天池抽水蓄能电站砂石加工系统工艺研究

2020-08-03张晓微

绿色科技 2020年12期

张晓微

(中国水利水电第八工程局有限公司，湖南长沙 410004)

1 工程概述

天池抽水蓄能电站工程混凝土总量57.16万m3(其中常态混凝土49.91万m3，喷混凝土7.25万m3)，需要由砂石加工系统生产成品骨料的混凝土量为54.13万m3，需要生产混凝土骨料约119.1万t，其中粗骨料71.46万t、细骨料47.64万t；下水库区垫层料、反滤料及级配碎石填筑总量为10.31万m3，需生产用于下水库区垫层料及反滤料的砂石共计22.68万t，其中粗骨料13.61万t、细骨料9.07万t。总计需要生产成品砂石141.78万t，其中粗骨料85.07万t、细骨料56.71万t。

砂石加工系统设计要求[1，2]：①砂石加工系统设计规模必须满足系统处理能力250 t/h，成品骨料生产能力200 t/h，其中成品砂生产能力约80 t/h；②主要设备应为全新设备。骨料加工系统的破碎设备建议采用全新进口设备，设备性能需达到国际先进水平[3]；③砂石加工系统设计的产品为混凝土骨料所需的大石、中石、小石、瓜米石及砂；成品骨料质量应满足规范要求。

2 试验目的

试验目的包括检验各设备的生产能力是否达到设计要求；检验系统产品质量是否符合系统设计要求；检验系统生产能力是否符合系统设计要求

由于设计级配平衡参数在实际生产运行中会存在差异，一般通过生产性试验来进行调整。设备的处理能力、运行参数能否满足系统要求，必须通过试验检测，并形成生产性试验报告，以便指导系统生产。

3 主要试验检验项目、取样地点、试验方法

3.1 试验检验项目

系统处理能力试验、产品级配试验、成品骨料颗粒粒形试验、成品砂石粉含量与含水率等。

3.2 取样地点

砂石料取样地点设在胶带机皮带及胶带机头部下料斗。

3.3 试验方法

一般采用“子样试验法”，所谓“子样试验法”是指在负荷运转皮带上截取一段或几段样品进行试验分析[4]。

4 主要试验设备

参加试验设备见表1。

表1 砂石加工系统各主要设备

试验仪器及工具：磅称1台、箩筐5个、水泥取样桶2个(装成品砂，避免含水损失)、现场用筛1套(5～80mm)、秒表1个、扫把2把、圆头铲2把、卷尺1把(5m)。

5 系统生产性试验

本次工艺性试验分为单机和系统联动试验：单机试验按照工艺流程依次对各加工车间进行试验，分析检测产品级配、品质和处理能力，联动试验检测系统的产品级配、品质和处理能力[5]。

试验方法：在车间进料及出料胶带机上分别随机取样，取样长度为3m，每条胶带机上取3段。

5.1 单机检测

单机检测按系统加工顺序由粗碎车间→中细碎车间→第一筛分车间→第二筛分车间→超细碎车间→棒磨机车间分别进行试验检测。

各车间试验内容、检测结果具体如下。

5.1.1 粗碎车间

粗碎车间设备为1台颚式破碎机，型号为C110(设计处理能力250 t/h)，开口e=110 mm，其进料原料为毛料中转场毛料；通过破碎机生产过程中，在出料皮带上随机检测其产量和级配；检测结果如下。

(1)在粗碎出料胶带机(A2)上随机取样，单台破碎机的平均产量291.77 t/h，略高于250 t/h的设计产量，满足满负荷生产的需求。

(2)粗碎出料颗粒主要分布在>150 mm(占出料总量27.8%)与150～80 mm(占出料总量36.1%)。

(3)颚式破碎机C110实际破碎曲线处于设备理论破碎曲线下方，破碎后大粒径占比偏多。

5.1.2 一筛车间

一筛车间配置2YKRH2460圆振动筛一台，设计处理能力430 t/h，进料为A4胶带机，其原料为半成品料仓及中细碎车间破碎后混合料。检测结果如下。

(1)在A4进料胶带机上随机取样，单台破碎机的平均产量494.64 t/h，满足430 t/h的设计产量，满足满负荷生产的需求。

(2)一筛出料A5胶带机颗粒分布在>40 mm(占出料总量4.9%)、40～20 mm(占出料总量42.4%)、20～10 mm(占出料总量20.92%)、10～5 mm(占出料总量12.14%)和<5 mm(占出料总量19.64%)；中石和小石偏多，砂偏少。

(3)由于此次试验不考虑大石进仓，经过一筛车间筛分后大于40 mm全部进入中细碎车间进行二次破碎，A6胶带机(进中细碎车间)上随机取样，平均进料量243.76t/h。

(4)返回中细碎车间进行二次破碎的颗粒级配>150 mm(占出料总量15.15%)、150～80 mm(占出料总量45.53%)、80～40 mm(占出料总量39.32%)。

5.1.3 中碎车间

中碎车间配置圆锥破碎机HPS4000一台，设计处理能力180 t/h，进料为6#胶带机，其原料为一筛车间>40 mm的筛上物。中碎开口e=30 mm，其检测结果如下。

(1)中碎车间单台破碎机的平均产量190.96 t/h，略高于180 t/h的设计产量，满足满负荷生产的需求。

(2)中细碎出料胶带机颗粒分布在>40 mm(占出料总量42.31%+2.36%=44.67%)和<40 mm(占出料总量55.33%)；大于40 mm的需进行循环破碎。

5.1.4 二筛车间

一筛车间配置3YKRH2460圆振动筛3台，两用一备，设计处理能力500 t/h，本次试验开两台振动筛，第一筛分车间筛分<40 mm的混合料；检测结果如下：

(1)在A11和A12胶带机上随机取样，两台振动筛的平均总产量527.96 t/h，略高于500 t/h的设计产量，满足满负荷生产的需求。

(2)经换算中石∶小石∶砂=2.89∶2.35∶1(设计级配1∶1∶1.3)，中石和小石比例过高。在生产过程中，为控制中小石的进仓量，超细碎车间的进料量要加大循环，且中石过多，对超细碎设备的磨损加大。

(3)二筛筛分后的成品骨料质量均满足规范要求。

5.1.5 三筛车间

三筛车间配置YKRH2460圆振动筛1台，设计处理能力150 t/h；由于三筛车间仅生产瓜米石，且生产量较小(8.9 t/h)，故对三筛车间不做生产能力分析，瓜米石可根据实际需要进行调配。

5.1.6 超细碎车间

超细碎车间主要设备为1台立轴式破碎机B9100E，设计处理能力250 t/h，进料为19#胶带机，出料为8#胶带机，其原料为二筛车间分流的部分中石和小石混合料；检测结果如下。

(1)在A8胶带机上随机取样，单台破碎设备的平均产量261.2 t/h，略高于250 t/h的设计产量，满足满负荷生产的需求。

(2)超细碎破碎后的中石与小石的比例将近1∶1，砂率仅为19.62%，产砂率远低于设备理论值(28%)，初步分析判断为进料粗骨料(中石)偏多，导致设备破碎级配不理想。

5.1.7 棒磨机车间

棒磨机车间设备为1台MBZ2136棒磨机，设计处理能力20 t/h；进料为26#胶带机，出料为28#胶带机，其原料为二筛车间部分5～20 mm骨料；在A28胶带机上随机取样，单台设备的平均产量21.36 t/h，略高于20 t/h的设计产量，满足满负荷生产的需求；成品砂的细度模数为2.87，石粉含量11.5%，质量满足标准要求。

5.2 联动检测

为检测整个系统生产的砂石骨料质量、产量能否到达设计要求，需进行系统联动的生产能力检测。

满载生产组合工况：一筛(1台)+中碎(1台)+二筛(2台)+棒磨机(1台)+超细碎(1台)；检测小石、中石、瓜米石及砂产能及质量；检测结果见表2～5及图1。

图1 成品砂级配曲线

表2 小石生产能力试验成果(进仓23#胶带机)

表3 中石生产能力试验成果(进仓21#胶带机)

表4 瓜米石生产能力试验成果(进仓25#胶带机)

表5 成品砂生产能力试验成果(30#胶带机)

5.3 小结

(1)通过单机试验结果可知，砂石加工系统各车间生产能力均能达到设计生产能力，且成品质量均能满足规范要求。

(2)从系统联动试验分析结果来看，二筛车间中石最大生产能力约为230 t/h,满足设计生产能力62.7 t/h，除64.84 t/h进仓外，全部返回超细碎二次破碎；小石生产能力为185 t/h；满足设计生产能力59.5 t/h，除69.69 t/h进仓外,全部返回超细碎循环破碎；瓜米石根据需要进行调配；砂生产能力为76.2 t/h,略小于80 t/h，但在生产过程中可通过加大超细碎制砂车间的循环量，达到设计产量。

(3)成品粗骨料超径、逊径、含泥量、表观密度及吸水率等指标检测值均满足规范及合同要求；砂细度模数2.72，石粉含量13.4%，中砂，颗粒级配良好。