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    弗格森冰雪设备、制冰机、冷水机制造商

    弗格森制冰机主要有管冰机,条冰机,片冰机,板冰机,真空预冷机,颗粒冰机,冷水机,冷库设备,冷却系统,各类冻库,冰蓄冷系统,煤矿降温系统等

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    三峡大坝混凝土冷却工艺

    摘要:三峡工程混凝土工程量巨大,夏季混凝土出机口温度7℃,混凝土降温分别采用了骨料两次风冷,加冰、加冷水拌和等手段;经实测和验算,拌和、制冷系统合理,运行效果良好,是三峡混凝土浇筑质量的重要保证(作者赵爱珍,总经济师)。  三峡工程生产低温混凝土的时段在每年4月至11月,温 控期长,低温混凝上产量大。2000年温控混凝土即达到295万m3。不管是生产强度还是出机口温度,都是目前世界上低温混凝土的高水平。对三峡的混凝土冷却工艺进行校核、总结,有着重要的意义。1 三峡二期工程混凝土系统概况  三峡二期工程共布置5个混凝土系统,全部在左岸。其中泄洪坝段两个:79高程系统和90高程系统;厂房坝段两个:82高程系统和120高程系统;临时船闸及永久船闸1个:98.7高程系统。  浇筑量(m3)  气温月份


     合计常温混凝土温控混凝土平均最高


    1140 555  4.415.62116 872  7.017.73133 293  13.131.24132 62723 544109 08318.329.45120 265553119 71223.839.06117 745633117 11225.636.5793 05142192 6302840.0894 36838893 98026.735.3971 52361370 91022.234.21084 51043284 07817.730.211111 85674 28137 57510.624.61284 628  8.519.1

     

    关键词:混凝土冷却;制冰机;片冰机;冷水机;热平衡;三峡工程

     

     

     

      由于三峡工程混凝土浇筑量巨大,全年混凝土生产安排紧凑,无论从计划浇筑量还是实际完成量来看,往往高温季节仍是浇筑高峰期。以 90系统混凝上生产为例,见表l。

    表1 2000年三峡 90系统月浇筑量表



      从表1可以看出,在5、6、7、8、9气温最高的五个月里,平均强度达99 390m3,是年平均强度108440m3的91%。通过混凝土冷却工艺的采用,摆脱了高温季节不宜浇筑混凝土的制约,实现了全年均衡生产。

    2 ▽90系统混凝土冷却工艺  三峡工程各拌和系统冷却工艺基本相同,以▽90系统为例,混凝土预冷工艺如图1示。

     

      从图1可以看出,混凝土材料的冷却手段分别采用风冷骨料、加冰拌和、加冷水等常规手段。由于骨料降温幅度大(30℃),故采用二级风冷,以提高制冷效率。

    2.1 骨料冷却

      分两次进行冷却,即一次风冷、二次风冷。骨料经二次筛分后,用皮带输入专设的预冷仓进行一次风冷。一次风冷仓共两组,每台拌和楼1组;每组4个预冷仓,每个仓容积240m3,为矩形钢筒仓;分别冷却特大石、大石、中石、小石。预冷仓内设有配风窗、回风道等气流组织设施。预冷仓下没有廊道,冷却后的骨料由此用皮带送人拌和楼料仓进行二次风冷。

     

    图1 90高程混凝土系统制冷工艺图

      预冷仓内的气流组织形式为逆流式。骨料通过上料皮带自上而下进入预冷仓;冷风自下而上经冷风机、配风窗、回风口再回到冷风机。  一次风冷二次风冷


    装机容量(Kcal/h) 600×104500×104预冷仓进口风温() 1~-1-8~-12预冷仓出口风温() 188预冷仓风量(m3/h)特大石(3335)×104(1824)×104大石(3335)×104(1824)×104中石(3335)×104(1824)×104小石(3335)×104(1824)×104  28.7910骨料出料温度()特大石68-2~-0大石68-2~-0中石68-2~-0小石68-2~-0骨料冷却时间(min) 5050预冷罐(仓)容积(m3) 240201


     

      预冷仓及上楼皮带栈桥用50mm厚EPS隔热夹心板封闭,以减少冷量损失。

      二次风冷由附壁式冷风机供应冷风,二次风冷车间的氨压机提供冷源。骨料仓内设有配风装置。

      拌和楼料仓外表面采用100mm厚橡塑板保温,附壁式冷风机采用200mm厚岩棉保温。

      骨料预冷工艺参数如表2。

    表 2


                 

    2.2 加冰及加冷水拌口

      ▽90系统两座拌和楼拌制用冷水和冰由一座片冰楼提供,其主要参数如下:

      制冰:装机容量 400x104 kcal

         产冰量 17.5t/h

         冰出库温度 -5℃~-8℃

      制冷水: 冷水温度 l℃~4℃

      片冰楼为钢结构、多层布置。设备布置如图2。

    图2

      第三层的70t冰库,用气力输冰泵向4x 3.0拌和楼供应片冰;第五层两座双连50t冰库,用胶带机向4x 6.0拌和偻供应片冰。

    3 热平衡计算3.1 计算条件材料容量
    kg/m3
    比热
    kcal/kg·
    含水率
    %
    空隙率
    %
    导热系数
    W/m·




    (G1)150~80mm1 4300.229<1442.5(G2)80~40mm1.4300.229<1442.5(G3)40~20mm1 4600.229<1442.5(G4)20~5mm1 4600.229<1442.5砂(s)<5mm1 5300.2296432.5水泥(C)1 3000.184   粉煤灰(F)1 0000.184   水(W)1 0001   片冰(I)4200.5   


    混凝土
    标号
    水灰比片冰水泥粉煤灰粗骨料(mm)
    G1
    150-80
    G2
    80-40
    G3
    40-20
    G4
    20-5

    200#0.6120 16040566490408327408200#0.55113 16640618 782313469温度℃ 1~4-3454526.70000

     

     

    表3 各种物料物理、热学性能参数


      片冰潜热利用率:90%;混凝土拌和机械热:1 500kcal/m3

    3.2 计算用混凝土典型级配

      采用200#四级配和三级配作为制冷系统汁算的典型级配。其配合比如表4

    表4

    (单位:kg/m3)

     

    3.3 热平衡计算

      材料计算温度取自表4,预冷温度取上限,无预冷的材料取7月份多年平均温度。根据经验,对于典型级配,加冰量一般不大于50kg/m3,否则混凝土的塌落度将难以保证。因此,以此为必要条件来考核制冷系统;也就是只要混凝土出机口温度为7℃时,加冰量不大于50kg,系统即满足要求。

      T0=ΣTiGiCi-80ηGc+Q/ΣGiCi

    (1)

      To---- 混凝土出机口温度,7℃;

      Ti ----第i种材料的平均进料温度,℃,见表4;

      Gi ----第i种材料的重量,kg,见表4;

      Ci ----第i种材料的比热,kcal/kg·℃,见表3;

      Gc ----每m3混凝土加冰量,kg;

      η----- 冰的冷量利用率,0.9;

      Q------每m3混凝土拌制产生的机械热,1 500kcal/m3;

      80-----冰的融化潜热,kcal/kg;

      根据(1)式计算200#四级配的加冰量(Gc):

    7=1633×0×0.299+566×26.7×0.229+4GW+(160+40)×45×0.184-33×0.5Gc-80×0.9Gc+1500/(1633+566)×0.229+GW+(160+40)×0.184+Gc

      7=4GW-75Gc+6617/GW×Gc+540.37

      因为 GW+Gc=120

         Gw=120-Gc  代入上式得

         Gc=31.93kg

      加冰31.3 kg即可达到7℃的出机口温度。上式未考虑骨料含水率,如果按砂含水6%、粗骨料含水1%考虑,总含水量49kg/m3,计算同上式,加冰量为:

      Gc=40.3kg

      200#三级配加冰量:

      计算同上。当不考虑骨料含水率时,加冰量:

    Gc=36.5kg

      当考虑骨料含水率1%、砂含水率6%时,加冰量:

    Gc=46.4kg

      骨料不含水情况实际不存在,因此,混凝土材料预冷温度为设计上限时,要使出机口温度保持7℃,需加冰约40~46kg。

      实际运行时,非典型级配影响较大。当标号提高、级配降低,混凝土含热量大大增加,再考虑其他不确定因素,比如气温高于多年平均气温等,势必大大增加加冰量。要减少加冰量,有两条途径;第一是控制好骨料含水率,减少骨料含水,可减少混凝土总热量。从上面的计算可以看出,极限状态可减少加冰8~10kg。第二是加强制冷系统运行管理,使预冷材料的温度接近系统设计的下限。

      骨料温度每下降1℃,增加的冷量为:

      200#四级配: R=1633x0.229:374 keal

      200#三级配: R=1564X0.229=358 kcal

      冰和水每下降l℃,增加的冷量为:

      200#四级配: R=120kcal

      200#三级配: R=113 kcal

      从式(1)的计算中可知,混凝土单位热量为:

      200#四级配 660keal/m3·

      200#三级配 650kcal/m3·

      由此可算出,骨料温度每下降1℃,混凝土温度下降0.55℃,冰和水每下降1℃,混凝土温度下降0.18~℃要说明的是,冰温达到0℃,即冰水混合状态,冰的潜热损失很大,也即冷量损失很大,是不允许的。冰必须保持下燥状态。

      我们抽查了2000年7月90系统的配料单,样本51个,实际加冰情况如下:

      平均每m3加冰量 46kg

      最大每m3加冰量 6l kg

      最小每m3加冰量 3l kg

      实际生产中,加冰量与计算分析的结果基本一致。最大加冰量为6lkg,发生在250#三级配,原因是水泥用量增加了。

     

     

     

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