加载中…三峡大坝混凝土冷却工艺
(2013-05-03 14:38:57)
标签：
混凝土降温制冰机自动储冰库 |
分类： 弗格森混凝土降温 |
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最高水平。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。
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。 |
http://www.chinawater.net.cn/JOURNAL/Three_Gorges/200107/images/7-tu(1).gif 图1 90高程混凝土系统制冷工艺图 |
.gif){kind=link}
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。
装机容量(Kcal/h)
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。 |
http://www.chinawater.net.cn/JOURNAL/Three_Gorges/200107/images/7-tu(2).gif 图2 |
.gif){kind=link}
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·℃
粗
骨
料（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
混凝土
标号水灰比水片冰水泥粉煤灰砂粗骨料(mm)
G1
150-80G2
80-40G3
40-20G4
20-5
200＃0.6120
|
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。
喜欢
0
赠金笔