摘要:本文簡述了某水電站拌和系統采用對粗骨料吹冷風，將粗骨料溫度降低約－6℃左右，并加5℃的冷水及－8℃的片冰就能保證夏季混凝土出機口溫度的要求。

　　關鍵詞:水電站；拌和站制冷系統；制冷原理；系統布置；制冷效果

　　Abstract: The article introduced a hydropower station by mixing system of coarse aggregate ChuiLengFeng, will reduce the coarse aggregate temperature about-6 ℃ or so, and add 5 ℃ of cold water and-8 ℃ piece of ice can ensure that summer the concrete requirements of mouth machine temperature.

　　Keywords: hydropower station; Mixing station refrigeration system; Refrigeration principle; The system arrangement; Refrigeration effect

　　中圖分類號：[TM622]     文獻標識碼：A      文章編號：

　　一、制冷系統

　　1.1制冷原理及工藝流程

　　(1)風冷系統。液氨吸收空氣的熱量使空氣溫度降低，附壁式冷風機將低溫空氣吹入料倉，低溫空氣和骨料交換熱量使骨料降低到要求溫度。

　　(2)冷卻水系統。液氨氣化吸收水的熱量使水降溫，達到要求溫度。

　　(3)制冰系統。液氨吸收水的熱量使其冷凝成冰。

　　工藝流程見圖1。

　　圖1某水電站拌和站制冷系統工藝流程簡圖

　　1.2混凝土溫度控制要求

　　1.2.1溫度控制標準

　　根據當地氣溫情況和混凝土配合比參數計算混凝土自然出機口溫度，并以招標文件提供的允許出機口溫度來制定溫度控制措施。招標文件提供的強約束區和弱約束區的允許混凝土出機口溫度情況見表1。

表1某水電站混凝土允許自然出機口溫度及溫度控制措施

項目	1月	2月	3月	4月	5月	6月	7月	8月	9月	10月	11月	12月
強（基礎）約束區/℃	10.0	11.8	13.2	12.3	11.7	11.5	11.6	11.6	11.9	12.6	13.4	10.2
弱約束區和非約束區/℃	10.0	11.8	15.0	17.5	17.1	16.9	17.0	17.0	17.3	16.8	13.4	10.2
自然出機口溫度/℃	14.45	16.40	19.40	21.74	23.40	23.97	23.63	23.66	22.77	20.91	17.75	14.77
溫度控制措施  加片冰                  片冰拌制+風冷                    加片冰

　　1.2.2混凝土溫度控制分析

　　根據當地的氣象氣溫資料計算出拌和系統混凝土的自然出機口溫度和所需采用的溫度控制措施見表2。

　　表2 某水電站混凝土溫度控制計算成果

 

項目	1月	2月	3月	4月	5月	6月	7月	8月	9月	10月	11月	12月
自然出機口溫度/℃	14.5	16.40	19.40	21.74	23．40	23.97	23.63	23.66	22.77	20.91	17.75	14.77
加冰拌制
出機口溫度/℃	8.10	9.99	12.93	15.25	16.85	17.39	17.06	17.09	16.23	14.44	11.34	8.41
溫度控制情況	√	√	√	×	×	×	×	×	×	×	√	√
加冰+ 風冷	—	—	—	10.35	10.93	11.05	10.96	10.93	10.61	9.97	—	—
出機口溫度/℃
溫度控制情況	—	—	—	√	√	√	√	√	√	√	—	—

　　表1可以看出，在當地1-3月份和11-12月份采取加片冰拌制的方式即能滿足工程的溫度控制要求，4-10月份則需采取片冰拌制+風冷方式。混凝土溫度控制計算成果見表2。

　　另外，系統設計時采取如下工程措施以降低骨料初始溫度、改善溫度控制的邊界條件:

　　系統的調節料倉及砂石系統的成品料倉設置遮陽蓬;系統設計時料倉成品骨料須堆高≥8m，容量需滿足拌和系統運行5d以上的骨料需求;成品骨料的上樓膠帶機采取封閉遮陽措施，防止在骨料轉運過程中溫度的回升;采用半干式制砂工藝和利用風力分級的先進制砂工藝，避免水力分級等濕式制砂工藝導致骨料特別是成品砂含水率過高對系統溫度控制的不利影響。

　　1.2.3制冷容量計算

　　骨料風冷約需冷負荷209.1萬kJ/h，折算成標準工況下制冷量共125.46萬kJ/h，選取型號為JZKA16和JZKA12.5C的螺桿式氨壓機各1臺，標準工況下合計的制冷容量約為250.92萬kJ/h，設備功率為400kW。

　　系統制冰按混凝土高峰溫度控制進行設備選型，制冰冷負荷146.3萬kJ/h，折算成標準工況下制冷量為230.01萬kJ/h，選取型號為JZKA20C和JZKA12.5C的螺桿式氨壓機各1臺，設計工況下制冷容量為175.64萬kJ/h，設備功率為400kW。

　　系統溫度控制高峰期每天約需片冰56t/d，選取型號為PBL－30的片冰機2臺，每臺30t/d的片冰生產能力完全能滿足系統的生產需求。

　　1.2.4制冷劑的選擇

　　制冷劑為氨，因為氨是廣泛使用的一種制冷劑，它的優點是標準沸騰溫度低，在冷凝器和蒸發器中壓力適中，具有單位容積制冷量大、導熱系數大、氣化潛熱大、節流損失小以及有漏氣現象時易被發現(有刺激性氣味)且價格低廉等特點。

　　1.2.5制冷壓縮機的選擇

　　活塞式制冷壓縮機現已大多被螺桿式制冷壓縮機取代，因為螺桿式制冷壓縮機有很多的優點:其結構緊湊、體積小、重量輕、沒有氣閥等易損件，運轉可靠性高，維護管理簡單。一般螺桿機均向工作腔噴油，因而使排氣溫度低、單級壓縮比大、容積效率高，它有滑閥調節裝置，可進行空載啟動以及無級冷量調節。近20年來螺桿式制冷壓縮機發展很快，機器品種增多，機組系統不斷更新，冷量也向更小和更大的范圍伸展，制冷系數、噪聲等指標已接近或達到活塞制冷壓縮機的水平。因此，制冷壓縮機選擇了4臺KA20CB螺桿式制冷壓縮機，單臺功率為200kW。

　　1.3制冷系統總體布置

　　制冷系統工藝設計的基本原則:

　　(1)制冷量按照標書中的左岸混凝土系統制冷總容量的要求進行。

　　(2)結合現場實際地形，制冷廠布置在能縮短制冷系統管路距離的地方。

　　(3)制冷系統首先應該滿足生產工藝的需要，也要考慮經濟，選用安全、可靠并盡可能采用先進工藝。

　　(4)壓縮機及輔助設備的布置應使連接管路最短，流向暢通并便于安裝，設備管路上的壓力表、溫度計及其他儀表均應設置在便于觀察的地方。

　　(5)廠內設備布置應保證操作、檢修方便，并盡可能緊湊，壓縮機應設于室內，其他輔助設備可設在室外或敞開式建筑中。

　　(6)片冰機均按獨立系統進行配套，以保證均勻穩定地提供氨液，簡化調節和操作運行，提高靈活性及可靠性。

　　根據以上原則，系統制冷樓設置于772m平臺的拌和樓側。

　　根據現場地形制冷設備配置的實際情況，制冷樓擬分5層，1樓放置螺桿式制冷壓縮機，2樓放置高壓貯氨器，3樓放置冷凝器和低壓貯氨器，4樓為冰庫，5樓放置片冰機，頂層放置2臺DFN－200型冷卻塔。

　　二、制冷效果

　　經實驗，骨料經過一次風冷再加入適量的冰，就能夠達到混凝土溫度控制的要求，混凝土測試溫度見表3。

　　表3 某水電站混凝土溫度控制測試溫度

 

加冰量/kg	出口溫度/℃	出口時間	測試溫度/℃	測試時間
50	16	11:30	14	12:05
60	11	12：26	11	12:26
70	9	12:50	9	12:50
40	14	13:20	13	13:20
30	11	13:48	12	13:48
20	13	14:00	13	14:00

　　三、結束語

　　綜上所述，本文結合筆者多年的工作經驗簡述了某水電站拌和站制冷系統的制冷原理、制冷工藝、設備及其布置，該系統采取對粗骨料吹冷風后將粗骨料溫度降低－6℃左右，并加5℃的冷水及－8℃的片冰就能保證夏季出機口的溫度。