间运行，发现该系统的设备配置造成了严重的骨料不平衡，使得大中石（２０～４０ｍｍ，４０～８０ｍｍ）产量很大，小石（５～２０ｍｍ）产量很低，为了满足工程小石（５～２０ｍｍ）用量要求，生产系统须加班加点运行，但这样一来又造成了大中石子产量的大量积压。结果是小得不够用，大的无处堆。现实问题摆在面前亟待解决。４生产方案确定针对生产过程中存在问题参考了大量资料，进行分析论证，根据设备的动态参数

7、找出了造成大、中石过量的原因，正是由于在设备配置时忽略了工程用料的级配平衡问题才出现这种情况。图２是破碎机的产量与排料口开度的关系。图２破碎机的产量与排料口开度的关系图从图中可以看出排料口宽度ｂ与产品粒径及产量有直接的关系，也就是说当排料口宽度一定时，产品粒径越小产量越低（粒度百分比值越小）。从这一角度分析，破碎机的处理能力是动态的，随着产品粒径变化而变化。前面谈到黑河工程用混凝土骨料大、中、小石的需求比例大致为０．１：１．０１：１，要满足总需求量的５０％（即成品获得率５％），很显然，若用月强度

8、、日强度处理能力来配置设备，而忽略级配平衡问题在实际生产中是不行的。另外，我们在调整破碎机排料口宽度时必须考虑整个系统的生产效益及经济合理性。若一味将排料口宽度调小使其粒径符合要求，此时产量很低，细碎循环次数增多，无形中增加了能耗，造成了大马拉小车的状况。同理，振动筛是生产系统中的咽喉，筛分的产品质量是否合格，产量能否达到要求与筛网面积和筛孔尺寸密切相关，筛网面积大，处理能力强，产品逊径率小（筛孔一定时）；反之亦然，当筛网面积一定时，筛孔也和产量及质量有关，筛孔越大处理能力越强，产品逊径率越小。

9、综上分析得知，选择系统设备配置，系统工艺流程除了要满足生产能力之外，更重要的是做好产品级配平衡分析，深入了解各类设备的动态性能，黑河筛分系统经过分析论证后，在原来配置基础上采取了两种改革方案：其一，在细碎环节中增设了一台反击式细碎机，以增加细碎量，将４０～８０ｍｍ大石回笼到细碎进料中，经过循环回路降低４０～８０ｍｍ大石产量，增加５～２０ｍｍ石子产量以确保各种规格骨料平衡生产，改善粒形减少骨料针片状。其二，增加５～２０ｍｍ的筛网面积，适当减小筛孔尺寸，以提高细骨料筛分量，减少细骨料的超径率（黑河质