節(jié)能環(huán)保攪拌樓站的設(shè)計(jì)要點(diǎn)范文

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1樓或站型式的選擇

就節(jié)能而言，應(yīng)該首選攪拌樓配置，因?qū)ο嗤a(chǎn)率的攪拌樓和攪拌站，樓的裝機(jī)總功率要小于攪拌站。先看骨料輸送系統(tǒng)的功率情況。由于攪拌樓和攪拌站的骨料稱量分別在主樓內(nèi)和主樓外，因此在皮帶機(jī)上輸送的骨料對(duì)攪拌樓而言是未經(jīng)稱量的，而對(duì)攪拌站而言是已經(jīng)稱量的。這樣攪拌樓皮帶機(jī)輸送的骨料基本是連續(xù)的，而攪拌站在每一個(gè)循環(huán)周期T內(nèi)皮帶機(jī)上輸送的骨料是斷續(xù)的。因?yàn)槊?m3混凝土中骨料總量約為1.9t，因此對(duì)相同生產(chǎn)率的攪拌樓和攪拌站，每小時(shí)骨料的消耗量是相同的。因此，攪拌樓皮帶機(jī)要求的輸送能力要小于攪拌站皮帶機(jī)要求的輸送能力，即Q樓<Q站攪拌樓平皮帶機(jī)電機(jī)功率也小于攪拌站的功率。例如180樓平皮帶電機(jī)功率只要11kW，而180站平皮帶機(jī)電機(jī)功率要15kW。所以，只要主樓不超過一定高度，攪拌樓的骨料輸送系統(tǒng)的裝機(jī)功率要小于攪拌站的裝機(jī)功率。又根據(jù)相同的原因，攪拌樓因配置有高位水箱而水泵供水基本是連續(xù)的，而攪拌站一般無高位水箱而水泵向水秤直接供水是間斷的，所以樓的水泵功率要小于站的水泵功率。例如：對(duì)3m3主機(jī)的攪拌樓和攪拌站，水泵功率分別為5.5kW和7.5kW。

2攪拌樓高位儲(chǔ)料倉容量的確定

攪拌樓相比攪拌站有許多優(yōu)點(diǎn)都與砂、石骨料倉置于攪拌樓主體上部即高位儲(chǔ)料倉有關(guān)。高位儲(chǔ)料倉容量多大才合適是擺在設(shè)計(jì)者面前的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題。從節(jié)能環(huán)保的理念來講，高位儲(chǔ)料倉容量宜小不宜大。這樣可以減少主樓鋼材的用量，減輕主樓的重量，減輕對(duì)地基的壓力以節(jié)省土建施工量和成本，降低主樓高度以減短上料斜皮帶機(jī)長(zhǎng)度從而減少電機(jī)功率以節(jié)省能耗。攪拌樓在生產(chǎn)混凝土的過程中，一方面高位骨料倉里的料位隨著稱量批次的發(fā)生而逐漸下降，另一方面骨料輸送系統(tǒng)（地坑供料斗、平皮帶機(jī)、斜皮帶機(jī)、回轉(zhuǎn)分料器）把地面料倉里的骨料不斷地送入高位儲(chǔ)料倉。只要補(bǔ)充的骨料≥消耗的骨料，即m補(bǔ)≥m耗，就能確保稱量要料，確保生產(chǎn)混凝土不中斷。在此前提下，高位儲(chǔ)料倉容量越小越有利節(jié)能環(huán)保。這就是高位儲(chǔ)料倉容量確定的原則。下面分析滿足稱量要料的最小高位料倉容量。,高位儲(chǔ)料倉一般設(shè)置4個(gè)倉（兩砂兩石），圖中A-A截面所示Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ，分別與地面料倉S1、S2、G1和G2對(duì)應(yīng)。骨料輸送時(shí)，先啟動(dòng)回轉(zhuǎn)分料器，使其溜槽對(duì)準(zhǔn)某一倉位，到位后才能啟動(dòng)相應(yīng)地坑供料斗開門（自動(dòng)控制時(shí)電氣聯(lián)鎖），然后骨料通過平皮帶機(jī)、斜皮帶機(jī)、回轉(zhuǎn)分料器進(jìn)入高位儲(chǔ)料倉。定時(shí)時(shí)間到或高料位開關(guān)信號(hào)到即關(guān)閉地坑供料斗門，然后平皮帶機(jī)、斜皮帶機(jī)繼續(xù)將剩余在帶面上的余料送入高位儲(chǔ)料倉。余料送完后，回轉(zhuǎn)分料器可轉(zhuǎn)到第2個(gè)工位。假設(shè)回轉(zhuǎn)分料器轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)工位所需時(shí)間為t3，平皮帶機(jī)將骨料由供料斗相應(yīng)位置送到平皮帶機(jī)頭輪處所需時(shí)間為t1，斜皮帶機(jī)將骨料由底部送到頭輪處所需時(shí)間為t2，則從回轉(zhuǎn)分料器轉(zhuǎn)動(dòng)開始，到骨料進(jìn)入溜槽到達(dá)高位儲(chǔ)料倉所需時(shí)間為t換=t1+t3+t3。該時(shí)間稱為換倉時(shí)間。與t換相對(duì)應(yīng)的稱補(bǔ)料時(shí)間t補(bǔ)，t補(bǔ)的含義為高位儲(chǔ)料倉補(bǔ)料時(shí)間也即地坑供料斗開門時(shí)間也即平、斜皮帶機(jī)某一截面連續(xù)有料的時(shí)間。t=t換+t補(bǔ)稱為一倉補(bǔ)料周期，現(xiàn)以180樓為例計(jì)算換倉時(shí)間。

3粉料喂料形式的選擇

攪拌樓站粉料（水泥、粉煤灰、礦粉、其他粉狀摻合料）喂料裝置主要有旋轉(zhuǎn)喂料器、螺旋輸送機(jī)和空氣輸送斜槽。其中旋轉(zhuǎn)喂料器應(yīng)用較少，因其需配用氣力輸送裝置將低置筒倉中的粉料送入高位粉料儲(chǔ)料倉。一方面，高位粉料倉要擠占高位骨料倉的空間，迫使主樓總高度增加；另一方面，氣力輸送一般選用羅茨風(fēng)機(jī)，其裝機(jī)功率較大，而料氣比較小，一般僅0.03～0.04t/m3，在輸送粉料進(jìn)入高位粉料倉的同時(shí)，大量的多余氣體須從除塵器過濾排出，對(duì)除塵器的規(guī)格要求較高。螺旋輸送機(jī)雖應(yīng)用最普遍，但對(duì)生產(chǎn)率200m3/h以上的攪拌樓站，開始顯現(xiàn)其輸送能力的不足，造成喂料稱量時(shí)間過長(zhǎng)而影響生產(chǎn)率。從節(jié)能減排角度講，空氣輸送斜槽作為粉料喂料裝置是最理想的。例如4套輸送斜槽僅需一臺(tái)2.0m3/min的空壓機(jī)，裝機(jī)功率僅15kW。而4套螺旋機(jī)的裝機(jī)功率要18.5×2+15×2=67kW。因此相比螺旋機(jī)，輸送斜槽可減少52kW的裝機(jī)功率，這對(duì)節(jié)能減排是相當(dāng)可觀的。除此以外，輸送斜槽還有輸送能力大，一般可達(dá)120～180t/h，而323螺旋機(jī)僅100t/h。特別適合大中型攪拌樓生產(chǎn)商品混凝土，可大大縮短第一罐的生產(chǎn)周期。還有輸送斜槽在平面布置上可以彎折以繞開主樓立柱和斜撐等結(jié)構(gòu)承重件。空氣輸送斜槽不僅可在新建樓站中選用，在舊設(shè)備改造中也可很方便地替換原有的螺旋機(jī)。因此，隨著節(jié)能減排理念的逐步被接受，空氣輸送斜槽在攪拌樓站中有廣闊的應(yīng)用前景。

4投料方式的選擇

稱量好的各種料投放到攪拌主機(jī)的過程稱為投料。對(duì)雙臥軸攪拌主機(jī)一般的投料過程是先投砂、石骨料，1～2s后投水，待80%～90%的砂、石料進(jìn)入主機(jī)后再投水泥等粉料。整個(gè)投料過程大約在20s以內(nèi)，其中砂、石骨料在15s以內(nèi)投完。這種投料時(shí)序的優(yōu)點(diǎn)簡(jiǎn)單方便，既適合攪拌站設(shè)備也適合攪拌樓設(shè)備，同時(shí)可避免水泥等粉料粘附在攪拌機(jī)主軸上。但其缺點(diǎn)是砂石骨料集中在短時(shí)間內(nèi)投入主機(jī)，對(duì)主機(jī)的沖擊較大，使主機(jī)電流峰值較高，且較大的攪拌電流要維持較長(zhǎng)一段時(shí)間。同時(shí)，投料時(shí)間愈短，對(duì)主機(jī)除塵器的要求愈高。從節(jié)能減排角度講，裹漿法投料工藝已逐漸被廣大商混用戶接受。裹漿法投料工藝是先投入砂和水，3～4s后投入水泥、粉煤灰，攪拌8～10s形成砂漿后再投入石子，使?jié){水裹覆在石子上再攪拌8～10s便可出料。裹漿法投料工藝的優(yōu)點(diǎn)是高效、優(yōu)質(zhì)、節(jié)能。這樣的投料、攪拌工藝在保證混凝土質(zhì)量性能的前提下，對(duì)主機(jī)沖擊小，主機(jī)電流峰值小，主機(jī)電流高位經(jīng)歷的時(shí)間短。同時(shí)投料時(shí)間拉長(zhǎng)后對(duì)主機(jī)除塵器要求不高。商品混凝土技術(shù)較發(fā)達(dá)的日本，因廣泛使用裹漿法工藝，3.0m3雙臥軸攪拌機(jī)電機(jī)功率僅45kW×2，而我國(guó)同類主機(jī)功率均在55kW×2。裹漿法投料工藝原先僅為攪拌樓設(shè)備可應(yīng)用，現(xiàn)攪拌站設(shè)備略經(jīng)改造或參數(shù)調(diào)整，也可方便地使用裹漿法工藝，這對(duì)擁有以攪拌站為主的我國(guó)來說，推廣應(yīng)用裹漿法工藝對(duì)節(jié)能減排有相當(dāng)大的現(xiàn)實(shí)意義。

5變頻技術(shù)的應(yīng)用

隨著變頻調(diào)速技術(shù)的日益成熟和發(fā)展，推廣應(yīng)用到攪拌樓站后將對(duì)節(jié)能環(huán)保做出貢獻(xiàn)。攪拌樓站可以應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)的部分很多，骨料輸送系統(tǒng)、粉料喂料系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)等都有成功應(yīng)用的先例。例如：攪拌站平皮帶機(jī)和斜皮帶機(jī)因其輸送骨料是間斷的，因此在帶面上無料的時(shí)段，其帶速可以降低，以節(jié)省能耗。在料斗提升型式的攪拌站中，若應(yīng)用變頻調(diào)速，除了在空斗下降時(shí)速度加快以縮短循環(huán)周期T提高骨料輸送效率外，還可在料斗重載提升初段和末段，逐步加速和逐步減速以減少?zèng)_擊，增加運(yùn)行平穩(wěn)性。應(yīng)用變頻調(diào)速的料斗運(yùn)行曲線與等速運(yùn)行曲線的對(duì)比。又例如用于粉料喂料的螺旋機(jī)采用變頻調(diào)速，可實(shí)現(xiàn)粗精稱量，既可滿足稱量的時(shí)間要求，又可保證稱量精度。至于攪拌主機(jī)應(yīng)用變頻調(diào)速后，則可在完成攪拌時(shí)段后把主機(jī)轉(zhuǎn)速降低以等待接料輸送設(shè)備到位后出料。這樣既不浪費(fèi)能耗，又可避免混凝土因攪拌時(shí)間過長(zhǎng)而產(chǎn)生離析。

6結(jié)語

綜上所述，節(jié)能環(huán)保型攪拌樓站的設(shè)計(jì)應(yīng)首選攪拌樓型式，同時(shí)高位骨料倉容量宜小不宜大，粉料喂料選用空氣輸送斜槽，投料攪拌選用裹漿法工藝，再在骨料輸送系統(tǒng)、粉料喂料稱量系統(tǒng)和攪拌系統(tǒng)等采用變頻調(diào)速技術(shù)等。以這樣的配置設(shè)計(jì)的攪拌樓站其節(jié)能效果是相當(dāng)明顯的。若在總體布局中再利用地形高差以進(jìn)一步縮短物料輸送距離和高度，則節(jié)能效果更能錦上添花。

作者：賈志成單位：上海華東建筑機(jī)械廠有限公司