坪头水电站厂区人工骨料加工厂的改扩建

柏仲生，秦光辉，刘亚洲，宋祺弢

(中国水电顾问集团成都勘测设计研究院，四川 成都 610072)

1 前 言

坪头水电站工程由首部枢纽、引水系统及地下厂房系统等水工建筑物组成。

首部枢纽从左到右由进水口、左岸挡水坝、冲砂闸、三孔泄洪闸及右岸挡水坝等建筑物组成。闸顶高程915m，最大闸高33m，闸坝轴线长108m。

引水系统沿美姑河左岸布置，包括引水隧洞、调压室和压力管道。引水隧洞长约12 761m，开挖断面为马蹄形断面，开挖尺寸为5.36～5.5m×6.5～6.8m。调压室布置为埋藏式，由上室交通洞、上室、及竖井组成。压力管道主要由上平段、蝶阀室及交通洞、上竖井段、中平段、下竖井段和下平段组成。

厂房系统为地下式，由主副厂房、安装间、主变室、尾水洞、交通洞、母线洞、排风(出线)洞等组成，总装机容量180MW(3×60MW)。

2 改扩建前人工骨料加工厂基本情况

2.1 加工能力及主要设备

坪头水电站厂区人工骨料加工厂原由水电八局承建，后转由水电三局负责运行管理及维护。该加工厂承担工程引水隧洞4号支洞以下所有工作面及厂区枢纽混凝土所用成品砂石骨料的生产。加工厂成品骨料生产能力约80t/h，其中粗骨料50t/h，细骨料30t/h。成品骨料最大粒径为80mm，以回采洞挖出渣料作为毛料。

加工厂由粗碎车间、中碎车间、细碎制砂车间及2个筛分车间组成。其主要破碎设备有PE600×900型颚式破碎机1台、PEX250×1200型颚式破碎机1台、PE400×600型颚式破碎机1台、VI6000型立轴式冲击破碎机1台。主要筛分设备有180-16LM 3YKR1548筛分机2台、YK1543筛分机1台。加工厂主要设备见表1。

表1 主要设备配置

2.2 主要工艺流程

本系统回采小于500mm的石渣，经自卸汽车运到粗碎车间受料口，经给料机进入颚式破碎机，破碎后通过胶带机进入预筛分车间。

预筛分车间布置1台3YKR1548筛分机(1号振动筛)。1号振动筛设一层筛网，筛孔尺寸为80mm。经预筛分分级后大于80mm的碎石进入中碎车间。破碎后物料与预筛分分级后小于40mm的物料一并由胶带机送入调节料仓。

筛分车间共布置2台筛分机(2号、3号振动筛)：2号振动筛为1台3YK1543筛分机，设四层筛网，筛孔尺寸分别为40、20、10、5mm。经筛分分级后20～40mm、5～20mm、5～10mm碎石经胶带机可分别进入中、小石及豆石成品料仓；大于40mm物料和部分20～40mm、5～20mm的中、小石(含米石)通过分叉料斗进入制砂车间。

3号振动筛为1台3YKR1548筛分机，设一层筛网，筛孔5mm。3号筛分机筛分后小于5mm的物料通过胶带机进入成品砂仓；大于5mm的物料由胶带机返回立式冲击破碎机进行闭路生产。

2.3 调节料堆与成品料堆

(1)调节料堆。系统内布置调节料堆一个，堆放小于80mm的混合料，料堆总容积800m3。

(2)成品料堆。成品料堆分碎石堆、砂堆，其中碎石堆为4个，分别存放大石(40～80mm)、中石(20～40mm)、小石(5～20mm)和米石(5～10mm)，总容积为7 200m3；砂堆总容积为2 600m3。

2.4 主要破碎设备工况

经水电三局现场对主要破碎设备进行测试，测试瞬时产量如下：

(1)粗碎设备。粗碎设备PE0609型颚式破碎机破碎能力约96t/h。

(2)中碎设备。中碎设备PE0406和PEX251250颚式破碎机各1台，破碎能力共计约为74t/h。

(3)细碎、制砂设备。细碎制砂设备为VI6000立式冲击破碎机1台，通过能力共计约为80t/h，其中人工砂产量约26t/h。

根据以上测试成果及对现场情况的分析，粗碎设备产量基本属于设备正常使用范围。据现场运行人员反映，中碎设备以上产量均为PEX251250生产，PE0406难以正常生产。细碎制砂设备产量基本属于设备正常使用范围。

3 加工系统改扩建

由于在主体工程实施过程中，现场条件发生了较大的变化，根据新的目标工期及施工总进度安排，相应部位混凝土的月高峰强度约为18 000万m3，原有的厂区人工骨料加工系统生产能力已不能满足新的混凝土浇筑强度需求，因此需进行改扩建。

3.1 加工厂规模

加工厂改扩建后需满足每天二班制连续生产，毛料处理能力为150t/h，成品骨料生产能力为120t/h，其中成品粗骨料生产能力为70t/h，成品细骨料生产能力为50t/h。

3.2 主要工艺流程

加工厂改扩建时对工艺流程进行了如下调整：

(1)增加中碎车间的闭路循环，即增加筛分车间至中碎车间胶带机，以满足立式冲击破碎机进料大于40mm。

(2)恢复40～80mm出料胶带机，以确保少量三级配混凝土的大石用料。

(3)3号振动筛增加3mm筛网及相应配套的设施(或胶带机、或分叉溜槽等)，将3～5mm的粗砂进立式冲击破碎机闭路循环，以减少成品砂中粗颗粒含量，使成品砂细度模数及颗粒级配满足电站混凝土工程要求。

(4)增加选粉机。该机设于立式破碎机出料口，针对细骨料石粉含量较高的特点，回收细骨料中多余石粉。

改扩建后的骨料加工厂工艺流程见图1。

图1 厂区人工骨料加工厂工艺流程

3.3 新增主要设备

对原有设备情况综合分析后，改扩建需要新增的设备见表2。

表2 新增主要设备

4 新增投资估算

新增投资估算主要包括新增设备费用和新增土建费用两部分。新增主要设备费用约120万元(见表2)。新增土建费用根据同类工程经验类比，系统改扩建增加土建工程量估算见表3。

表3 新增工程量估算

综合上述分析，坪头水电站厂区人工骨料加工厂改扩建需新增费用总计约为200万元。

5 结束语

坪头水电站厂区人工骨料加工厂改建前因运行时间较长，原有设备老化较严重，多数情况下难以达到额定产量；且后期现场条件发生变化，混凝土强度增加幅度较大，对加工厂生产能力提出新的要求。改扩建设计除增加中碎车间的闭路循环、恢复40～80mm出料胶带机等流程外，另针对细骨料石粉含量较高的特点，新增设选粉机以回收细骨料中多余石粉，较好地调整了细骨料中的石粉含量。

运行结果表明，坪头水电站厂区骨料加工厂经改扩建后，生产能力、产品质量均得到较大提高，较为圆满地解决了厂区混凝土骨料的供应缺口问题。

致谢：本文得到了徐寅、曹华两位老师的悉心指导，在此表示衷心感谢！