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索风营水电站人工砂石骨料生产工艺的优化与探讨
作者:佚名  文章来源:土木工程网  点击数  更新时间:2013/12/10 14:04:15  文章录入:web13741  责任编辑:web13741

工砂石生产系统的制砂工艺,均沿用20世纪60至70年代的棒磨机制砂工艺,仅在部分大型水电工程中采用国外先进的制砂设备。国外先进的制砂设备虽然生产强度高,但生产出来的砂的细度模数偏大(较粗),仍需采用棒磨机或其他办法进行补充,且有生产成本增加、细砂流失量大、耗钢量大及对环境污染严重等问题。

  RCC对骨料要求较高的问题是砂的细度模数、石粉含量及相对稳定的含水量,故人工砂石生产系统研究的重点是:一方面是如何使人工砂达到高含粉量(17%~22%)、稳定的低含水率(6%以下)和波动小于0.2的细度模数(2.2~2.9)指标(高RCC坝中应用高石粉掺量,可降低水泥用量,从而降低水化热,改善RCC的泛浆弹塑性和可碾压性等综合性能);另一方面是如何最大限度地将生产中95%的石粉回收利用和70%的废水回收再利用,以减少毛料的开采量,并使排放的废水达到国家环保规定的一次性排放标准,节约工程成本。

  根据高RCC坝对砂细度模数、含水率等指标的特殊要求,针对石灰岩的特性,索风营人工砂石生产系统采用立轴式制砂机半干式制砂工艺,以消除粉尘对空气的污染,提高制砂产量及粉砂、废水的回收利用率;另外,要人为控制好砂的细度模数及颗粒级配,以改善碾压混凝土的性能,加快施工进度,降低运行成本。但在系统布置和工艺流程上存在如下问题:

  (1) 若中碎、制砂相关联的设备一旦发生故障检修,成品料便不能生产,说明布置不够合理。解决的方法应将中碎与制砂系统完全脱离开,并增大转料仓容量(由650m3增大到3500m3),使2个系统能单独运行,有6~8h的修理时间,高峰期便有提高产量的空间。

  (2) 经转料仓进入制砂机的2条皮带,可改为1条皮带供给制砂机上部的受料仓后再分别以自落式供给制砂机。这既可减少皮带机数量及运行成本,又可降低物料直接冲击破碎腔上口,避免抛料头分料不均匀而损坏抛料头和衬板等问题。

  (3) VI400制砂机对含水率过于敏感,当含水率为5%~10%时(大于10%时可进行湿法生产),受线速度和含水率的限制,经筛分后的回头料中的2.5~5mm的骨料不容易再次破碎,并且容易造成堵塞抛料头和破碎腔护板,使产砂率和石粉含量降低;当含水率小于2%时,扬尘污染严重。因此,进行半干法生产时,含水率应控制在2%~5%为宜。

  (4) 原设计砂的筛分是使用2层不同孔径的筛网来解决砂的细度模数问题,但实际操作中很难调整砂的细度模数,筛网更换的难度也较大,运行成本较高。试运行后改为单层筛网在同一层面分上下部设不同孔径筛网调整,6座圆振筛分别使用2.5mm×10mm、3mm×10mm、4mm×10mm的筛网,用给料量的大小来调整细度模数,从而实现了细度模数的调整。

  (5) VI400制砂机生产砂的细度模数偏大(实测M=3.3~3.8),用筛网调节细度模数又造成产量下降(设计产量260t/h;当M=2.7~2.9时实测产量仅为110~160t/h),石粉含量也偏低(实测为11.5%~14.3%)。为了解决这一难题,利用泥沙在一定水压力作用下自然沉淀分离的原理,设计了一套砂、水回收系统。其工序为:刮砂机将砂刮入集砂坑后用砂泵抽砂,被搅拌后的浊水经回收槽流入下一级再回收;砂泵在一级沉淀池中回收0.63~2.5mm的粉砂,送入1号FC-15螺旋分级机,经ZKR1445脱水后的筛脱水与干砂混合后进入成品砂仓,一级回收18 t/h,脱水后砂的含水率为4.5%~5.6%,半干式制砂筛分后砂的含水率为1%~2%,两种混合后的含水率为2.5~3.5%,控制了砂含水率的波动<0.5%。二级沉淀池主要回收经1号螺旋分级机处理后所溢流出的小于0.63mm的粉砂;大于0.08mm的粉砂和石粉,再用2PS砂泵抽到浓缩箱,经浓缩后进入2号螺旋分级机送至脱水筛;二级所回收的0.08~0.63mm的砂为5~7t/h,经回收的砂在25号、26号皮带上与筛分楼的砂混合后送入成品仓,经检测掺入回收砂混合后砂的细度模数降低了0.15,石粉含量提高了2%左右,实测为13.6%~17.1%。回收后掺入浓缩箱和2号螺旋分级机的溢流水流入3号水回收池,3号池将排除的泥进入干化池处理,而清水溢流入4号清水池回收利用。本系统的土建及设备的投资不大(总投资36万元),但解决了人工砂石生产系统的环保难题,且经济效益明显,其中节约用水费用(0.75元/m3)可达125万元,粉砂0.08~2.5mm回收利用可节约费用(砂25元/t)180万元左右。

  (6) 按DL/T5112-2000《水工RCC施工规范》要求,人工砂的石粉(d≤0.16mm的颗粒)含量宜控制在10%~22%,最佳石粉含量应

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