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【实例】四川桐子林水电站金龙沟砂石料生产系统优化改造

发布时间:2015-7-14 13:32:49

  1 前言

  四川桐子林水电站金龙沟人工骨料生产系统(简称系统)于2010年3月建成投产,经过三个月的生产运行,发现系统存在下列问题:

  1)系统产能达不到设计要求,产品稳定性和设备运行可靠性差,故障率高,生产效率偏低;

  2)骨料级配不平衡,颗粒级配和连续不均衡;

  3)粗骨料进入储存竖井因跌落破碎造成出仓的粗骨料逊径超标、中径筛余量偏低;

  4)机制砂细度模数偏大,石粉含量低。

  分析存在问题的主要原因是系统生产工艺设计及加工设备的选型、设备配置不能满足原料岩石加工特性的要求。利用汛期进行优化改造。

  2 工程概述

  四川桐子林水电站金龙沟人工骨料生产系统的合同工作范围包括系统勘测设计、系统建设安装期施工、生产运行及料场开采等工作内容,主要承担桐子林水电站全部工程混凝土所需的骨料供应任务。

  本系统承担桐子林水电站全工程约178万m3混凝土所需砂石骨料生产任务,需生产成品粗骨料约290万t,细骨料约120万t。料源为原二滩大坝标的料场(即金龙山料场),料场岩性主要为正长岩,夹有少量玄武岩捕虏体,岩石平均抗压强度为212.4MPa。

  根据招标文件要求,系统产能必须满足混凝土浇筑高峰期月平均强度约6.65万m3的粗、细骨料供应,加工系统成品骨料生产能力约540 t/h,其中机制砂生产能力约160t/h,毛料处理能力约670 t/h。

  本系统按生产四级配混凝土骨料的要求设计。各级配组成及供应量见下表2-1。

  表2-1 成品骨料供应量及级配组成

  3优化改造系统工艺流程及设备选型

  为提高系统的生产性能稳定性和运行效率,保证成品砂石骨料产量、出仓品质满足设计及规范要求。对作为生产原料的正长岩进行物理试验和化学分析,掌握了岩石非常坚硬夹有少量玄武岩及少许石英岩,岩石不易破碎加工且极易磨损设备;对系统的生产工艺、设备配置、设备选型等深入分析和研究。决定对系统的生产工艺及设备配置等进行优化,主要改造项目包括:

  (1)对生产系统的各车间加工设备及设施、加工工艺等进一步完善。

  (2)增加二次筛分系统,对出仓的粗骨料进行二次筛分,避免粗骨料进入存储竖井跌落破碎造成逊径超标。

  3.1 粗碎车间

  粗碎车间选用1台JM1312HD颚式破碎机和1台C100颚式破碎机作为粗碎设备,与其配套的喂料设备分别为1台HPF1560棒条式给料机和1台HF1345放矿给料机。

  3.2 预筛分车间

  预筛分车间配置1台3YKRH2460重型圆振动筛分机和1台2WCD762双螺旋洗泥机。半成品料由胶带输送机运至预筛分车间筛洗分级后,>150mm和部分80~150mm的碎石(可根据混凝土浇筑需要调节)进入中碎车间破碎,其余的80~150mm碎石直接进入成品骨料竖井,5~80mm碎石全部进入筛分调节料仓。<5mm细骨料则进入洗泥机进行清洗处理后送至成品砂仓。

  预筛分车间采用下层筛冲洗方式,既保证产品品质又达到节约用水的目标。

  3.3 中细碎车间

  中碎车间配置两台圆锥破碎机,型号分别为HP500-C和HP500-M,细碎车间配置两台型号分别为CH440-MF和PYH-3-C的圆锥破碎机,中细碎筛分设备为1台3YKR2460筛分机。在本次改造中,增加型号为1台YKR1845中碎检查筛分机一台,并增加中碎闭路循环胶带机。

  3.4 主筛分车间

  主筛分车间配置2台3YKR2460圆振动筛分机。筛分后,40~80mm骨料直接进入成品骨料竖井,盈余部分返回细碎车间进行再次破碎, 20~40mm和5~20mm骨料一部分输送到成品骨料竖井,盈余部分则送到超细碎及制砂车间。

  主筛分间车间配套的清洗设备为2台斗轮式洗砂机和1台QC3000刮砂机,处理筛分后<5mm的砂水混合骨料。

  3.5 超细碎及制砂车间

  超细碎及制砂车间配置2台B9100立轴冲击式破碎机和2台MBZ2136棒磨机及配套的2台斗轮式洗砂机。超细碎及制砂车间设置总容积约为3000m3给料仓。超细碎筛分车间配置2台2YKR2460振动筛,用于筛分立轴冲击式破碎机破碎后的骨料,采用半干法生产。

  石粉回收车间配置1套2SG48-120W-4A水力旋流器及2台污水处理机。

  3.6 二次筛分系统

  根据前期生产成品骨料检验试验结果分析,机制砂及5~20mm骨料受储存竖井跌落破碎影响非常小,产品出厂后各项质量指标满足规范要求。因此,机制砂及5~20mm骨料不需进行二次筛分,直接从储存竖井输送到二次筛分成品储存料仓,20mm以上各粒级粗骨料均经过二次筛分处理,将合格的成品料送至装车料仓。

  3.7 各主要车间设计流量

  根据所选定的系统工艺流程及设备配置,经级配平衡计算,各处理单元的骨料设计流量如下:

  (1)粗碎车间处理量:674.37t/h。

  (2)中碎车间处理量:约550t/h(已包括预筛分后全部40mm以上骨料)。

  (3)细碎车间处理量:147.74t/h(包括中碎处理后全部80mm以上骨料及筛分后40~80mm盈余骨料),再考虑各种因素级配不平衡调节时40~80mm骨料的回路量76.83t/h,合计细碎 大处理量224.57t/h。

  (4)超细碎及棒磨机制砂量136.44t/h,超细碎设计处理量400t/h。

  (5)预筛分:642.26 t/h ,主筛分:442.94t/h,超细碎筛分:400 t/h。

  (6)二次筛分系统设计处理量:500t/h。

  4.系统优化改造效果

  通过对系统的加工工艺流程进一步优化和完善,合理的设备选型和设备配置,四川桐子林水电站金龙沟人工骨料生产系统的优化改造取得良好的效果。

  1)优化后的生产工艺流程和合理的设备选型及设备配置,极大提高系统的运行稳定性、可靠性和生产效率,系统的产能≥550t/h,达到设计要求且完全能满足桐子林水电站混凝土工程施工需要。

  2)在中碎车间增加中碎闭路循环和检查筛,解决粗骨料级配不平衡问题,粗骨料颗粒级配连续性良好,产品各项指标均满足规范要求。

  3)在储存竖井出料口增加二次筛分系统,20~40mm及以上粒级的粗骨料均经过二次筛分,剔除<20mm不合格骨料,有效解决因粗骨料进入储存竖井从高处跌落二次破碎造成逊径超标的问题。

  4)将筛、洗工序流失的石粉进行回收并均匀掺入机制砂中,解决机制砂细度模数偏高、粒级不均衡等问题,系统产出的机制砂细度模数为2.56~2.78可调,满足混凝土工程对机制砂品质的要求。

  5.结语

  在混凝土工程中,砂石骨料的品质是混凝土质量的决定性因素,除岩石抗压强度等自然因素外,砂石骨料的粒形和颗粒级配的均衡、连续性等指标是影响混凝土质量的重要因素,优良粒形和均衡的颗粒级配的砂石骨料能提高混凝土的质量,降低混凝土制备成本。对于砂石料加工系统而言,、合理、完善的加工工艺是生产优质砂石骨料的基础,而针对原料岩石的特性和加工工艺要求选择合理的破碎设备型号和合理的设备配置以及先进的生产管理方法是生产优质砂石骨料的保证。


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