大华桥水电站拌和系统设计

摘要：大华桥混凝土拌和系统位于右岸，提供整个工程的常态及碾压混凝土，包括高温季节的预冷工作。本文主要介绍该拌和系统设计工艺、设备选型、设计原则等，该系统运行高效，设计合理，各项运行指标达到设计要求。

关键词：大华桥电站；拌和系统；制冷系统；工艺设计。

0 概述

大华桥水电站位于云南省怒江州兰坪县兔峨乡境内澜沧江上游河段上，是澜沧江干流水电基地上游河段规划的八座梯级电站中的第六级。工程为堤坝式开发，以发电为主。上游是黄登水电站，下游与苗尾水电站衔接。

该系统供应的混凝土总量约91.34万m3（其中碾压混凝土约59.4万m3，常态混凝土约23.94万m3，外供混凝土约8万m3，外供混凝土月高峰强度1万m3）混凝土的生产任务。

混凝土以二、三级配为主，同时生产碾压及常态两种预冷混凝土。系统配置两座HL270-2S4000L拌和楼，每一座拌和楼均配置水泥和两种掺合料称量系统。

系统设计生产能力：常温混凝土满足480m3/h的浇筑强度设计；制冷容量按高温季节满足270m3/h的浇筑强度设计，出机口温度≤12℃。两座拌和楼均配置预冷设施，制冷容量（标准工况）为650×104kcal/h，（一冷：300万kcal/h ，二冷：200万kcal/h，制冰：100万kcal/h，制冷水：50万kcal/h）。

1 砂石骨料供应

主体工程混凝土骨料来自大格拉灰岩料场，由甸尾中转料仓取料，本标负责运输、储存。

2 混凝土系统规划

拌和系统布置在现有大坝左岸干线公路旁的1427m高程平台，选用两座HL270-2S4000L拌和楼，两座拌和楼均配置水泥和两种掺和料（共3种）称量系统，高峰月实际生产能力可达到12万m3/月。每座楼均可同时生产常态和碾压混凝土，除满足施工需要外，还有一定的富余，可以满足赶工期的需要。

3 混凝土系统工艺设计

生产系统设计方案遵循生产工艺先进可靠、混凝土质量符合规范要求、混凝土生产能力满足工程需要，并能妥善处理好本工程的特殊生产工艺要求。并能满足如下要求：安全、质量、可靠、环保、经济。

3.1骨料的储运及二次筛分工艺设计

（1）骨料的储运

按照招标文件的要求，大坝混凝土生产系统所需骨料均由甸尾中转料仓供应，由于运输距离较远，考虑到混凝土拌和的连续性，在系统内设置了骨料受料仓和骨料储料仓。受料仓共3个（1个粗骨料受料仓、2个细骨料受料仓），总容积约240m3。受料仓下设钢筋混凝土出料廊道，由4台电动弧门（粗骨料受料仓下设置2台，细骨料受料仓下各设置1台）向胶带机供料，由自卸汽车运输来的骨料通过胶带机运输至骨料储料仓。

由胶带机运输来的骨料分别进入大石、中石、小石和砂储料仓，储料仓尺寸：长×宽×高=150×20×32m。砂石骨料总储量约55500m3。可满足高峰期10天骨料需求。

储料仓均为方形结构，其中粗骨料仓共3个，大石、中石、小石料仓各1个，储量约37000m³，尺寸：长×宽×高=86×32×12.5m。细骨料仓3个，2个碾压砂仓，1个常态砂仓，储量约18500m3，尺寸：长×宽×高=64×22×12.5m。

砂石骨料总的储量55500m3。可满足高峰期10天骨料需求。

骨料储料仓大石仓设缓降器，料仓下设置钢筋混凝土出料廊道，粗骨料采用胶带机输送进二次筛分车间，细骨料采用胶带机输送拌和楼砂仓。

（2）粗骨料的二次筛分

为消除混凝土骨料运输过程中产生的超逊径及二次污染，确保混凝土原材料的质量，系统采取对混凝土粗骨料进行二次筛洗工艺。

设置一座二次筛分楼，二次筛分楼内布置4台2层2YKR2460振动筛。经胶带机输送来的粗骨料经筛洗后，分别输送至对应的1#、2#一次风冷料仓内。粒径小于5mm的骨料和冲洗废水进入螺旋分级机，分级后的骨料输送到弃渣仓，就地干化后由自卸汽车运输至指定渣场。废水进入进入废水处理车间，通过处理达标后经水泵返回至二次筛分楼用于冲洗骨料。

（3）粗骨料的一次风冷料仓

粗骨料经二次筛洗脱水后进入一次风冷料仓冷却，待骨料冷却到设计值后再通过胶带机输送到混凝土拌和楼。一次风冷料仓对粗骨料起预冷却作用、同时也起储存调节骨料的功能。

一次风冷料仓至拌和楼的胶带机选用夹芯聚苯乙烯保温板保温，一次风冷料仓设置防雨、防晒棚。

3.2 胶凝材料储运及除尘工艺设计

（1）胶凝材料的储运工艺

散装胶凝材料场内运输采用气力输送方式。胶凝材料散装罐车经系统设置的80t地磅计量后，利用系统压缩空气经罐车自带气力输送装置送进系统内储料罐中。系统压缩气源压力为：0.3～0.5MPa。每个储罐的储存情况采用料位指示装置进行控制。

胶凝材料的输送利用PLC程控，通过技术先进，性能可靠的下引式仓泵输送装置进行输送。

（2）除尘工艺

拌和楼的水泥、掺合料罐仓顶配置袋式除尘器，装设接收装置和安全门，储料罐中的水泥、掺合料经旋风分离器分离，大部分水泥、掺合料已沉积进入水泥、掺合料仓，少部分水泥或掺合料随气体进入拌和楼自带除尘器，经过滤后沉入料仓，净化后的空气排入大气中，排气的含尘量<100mg/m3，完全满足环保要求。

3.3 外加剂拌制及输送工艺设计

（1）外加剂储存量

外加剂按15～20天左右储量考虑，储量设计按12万m3/月，每立方米混凝土外加剂用量按典型配合比考虑用量取值，设计外加剂储存量：减水剂178.0t，引气剂10.13t。

（2）外加剂拌制及输送

外加剂的配制满足使用2～3种外加剂，外加剂在配药池加水稀释后，通过池底供风管道输送压缩空气和立式搅拌机搅拌均匀，用管道自流进储液池内，再通过管道分4路（减水剂、引气剂各二路）用耐酸泵抽入两座拌和楼外加剂配料装置的外加剂箱内。

3.4 制冷系统工艺设计

（1）制冷工艺设计

混凝土骨料采用地弄取料，确保骨料堆高不小于6m，以减少外界环境温度对骨料初温的影响。严格控制碾压混凝土用砂含水量，控制其含水在6%以下，且含水率波动控制在2%以内。根据各部位浇筑温度要求，除12月～翌年2月可采用自然入仓外，其他月份均需根据要求采用预冷混凝土。夏季浇筑约束区温控要求严的部位，要求最低出机口温度控制在12℃左右。拌和楼需采用两次风冷+冷水拌和，以满足设计要求的出机口温度要求。

（2）制冷规模

制冷系统制冷容量按两座拌和楼预冷混凝土生产能力满负荷计算，综合考虑2016、2017年6月和7月的工况（气温、混凝土产量及最大仓面强度），两座拌和楼全部配置预冷设施。系统设计制冷总容量（标准工况）650×104kcal/h，除满足施工需要外，还有一定的富余。

（3）混凝土预冷工艺措施

①骨料上料胶带机采取遮阳措施，避免骨料受到阳光直射；

②对筛洗分级后的粗骨料进行一次风冷，在制冷车间对粗骨料进行一次风冷时，使粗骨料（地弄取料）温度从24.40℃平均冷却到8℃。

③骨料从制冷车间输送至拌和楼料仓过程中，考虑温度回升2℃。在拌和楼料仓内继续对粗骨料进行二次风冷，使粗骨料平均冷却到0.9-1.8℃。

④每方混凝土加片冰约10～25kg拌和混凝土；

⑤加5℃冷水拌和。

（4）制冷系统工艺流程

混凝土制冷系统由三部分组成：一次风冷系统、二次风冷系统、冰系统。其中，一次风冷系统、二次风冷系统合起来称为两次风冷骨料系统。

1）系统骨料风冷

粗骨料经二次筛分后进入制冷车间骨料冷却料仓，骨料冷却料仓由三个料仓组成，分别存放G2、G3、G4三种骨料。每个调节料仓自上而下分为进料区、冷却区、储料区。冷风自下而上通过骨料，骨料按用料速度自上而下流动，边进料，边冷却，边出料。冷却后的骨料经保温廊道由胶带机送至拌和楼相应的料仓进行二次风冷。拌和楼料仓同样由三个料仓组成，分别存放G2、G3、G4三种骨料，料仓由上而下也分成进料区、冷却区、储料区三个区域，通过风冷使骨料进一步降到设计值。拌和楼上二次风冷循环系统的结构形式与一次风冷基本相同。冷却到设计终温的骨料称量后经拌和楼集料斗进入拌和机拌和。一次风冷系统、二次风冷系统骨料仓外的冷风机的冷源由氨制冷系统提供。

2）冰系统

冰系统设于制冰楼内，由片冰机和冰库组成，冰库设于片冰机下部。片冰机生产的片冰落入贮冰库中贮存，贮冰库中的片冰由螺旋输送机送到拌和楼上的调节冰仓，通过调节冰仓下的螺旋输送机送到拌和楼称量器中称量后，送入集料斗加入拌和机。冰系统的冷源由氨制冷系统提供。

3）冷水系统

混凝土拌和用冷水由设于制冷车间内的冷水机组生产3-6℃冷水，冷水经水泵输送到拌和楼称量斗称量后进入集料斗加入拌和机。

4 结语

该拌和系统有搅拌楼、二次筛洗、预冷系统、污水处理系统、骨料运输系统，煤灰水泥系统、风系统、水系统等各类主要设备约300台套。混凝土系统规模大、运行时间长、设备多、工艺复杂，投产至今运行良好，为今后拌和系统设计及制冷系统设计、运行提供参考实例。

参考文献

[1]李跃兴，夏国文，包建明. 思林水电站大坝混凝土拌和系统设计[J].贵州水力发电，2008（4）.

[2]陈祖荣，陈高，陈丽媛. 光照水电站左岸混凝土拌和系统设计.

[3]2015 年碾压混凝土筑坝技术交流研讨会论文资料，2015.

作者简介：金鹏飞（1983年4月-） 男 中国水利水电第八工程局有限公司，工程师，从事施工技术管理工作。

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