亭子口左岸砂石加工系统扩容升级方案

张建花　文 杰　谭文东

（葛洲坝集团第五工程有限公司　湖北　宜昌　443002）

摘 要：亭子口左岸砂石加工系统作为承担大坝混凝土施工所需砂石料的生产，为满足工程大坝混凝土浇筑高峰期所需砂石料，对左岸砂石加工系统进行了扩容改造。本文重点介绍亭子口左岸砂石加工系统的工艺流程及设备配置情况，运行中存在的问题与扩容改造。

关键词：亭子口　砂石加工系统　扩容改造

1 概况

亭子口水利枢纽位于四川省广元市苍溪县境内的嘉陵江干流中游河段上段，是嘉陵江干流开发中唯一的控制性工程，以防洪、灌溉及城乡供水、发电为主，兼顾航运，并具有拦沙减淤等效益的综合利用工程。

嘉陵江亭子口水利枢纽工程由挡水建筑物、泄洪消能建筑物、电站厂房、通航建筑物、灌溉引水首部建筑物组成。本枢纽正常蓄水位458m，相应库容34.68亿m3，总库容40.67亿m3；坝顶高程为466m，最大坝高113m，坝轴线全长995.8m；泄水建筑物采用表孔、深孔结合，以表孔为主的布置方式；通航建筑物为2×500t垂直升船机；坝后式厂房，总装机容量4×250MW。工程混凝土总量约539.47×104m3。

左岸砂石加工系统布置在坝址左岸下游0.5～1.3km的圆柏树，承担主体工程混凝土约500.0×104m3骨料的生产，系统处理能力为2000t/h，成品骨料生产能力为1600t/h。

2 系统生产工艺

2.1 系统生产工艺流程

左岸砂石加工系统生产工艺流程见图1。

2.2 系统工艺及设备情况

系统采用三段破碎，粗碎采用开路生产，中碎采用闭路生产，细碎对原料进行预破碎并辅助制砂，超细碎闭路生产，并辅助以棒磨机制砂和调整砂的级配和细度模数，考虑到增加砂石粉含量配置石粉回收装置。

图1 工艺流程图

考虑到成品砂石粉含量受外在因素影响较大，因此在总体方案考虑外掺石粉在拌和搂予以补充和调节。

考虑到石粉供应因素的影响，在工艺环节增设石粉制备工艺。

主要设备类型：粗碎采用颚式破碎机，中细碎采用圆锥破碎机，超细碎采用立式冲击破碎机。系统主要工艺设备见表1。

表1 系统主要工艺设备表

续表

3 存在的问题与扩容改造措施

根据“亭子口水利枢纽砂石系统加工能力校核及二期工程骨料供应专题会”的会议具体意见：

①由于料源条件由招标阶段的陆上开采为主改变为水下开采为主，天然料实际获得砂率减少。根据料源变化的情况和投产以来实际运行的情况，制砂环节是本系统的薄弱环节，为此，建议增加一台制砂机及配套设备。

②根据现有系统的布置，建议增加的制砂机系统建于左砂系统内。

③制砂配套设备包含制砂前序的一台细碎设备和后序的一台高频筛以及相关设备。

④由于成品堆场外侧增加运输道路影响了成品堆场容量，因此应该在其坡脚处增加挡墙。

由于左岸砂石系统设计的料源由招标阶段的陆上开采为主改变为水下开采为主，基本条件已发生变化，天然料实际获得砂率减少，且工程所需成品砂石骨料综合砂率也有所提高，系统原设计的制砂能力已不能满足要求。为满足砂石料用料需求，提高系统生产能力。经业主同意，对砂石加工系统进行扩容改造。

根据专题会意见及结合系统实际情况，扩容改造涉及细碎、超细碎、四筛车间以及相关胶带机，详见图2“系统扩容改造总平面布置图”。

扩容改造情况及增加设备见表2。(www.xing528.com)

图2 系统扩容改造总平面布置图

表2 系统扩容改造所需的主要设备表

3.1 细碎扩容

细碎扩容的方案为：增设与原有设备相同的GZG1003F振动给料机和CH440MF圆锥破碎机各1台，将设备安装在调节料仓的下游侧，在料仓底部开孔，采用钢结构支架将其固定在料仓底部，向圆锥破给料，其破碎后的物料通过C3’胶带机分担在其他现有的3条 （C1～C3） 胶带机即三筛的3台筛分机上，也可在原有3台破碎机中的1台检修时，确保有3台破碎机工作，从而不再增加四筛设备。

因工期原因和尽可能少地影响系统生产，破碎机采用混凝土基础和钢结构支架的形式。

3.2 超细碎及四筛扩容

超细碎扩容方案为：增设与原有设备相同的GZG1003F振动给料机和CV229 （原型号为RP109） 立轴破各1台，将设备安装在调节料仓的上游侧，在料仓底部开孔，采用钢结构支架将其固定在料仓底部，向立轴破给料，立轴破加工后的物料通过C16胶带机输送到四筛新增的高频筛进行分级。

四筛扩容方案：由于三筛与四筛楼体间距10m （混凝土立柱中心距），而2台筛分机楼体立柱间距 （立柱中心距） 不小于10m，因此，三、四筛中间无法布置2台筛分机，因此采用普通的圆振筛现场则无法布置。为此，选用2618VM进口高频筛1台即可解决现场位置狭小、布置困难的问题。

高频筛的筛分振动直接作用在筛网上，增加物料的分层及分离效果，因而应用于细料筛分比其他筛分设备具有更大的处理能力。高频筛由可变速度 （0～4200RPM） 的液压振动器驱动，可获得最佳的效率及生产能力。可以调整振动器内部的配重以调整振幅。

3.3 相关胶带机扩容

由于立轴破循环料较大，C4、C5、C6、C7胶带机输送能力无法满足要求，需要提速和增加带宽。特别是C6本身负荷已经较大，并已提速，目前的胶带机带速为2.5m/s，胶带机运行速度过快皮带跑偏更加难以控制，严重时容易造成撕皮带等事故，而C6胶带机一旦故障，将导致整个系统停产。再者，胶带机运行速度过快，电磁除铁器难以发挥作用，给破碎设备造成不必要的损坏。

再继续提高带速已不现实，必须增加带宽，C6胶带机原设计带宽为B=1000mm，需要加大至B=1200mm，而增加带宽必须更换所有胶带机部件 （包括驱动装置、改向滚筒、托辊支架等），胶带机桁架及驱动装置基础均需要加大，在更换这些设施时不可避免地给系统带来停产。

另外其余三条胶带机也存在同样的问题，而且C4、C5胶带机位于四筛的副楼上，副楼的宽度不允许这两条胶带机同时增加带宽 （从B=800mm加宽至B=1000mm），同样，在增加带宽更换胶带机部件时系统必须停产。另外，在有限的位置即使增加了带宽，致使在高强度的生产运行过程中，更不便于检修和维护保养。

由此可见，对C4～C7胶带机增加带宽和提高带速均不可行。

为此，我们采取增加胶带机对三、四筛分级后的粗骨料进行分流的方案，即：C4～C7胶带机仅输送四筛分级后的粗骨料即立轴破的回头料，以减轻C4～C7胶带机运输线的压力，而三筛的粗骨料通过新增的C4’、C5’、C13～C15运输线将物料输送至超细碎调节料仓。这样，系统可基本上不停产即可改造完成。

由于三、四筛粗骨料采取分流的方案，即采用两条线向超细碎调节料仓给料的方案，且新增的立轴破设置在料仓的侧面，新增的C15胶带机定点落料可以同时给2～3台立轴破给料，而C7胶带机还是可以按原设计可逆配仓式给料，再者C4’去C4和C13、C5’去C5和C13的流量均可以自由调整，因此超细碎调节料仓无需再行加大即可满足要求。

系统扩容改造需新增的胶带机共计7条，其参数见表3。

表3 系统扩容改造需新增的胶带机参数表

3.4 成品砂堆场扩容

根据专题会意见，由于成品堆场外侧增加运输道路影响了成品堆场容量，因此应该在其坡脚处增加挡墙。对现有挡墙进行加高处理，高度增加1～2m，为了挡墙的安全稳定，将同时加大挡墙断面。

4 结束语

亭子口左岸砂石系统经多项改造后，系统生产能力有较大提高。系统运行稳定、可靠，大大地降低了生产运行成本，获得了较为明显的经济效益；因砂石加工系统结合了现场施工经验对系统进行了持续的改进，且在边生产运行边改进情况下逐步完善的。系统该实践探索可为其他砂石系统的改进提供借鉴，供砂石料生产系统同行进行参考。

◎作者简介：

张建花，女，工程师，葛洲坝集团第五工程有限公司。

文 杰，男，高级工程师，葛洲坝五公司副总工程师。

谭文东，男，工程师，葛洲坝五公司亭子口砂石项目部。