青海黄河玛尔挡水电站砂石加工系统工艺设计

摘  要：青海黄河玛尔挡水电站砂石加工系统设计中采用“多破少磨、四段破碎、末级出成品”、半干法、风选分级选粉，全封闭骨料加工与机械除尘相结合等工艺，成功解决了在冬季寒冷结冰地区、环保要求较高条件下人工砂石骨料加工系统冬季生产的难题，废水回收工艺解决了废水处理达标和废渣零排放的难题，实现了全流程环保。本文介绍了青海黄河玛尔挡水电站砂石加工系统设计规模、工艺流程、设备选型及系统布置。

关键词： 黄河玛尔挡水电站;砂石加工系统;工艺设计

1  概况

玛尔挡水电站位于青海省海南藏族自治州同德县与果洛藏族自治州玛沁县交界处的黄河干流上，距果洛州玛沁县拉加镇上游约5km，是龙羊峡以上黄河干流湖口～羊曲河段规划实施的第十二个梯级水电站。电站正常蓄水位3275m，相应库容14.82亿m3，调节库容2.415亿m3，具有季调节能力，电站装机容量为2200MW，多年平均发电量72.394亿kw.h。工程规模为一等大（1）型工程。

砂石加工系统布置大坝下游黄河左岸玛尔挡大桥下游侧与旗中沟之间的场地上，占地面积大约为2.78万m2。承担引水发电及泄洪防空洞工程所需砂石骨料的生产任务，工程混凝土总量约为75.95万m³，需成品砂石骨料大约167.09×104t，其中碎石102.51×104t，砂64.58×104t。

砂石加工系统设计处理规模450t/h，成品骨料生产能力为380t/h（其中：砂233.1t/h，骨料146.9t/h），满足引水发电及泄洪防空洞工程高峰期月浇筑强度5万m³混凝土所需要的粗细骨料。生产系统设备总装机功率3389kw，系统最大用水量145t/h。料源来自工程开挖的洞渣料，石料岩性为变质砂岩与二长岩。

2  系统生产工艺

2.1  总体工艺方案

工艺流程设计按合理、可靠、可调、保证产品质量为原则，根据破碎的岩石岩质属中等硬度、可加工性的特点以及所需生產的骨料级配要求，工艺流程设计为半干法生产、开路与闭路相结合，四段破碎、两段筛分、立轴式冲击破碎机制砂的生产工艺;四段破碎，即：粗碎、中碎、细碎以及超细碎。

2.2  工艺流程计算

根据工艺流程设计要求，砂石加工系统按满足混凝土浇筑高峰时段的二级配、三级配混凝土用粗、细骨料的供料所需的生产能力配置，设计产品为40mm～80mm、20mm～40mm、5mm～20mm三种粗骨料和≤5mm的细骨料。

2.3  系统工艺

（1）粗碎车间

粗碎车间主要处理630～120mm的石料，其设计处理能力为350t/h。毛料采用自卸汽车从洞挖料中转料场运至粗碎车间的受料坑，原石料进入粗破车间，经2台ZSW110*490型棒条给料机筛分后，粒径小于120mm石料由A1胶带机运输进入预筛分洗石车间，粒径大于120mm的超径石经2台DHKS4230型颚式破碎机加工后由A4经A5胶带机进入半成品堆场。

（2）预筛分洗石车间

预筛分洗石车间设计处理能力360t/h，运行中视毛料的含泥量状况决定是否采用该车间，若毛料含泥量较少，则不启用该车间，经棒条给料机筛分后粒径小于120mm石料以及经颚式破碎机加工后的骨料均直接经A4、A5胶带机运输进入半成品料堆场。若毛料含泥量较多，则启用预筛分洗石车间，小于120mm石料进入预筛洗石车间后，经1台YKR1860振动筛进行筛分，筛孔尺寸为20mm，且振动筛上方加高压水冲洗，其中粒径大于20mm的物料直接经A2胶带机上A3胶带机，粒径小于20mm的石料进入XLZ-1118洗石机进行水洗后一同上A3胶带机，A3胶带机上A5胶带机与经颚式破碎机加工后的物料一同进入半成品料堆。洗石废水经排水沟流入废水处理系统处理。

（3）中碎车间

中碎车间设计处理能力为450t/h，主要处理0～180mm的石料。半成品料堆场下设卸料廊道，由3台GZG100-150自同步惯性振动给料机供料，经B1胶带机运输进入中碎集料仓，中碎集料仓下设置一台GZG125-175振动给料机向HPY400C（或CC400）型圆锥破碎机均匀给料，物料经破碎后，经B2、B3胶带机运输至第一筛分车间。

（4）第一筛分车间

第一筛分车间设计处理能力为720t/h，车间内配置3YKR2460型圆振筛2台，它由3层筛面组成，第一层筛孔按80mm设置，大于80 mm的骨料由B4经B5胶带机运输进入细碎车间集料仓;第二层筛孔按40mm设置，40～80 mm的骨料经分料控制器分成两路：一路向B7胶带机供料，经YA1236冲洗筛冲洗后再经C6胶带机输送进入成品骨料堆场;另一路经由B4、B5胶带机运输进入细碎车间;第三层筛孔按20mm设置，20～40 mm的骨料经分料控制器分成两路：一路向B6胶带机供料，经YA1236冲洗筛冲洗后再经C5胶带机输送进入成品骨料堆场;另一路经由B4、B5胶带机运输进入细碎车间。粒径≤20 mm骨料经由B8、B9胶带机运输进入第二筛分车间。

（5）细碎车间

细碎车间设计处理能力为280t/h，细碎车间主要处理大于20mm的石料。进入细碎车间集料仓的骨料由1台GZG80-120型振动给料机进入HPY300（或CC300）型圆锥破碎机进行破碎加工后，由B2、B3胶带机运输进入第一筛分车间形成闭路循环。

（6）第二筛分车间

第二筛分车间设计处理能力为680t/h，采用干式筛分，配置2YKR2460型圆振筛2台，它由两层筛面组成，第一层筛孔筛孔按5mm设置，5～20 mm的骨料经分料控制器分成两路：一路向B15胶带机供料，经冲洗后再经另一分料控制器分成两路：一路向B15胶带机供料，经冲洗筛YA1236进行冲洗后经C2胶带机进入成品骨料堆场，另一路经由B10、B11胶带机运输进入制砂调节料堆场;第二层筛孔筛孔按3mm设置，3～5 mm的骨料经分料控制器分成两路：一路向B12胶带机供料，经B14胶带机运送进入选粉车间，经选粉机分级后再经C3、C4胶带机输送进入成品骨料堆场;另一路经由B10、B11胶带机运输进入制砂调节料堆场。粒径≤3 mm骨料经B13胶带机到B14胶带机运送进入选粉车间，经选粉机分级后也经C3、C4输送进入成品骨料堆场。

（7）超细碎车间

超细碎车间设计处理能力500t/h，制砂调节堆场下设卸料廊道，由3台GZG80-100型自同步惯性振动给料器供料，经C1胶带机运输进入超细碎车间的2台PLS-1000Ⅱ型立轴式冲击破碎机，物料经破碎后经B9运输进入第二筛分车间形成闭路循环。

（8）供排水系统

废水处理系统由废水收集渠、预沉浓缩池、反应沉淀池、清水池和加药间等相关构筑物及设备组成，废水处理规模为160m3/h，废水处理过程包括初始预处理、二度处理及清水回收。2个预沉浓缩池为废水初始预处理装置，主要为去除废水中的粗颗粒，将其悬浮物含量降低在500mg/L以下。废水二度处理设备及设施为反应沉淀池、加药装置、清水池、加压泵房及输水管网和设备等。

3  设备的选型

根据各生产厂家提供的破碎曲线及类似系统生产的实验数据和有关规范提供的混凝土的级配，工艺流程中各主要工艺节点的料流量，按满足二、三级配混凝土所需骨料的要求，考虑破碎设备的负荷及筛分设备的效率等综合因素进行设备的选型。青海黄河玛尔挡水电站砂石加工系统主要设备配置为：粗碎车间配置2台DHKS4230型颚式破碎机，2台ZSW490×110型棒条振动给料机;中碎车间配置1台HPY400C型圆锥破碎机，1台GZG125-17型5振动给料机;细碎车间配置1台HPY300型圆锥破碎机，1台GZG80-120型振动给料机，超细碎车间配置2台PLS-1000Ⅱ型立轴冲击式破碎机;第一筛分车间配置2台3YKR2460型圆振动筛;第二筛分车间配置2台3YKR2460型圆振动筛。

4  系统布置

砂石加工系统布置黄河左岸玛尔挡大桥下游侧与旗中沟之间的场地上。按照来料加工、场内运输、骨料堆存并充分利用地形高差合理布置。系统占地总面积约2.78万m2。根据生产工艺流程，系统主要分为半成品加工、成品加工、成品堆存等工艺单元和与之配套的供水排水、废水处理和供配电、控制系统以及辅助设施等。

5  结束语

由于料源以变质砂岩与二长岩为主，骨料针片状的含量很容易超标，为此，在系统工艺设计时，采用全整形工艺，粗碎、中细碎设备均选用进口破碎机，可以较好地降低了产品的针片状含量，并采用两级筛分工艺进行连续级配调节，从而保证粗骨料针片状含量指标和粗骨料连续级配满足规范要求。系统工艺流程设计，综合考虑了玛尔挡水电站混凝土施工所需砂石骨料的各种要求，即要满足高峰时段生产的不均匀性、持续性、高强度的需要，又考虑了低峰时段系统运行的经济性，并且重点对系统长期运行的可靠性、安全性及经济性在工艺设计和设备选用上给予了充分的考虑，确保产品的质量和供应量。

结合工程的特点，设计中采用“多破少磨、四段破碎、末级出成品”、半干法、风选分级选粉，全封闭骨料加工与机械除尘相结合等工艺，成功解决了在冬季寒冷结冰地区、环保要求较高条件下人工砂石骨料加工冬季生产的难题，实现了骨料生产的全流程环保，为类似工作环境条件下的砂石加工系统设计提供了可借鉴的成功经验。

作者簡介：顾民（1970-3），女，北京市大兴人，助理工程师，从事机电安装施工管理工作。