专利名称：砼预冷两次风冷骨料工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及水利水电工程及其它工程砼施工技术，特别是一种砼预冷两次风冷骨料工艺。
目前，国内外现有砼预冷技术对于砼出机口温度等于或低于10℃的低温砼一般采用的预冷措施有三种一是水冷骨料；二是拌和楼料仓风冷骨料；三是加片冰拌和砼。即常规的“三冷”法预冷砼工艺。其中水冷骨料又分骨料罐中冷水浸泡骨料法与胶带机上冷水喷淋骨料法，这两种方法都存在冷量损耗大、工艺复杂、占地面积大、工程投资大等问题。采用水冷骨料还须修建专用水处理厂，冷却后的骨料存在脱水不干净、影响砼施工质量等问题。
本发明的目的在于提供一种中间环节少、性能优越、便于安装、运行简单、占地面积小、工程投资省、预冷砼质量稳定可靠的砼预冷两次风冷骨料工艺。
本发明的目的是这样实现的本工艺包括在拌和楼料仓内对骨料进行的风冷，独特之处在于骨料进入拌和楼料仓进行风冷之前，在骨料预冷仓内进行了一次风冷，该预冷仓内设置有冷风送配风装置，仓外设置有制备冷风的冷风机，以及制冷系统所配备提供冷源的其它设备。
在完成上述两次风冷以后再加片冰拌和砼。
本发明的优点在于工艺环节少，能耗低，占地面积小，工程投资省，运行费用低，预冷砼质量稳定可靠。其中，一个优势在于占地面积小，两次风冷之间可以互相调剂，互为补充，当某个环节出现故障时，短期内可以加大另一个环节的出力，以保证低温砼的生产。另一个优势在于骨料经过两次风冷后含水率降至0％，骨料表面不含水份，这样一方减少了骨料在风冷过程中的冻仓可能，使骨料可冷至负温，另一方面砼加大加冰量，进一步降低砼出机口温度，使砼施工质量稳定可靠。
本发明与常规的砼预冷骨料工艺相比，后半部分是一样的，即都是在拌和楼料仓内风冷骨料，然后再加片冰拌和砼，不同的是前半部分，一个是用风冷骨料，一个是用水冷骨料。其一次风冷与水冷工艺的差别在于1、占地面积的比较
一次风冷骨料与水冷骨料的制冷车间主机部分布置、结构形式、占地面积都差不多，不同的是骨料冷却形式部分。水冷骨料通常又分为罐冷法和皮带上淋水冷却骨料两种工艺，罐冷法由于设施复杂、操作运行复杂及限制砼产量等原因，现已基本不用。通常所说的水冷骨料一般是指在慢速皮带上喷淋冷水冷却骨料，这就需要增加保温的淋水廊道，将皮带机保温，为了保证骨料能充分冷透就必须增加皮带机长度，为保证砼产量即骨料的输送量则又必须增加皮带机的宽度及根数。同时，生产冷水的螺旋管蒸发器，全部为平面布置，冷水循环泵等均需占据很大的位置。
水冷骨料另一个占地面积大的工艺环节为水处理厂。冷水喷淋骨料后流回到回水池，此时水中带有泥沙与石，必须经过加药沉淀滤清后重新冷却，才能再送到螺旋管蒸发器中冷却，从而进入下轮循环。
风冷骨料冷却则在地面骨料风冷仓中进行，空气冷却器及鼓风机紧靠在边上布置，因此占地面积很小。以相同的砼出机口温度、相同的生产强度比较，两次风冷骨料工艺较常规砼预冷工艺节约占地面积70％。
2、冷量损耗的比较水冷骨料因其工艺环节多，在水的回收及处理过程中不可避免地要出现升温，因此冷量损耗较大。
风冷骨料则因其制冷末端设备紧靠骨料布置，工艺环节少，冷风循环回路短，故冷损耗相对要小得多。
以相同运行工况比较；用两冷风冷骨料工艺可比常规的砼预冷工艺节约制冷机装机容量约40％。
3、投资比较以一次性设备投资来说，水冷骨料远远大于利用两次风冷骨料技术，这是因为水冷骨料工艺复杂，设备数量多，且设备单价也高于两次风冷技术。
从土建投资看，水冷骨料占地面积大，设备安装工程量大，因此土建投资亦远高于两次风冷骨料技术。
4、运行费用比较因水冷骨料制冷机装机要大于两次风冷，故设备折旧及所用电费均高于两次风冷。再一个就是用水量，若仅是两次筛分骨料冲洗用水，则仅需0.5m3水/m3骨料，而水冷骨料则需2m3水/m3骨料。两者相比，用水冷骨料运行费比用二次风冷要高出30％。
5、运行的可靠性水冷骨料冷却完成后骨料含水率很高，对脱水的要求也很高，目前还不易做到，而两次风冷骨料则在第一次风冷骨料时是用0℃以上冷风与骨料接触，不会引起冻仓，因此对脱水要求可适当放低，骨料经第一次风冷后表面水份基本蒸发，再进行第二次风冷就可以用低温冷风来冷却骨料而不致于引起冻仓，因此两者相比，两次风冷骨料的终温可以远远低于水冷骨料加风冷的冷却方式，使砼出机口温度稳定地达到设计要求。
下面结合附图对本发明作进一步描述。
图1是本发明的制冷系统工艺流程图。
图2是本发明的冷风循环系统示意图。
以上附图所示的流程和结构是本发明的实施例。图1中，“-”为氨管，“-s-”为水管，“-ls-”为水管，“-B-”为输冰管。图中所示的流程包括三个循环氨工质的制冷循环、水循环和风循环。
氨工质的制冷循环系统由制冷压缩机1、冷凝器2、贮氨器3、节流阀15、低压循环贮氨器4、氨泵6以及末端蒸发设备组成。末端蒸发设备有4组生产冷水的立式蒸发器14，生产冷风的一次风冷系统，生产冷风的二次风冷系统，生产冰的制冰系统。氨工质在末端蒸发设备中通过由液态到气态的相变过程吸收热量，与氨管外介质实现热交换，达到使外部介质降温的效果。氨工质在制冷压缩机1、冷凝器2、贮氨器3、低压循环贮氨器4、节流阀15、氨泵6以及末端蒸发设备中循环产生冷量。在末端设备立式蒸发器14中，氨与氨管周围的水进行热交换，使水温降低从而生产出4℃～6℃的冷水，生产出的冷水在需要时送到拌和楼的拌和机中供搅拌混凝土用。冷水的另一用途是供片冰机9制冰用。在一次风冷系统中，氨工质在高效空气冷却器5中与空气实现热交换，使空气温度降低。离心风机7将冷空气吹入地面调节料仓中，让冷空气与料仓中的骨料进行热交换，使骨料温度降低。冷却后的骨料用皮带机送往拌和楼料仓进行二次风冷，进一步降温。与骨料进行热交换后的空气温度上升，回到高效空气冷却器中，再与氨工质进行热交换，这样就形成了一个风循环过程。在二次风冷系统中进行同样的过程氨工质在高效空气冷却器中与空气实现热交换将空气温度降低，冷空气由轴流风机8吹入拌和楼料仓，冷空气在拌和楼料仓中与骨料进行热交换，从而进一步降低骨料温度。经过与骨料的热交换，空气温度上升，回到高效空气冷却器中再与氨工质进行热交换，进入第二次风循环过程。在制冰系统中，氨工质在片冰机9中与水进行热交换，使水迅速结冰，生产出片冰，生产出的片冰落入贮冰库10中随时备用。当拌和楼需要时，气力输送设备11将贮冰库中的片冰送入拌和楼的拌和机中与冷却的骨料、砂、水泥、外加剂等一起搅拌，生产出符合温度控制要求的低温混凝土。
水循环在连接冷凝器2、冷却塔12和水泵13的水路中进行。冷却塔12将冷却水由水泵13送到冷凝器2中与氨工质进行热交换，使氨工质温度降低，由气态变为液态，进入贮氨器贮存。而冷却水温度上升后回到冷却塔中进行冷却，冷却后的冷却水再由水泵送到冷凝器中冷却氨工质。
本发明中的风冷骨料源由常规的氨制冷系统提供。
风冷骨料的中心为冷风闭式循环系统，下面分别介绍这个环路上的主要设备与设施。
如图2所示，它的主要组成为骨料冷却仓16其作用为贮存骨料，并使骨料在其中冷却后待用。第一次风冷的骨料冷却仓一般是利用骨料二次筛分后所设的地面调节料仓，第二次风冷的冷却仓则通常利用拌和楼料仓，骨料冷却仓中又装设有配风窗与回风窗，将整个冷却仓分为A、B、C三个区，顺序为预冷区、冷却区、授料区，其划分线分别以配风窗与回风窗的中心线划分。骨料的冷却在冷却区进行，预冷区中为待冷却的骨料，而冷却完毕的骨料则进入授料区待用。
配风窗17其作用是将冷风均匀地送到料仓冷却区中，并兼有挡料作用，破坏料仓下料漏斗，保证骨料顺层下料，先进入的料先冷先用，并尽可能减少冷风阻力，使骨料均匀冷却。
回风窗18其作用是保证与骨料充分热交换后的冷风能顺利地回到空气冷却器中，保证不漏风，不漏冷。
空气冷却器19其作用是提供骨料风冷的冷源，用作风冷骨料的空气冷却器一般是氨介质翅片管式换热器，空气在空气冷却器中通过翅片管与其中的氨液进行热交换，将空气降温后通过风管配风窗进入骨料冷却仓用以冷却骨料。
国内水利工程中常用的空气冷却器有GKL型高效空气冷却器及KL型空气冷却器，GKL型高效空气冷却器传热系数为26～30W/m2℃，翅片管结构形式为钢基管铝翅片套钢制紧胀圈，KL型空气冷却器传热系数为12～15W/m2℃，翅片管结构形式为钢基管套钢翅片，从使用情况看，GKL型高效空气冷却器具有传热效率高、体积小、重量轻、耐腐蚀、易清洗等优点，在相同使用情况下，使用GKL型高效空气冷却器其使用面积仅为KL型空气冷却器的一半。
鼓风机20其作用是推动冷风在冷风机、骨料冷却区、空气冷却器等组成的闭式环路中流动循环，一是使冷风充分地吸取骨料热量，二是使升温后的冷风进入空气冷却器冷却降温，从而进入下一轮循环。
按其结构形式分，鼓风机又分为离心式鼓风机与轴流式鼓风机，离心式鼓风机体积大，重量也重，叶轮转速较低，故障率较低，一般用于第一次风冷骨料，布置在地面调节冷却仓边，直接放置在地面上，轴流鼓风机体积小，重量轻，但同等风量下叶轮转速较快，线速度大，叶轮易磨损，优点是安装方便，占据空间较小，一般用于第二次风冷骨料，放置在拌和楼料仓外壁所设的冷风机平台上。
以工程实际运行情况看，在放置位置较充足的情况下，无论第一次风冷还是第二次风冷都应优先选用离心风机，其运行较稳定，检修与更换配件也相对容易。
风管21其作用是串连空气冷却器、鼓风机及骨料冷却仓，以形成冷风闭式循环系统。
权利要求
1.一种砼预冷两次风冷骨料工艺，它包括在拌和楼料仓内对骨料进行的风冷，其特征在于在骨料进入拌和楼料仓进行风冷之前，在骨料预冷仓内进行了一次风冷，该预冷仓内设置有冷风送配风装置，仓外设置有制备冷风的冷风机以及制冷系统所配备提供冷源的其它设备。
2.根据权利要求1所述的砼预冷两次风冷骨料工艺，其特征在于在完成上述两次风冷以后再加片冰拌和砼。
全文摘要
一种砼预冷两次风冷骨料,主要是克服现有的水冷骨料工艺存在冷量损耗大,占地面积大等弊端。它包括在拌和楼料仓内对骨料进行的风冷,独特之处在于在骨料进入拌和楼料仓进行风冷之前,在骨料预冷仓内已进行了一次风冷,该预冷仓内设置有冷风送配风装置,仓外设置有制备冷风的冷风机以及制冷系统所配备提供冷源的其它设备。本发明用于水利水电工程或其它工程施工中须对砼进行预冷的工程。可防止砼因温度应力产生裂缝现象。
文档编号B28C7/02GK1265349SQ0011445
公开日2000年9月6日 申请日期2000年3月31日 优先权日2000年3月31日
发明者龙慧文, 张文科, 戴荣华, 金兆城, 李红丽, 罗清, 夏仲平, 蒋乃明 申请人:长江水利委员会长江勘测规划设计研究院