某水利枢纽混凝土人工骨料加工系统设计与选型(word-2003)

某水利枢纽混凝土人工骨料加工系统设计与选型党军宏（中国水电建设集团十五工程局有限公司）摘要：花岗岩人工混凝土骨料加工系统设计、流程计算、设备选型。关键词：花岗岩人工骨料加工系统设计设备选型1、工程简介该水利枢纽水库总库容为7.1亿m3，调节库容6.5亿m3，坝后供水系统设计抽水流量为18m3/s。可逆机组装机功率24MW，常规机组装机容量为40MW，引水设计最大流量70m3/s，下游生态放水设计流量2.71m3/s。枢纽主要由大坝、坝身泄洪放空系统、供水系统和连接洞等组成。右岸供水系统厂房距离拱坝约120m。拱坝坝体设计采用抛物线变厚度碾压混凝土双曲拱坝。大坝坝顶高程为646.0m，坝基高程501.0m，最大坝高145.0m。坝顶宽9.0m，坝底厚40.0m，混凝土总量135万m3。高峰期强度7.9万m3/月，其中碾压高峰混凝土强度5.8万m3/月，常态混凝土强度2.1万m3/月，高峰期持续4个月。2、生产系统设计2.1、生产规模计算1)混凝土高峰月浇筑强度Qmc=7.9×104m3/月2)成品砂石料的月需用量Q1=QmcA=7.9×2.2=17.38×104t/月。式中：A为每立米混凝土的骨料用量，取2.2t/m3。3)考虑损耗后设计处理能力Qm=Q1/η=17.38/0.85=20.447×104t/月。式中：η---产品综合加工成品率，取85%4)小时设计处理能力Qh=Qmk/(MN)=20.447×104×1.1/(25×14)=650t/h。式中：k---料场供料不均衡系数，M---月工作日数，N----日工作小时数2.2、工艺流程计算1）工艺流程计划由于本工程料源为花岗岩，属于硬料，故方案采用三段破碎：一段粗碎颚破、二段中碎圆锥、三段细碎冲击破。一段粗碎开路，中碎圆锥破碎和第一筛分车间局部闭路循环，超细碎立轴冲击破碎和第二筛分构成闭路循环。2）工艺流程计算表1工艺流程计算表编号流程砂石粒径\mm＞150150-8080-4040-2020-5＜51混凝土要求砂石级配0.000.0015.5727.0025.0232.411002砂石生产成品率／％0.950.950.950.703实际生产需用比例16.3928.4226.3446.30117.454砂石生产综合级配13.9524.2022.4239.421005爆破后各级配75.005.006.004.008.002.00100参考值6粗碎进料产品粒度75.005.00807粗碎C110样本级配(E=150)20.0040.0019.009.0010.002.001008粗碎破碎后产品粒度分配16.0032.0015.207.208.001.60809中碎进料产品粒度16.0032.0021.2011.2016.003.6010010GP300S样本级配(E=38)37.0035.0022.006.0010011中碎破碎后产品粒度分配37.0035.0022.006.0010012成品料进入料堆13.9524.2038.1513平衡后23.0510.8033.8514中碎进料产品粒度23.0523.0515GP300S样本级配(E=38)37.0035.0022.006.0010016中碎破碎后产品粒度分配8.538.075.071.3823.0517中碎进料产品粒度8.538.5318-25。。。。。。闭路循环中碎破碎后产品粒度分配0.430.410.260.071.1726中碎累计破碎后产品粒度分配12.718.042.3023.0527中碎后各级料合计23.5130.048.3061.8528成品料进入料堆22.428.3030.7229B9100进料前产品粒度分配23.517.6231.1230B9100产品粒度分配16.2045.8038.0010031B9100破碎后产品粒度分配5.0414.2511.8331.1232成品料进入料堆11.8311.8333B9100进料前产品粒度分配5.0414.2519.3034B9100产品粒度分配16.2045.8038.0010035B9100破碎后产品粒度分配3.138.847.3319.3036成品料进入料堆7.337.3337-64。。。。。。闭路循环成品料进入料堆0.260.2665合计13.9524.2022.4239.42100.003、各车间处理能力统计表2各车间处理量计算表编号项目计算量备注1高峰成品砂石料需用量/t2.2×79000=1738002考虑损耗后砂石生产量/t173800÷0.85=20447063高峰系统小时处理量/(t/h)2044706×1.1÷25÷14=6434粗碎车间处理量/（t/h）650高峰系统处理量5中细碎车间处理量/（t/h）650×1.4133=920考虑大石超径5%后1+0.3633+0.05=1.41336第一筛分车间处理量/（t/h）9207超细碎车间处理量/（t/h）650×0.8088=52531.12%+19.3%+11.96%+7.2%+4.6%+2.80%+1.77%+1.1%+0.68%+0.42%=80.88%8第二筛分车间处理量/（t/h）650×（0.6185-0.2351+0.8088）=650×1.1526=7504、工艺设备的选择1）粗碎设备的选择粗碎设备的选择与料场开采运输密切相关，根据柳木沟人工骨料系统场地高差小、总体布置紧凑的特点，粗碎的设备选颚式破碎机。颚式破碎机结构简单、工作可靠、自身质量较小、外形尺寸小、配置高度低、进料口尺寸大、排料口尺寸可以调整，因此，选用颚式破碎机比较合适。2）中碎设备的选择由于粒径为0～225mm的物料全部进入中碎机，因此中碎设备的选择主要是以选择能满足破碎后各级粒形好，针、片状含量小的设备类型为主。中碎设备可以选择反击破碎机，也可以选择圆锥破碎机。圆锥破碎机适合大型筛分系统使用，圆锥破中又可选择HP型、S型及GP型。HP型液压圆锥破碎机和反击式破碎机有较高的破碎比，产品粒形好，可以满足骨料整形。根据其他工程对比经验，本工程计划选用GP型圆锥破。3）制砂工艺人工砂生产是砂石骨料生产中技术含量最高、难度最大的环节。目前常用的制砂工艺设备主要有棒磨机和破碎机两种。棒磨机是传统的制砂设备，国内应用较多；破碎机制砂的理念是以破代磨，目前国际上发展较快，应用的也越来越多。单独采用棒磨机制砂的工艺，其各项技术指标在目前各种制砂设备中为最优，但成本高；若单独采用立轴冲击破碎机制砂则成本低，但砂粒都偏粗(各种类型的立轴破碎机生产的5mm砂粒的细度模数均在3．1～3．4之间)。整形制砂车间设备选用立轴式破碎机。立轴式破碎机在其他水电站人工砂石料工程中已经得到了成功的应用，多次生产性工艺试验证明B9100的产品粒形非常好。成品砂石粉含量控制根据多个砂石系统的运行经验和对不同岩石制砂试验的总结，通过筛分冲洗及螺旋分级机分级后，部分细砂和石粉流失，不能满足要求。为保证成品砂石料的石粉含量，专门设计了石粉回收车间(或称细砂回收车间)。螺旋分级机废水中带走的石粉通过沉淀池沉淀，用砂泵集流，再通过旋流脱水装置脱水后，用胶带机送往砂仓。本系统此次规划两种成品砂，既免水洗的碾压砂，和水洗常态砂。在制砂加工过程中可以同时生产免洗和水洗砂，并且同时输送至料堆进行掺合，用于控制成品砂的石粉含量，以满足混凝土配合比要求。水洗成品砂脱水工艺根据水电站人工砂石系统的运行经验，系统成品砂采用直线振动筛脱水工艺，成品砂的含水率可完全控制在6％以下。为确保水洗成品砂含水率不超标，对脱水比较困难的石粉，采用FMVSm型复合振动筛进行石粉脱水处理。5、主要设备选型与配置1）粗碎设备根据粗碎车间处理量为650t/h的要求，由于石料场爆破料粒径小于80mm的石料占有约20％，这部分石料可直接通过给料机，故破碎机的实际需求处理量为520t/h，粗碎首选2台美卓C110型鄂式破碎机(单机处理能力为255-330t/h，排料0-150mm)，这种类型的破碎机最大进料粒径可达到800mm。2）中碎设备中碎车间处理量为920t/h，选用3台美卓GP300S圆锥破碎机，单机处理能力为450-500t/h，该设备产量高、给料粒径范围大、性能稳定，破碎后的产品粒形好，针、片状含量极少。3）整形和制砂设备立轴式破碎车间处理量为525t/h，选用2台美卓B9100破碎机，该设备单机通过能力为360t/h，该设备性能优越，产品粒形好。4）筛分与脱水设备第一筛分处理量为920t/h，选用2台3YK2460圆振动筛单台处理能力170-880t/h，第二筛分处理量为750t/h，选用2台2YK2460圆振动筛；成品砂脱水选用ZKR1836直线筛，单机处理能力为250t/h；细砂脱水设备选用NZ-6型旋流器组及FMVSm2030复合振动筛脱水回收石粉。6、各车间设备及参数表3主要设备表部位名称规格型号铭牌产量（t/h）功率（kW/台）数量粗碎车间振动喂料机ZSW600×150150-700372台振动给料机GZG110345046台颚式破碎机C110370-4801602台圆振动筛YK1854113-600221台皮带输送机B1C～B8C-19条卸料小车B=10001台中碎车间液压圆锥破碎机GP300S450-5002503台皮带机输送机BZ9、BZ10、BZ163条除尘器PPC-64-426800m3/h1台除铁器RCDC-832台中细碎车间液压圆锥破碎机GP300S450-5002503台皮带机输送机BZ9、BZ10、BZ163条除尘器PPC-64-426800m3/h1台除铁器RCDC-832台第一筛分车间圆振动筛3YK2460172-880452台直线振动筛ZKR183613-250152台除尘器PPC-64-426800m3/h1台皮带输送机B11S～B15SB17S\B18SB27L\B28L9条第二筛分车间圆振动筛2YK2460172-880372台直线振动筛ZKR183613-250153台螺旋洗砂机WCD1118100-175152台除尘器PPC-64-426800m3/h1台皮带输送机B19S～B21SB29L～B32LB31-1L\B32-1L\B34L10条超细碎车间立轴冲击破碎机B9100263-5543702台皮带机输送机B22X～B26X5条除尘器PPC-64-426800m3/h1台除铁器RCDC-631台振动给料机GZG10033802.22台调节料仓300m31座细沙回收车间旋流器组BZ-6400-1台废水提升泵200ZW280-28400552台复合振动筛FMVSm20301006.21台皮带输送机B33L31条成品料堆振动给料机GZG10033802.215台皮带输送机B35L\B36L2条成品料集料仓240m31座电动弧门7、供水供电为保证细骨料石粉含量达标，并保证设备处理能力满足要求，本系统采用干法生产，生产过程及除尘用水量少。生产生活用水在680m高程设2个蓄水池，河道边修筑无砂混凝土渗井，高压水泵抽至蓄水池，蓄水池容积为2×300m3。生活用水设置净化装置。本系统生产生活用电总容量约为3200KVA，设置1000KVA变压器3台，600KVA变压器1台。变压器旁设配电室，引至系统控制室。系统内均VV29电缆接至各用电设备。8、环保除尘为了满足环保要求，减少生产过程中的扬尘，将中、细碎车间及第一、二筛分车间进行封闭，并安装除PPC96-6型脉冲袋式除尘器除尘；9、废水处理系统本系统废水采用3级沉淀进行处理，根据水质情况必要时进行加药处理。10、其他设施超细碎车间调节料仓、成品堆场的砂堆均应设置防雨棚，成品堆场砂堆应考虑足够的脱水时间，并且设置有效的排水设施。