CCS电站厂房拌合楼冷水机组的改造

郝波

（中国水利水电第十四工程局有限公司，云南昆明650041）

CCS电站厂房拌合楼冷水机组的改造

郝波

（中国水利水电第十四工程局有限公司，云南昆明650041）

CCS电站厂房拌合楼冷水机组改造成功实行对厂房施工顺利进行起到一定的推动作用，本文对其原理及改造过程进行了简析。

冷水机组；改造；调试；运行

1　概述

科卡科多辛克雷电站（简称CCS电站）厂房施工区布置有一座90站拌合楼用以供应地下厂房、尾水洞、出线场、高位水池及业主营地等部位混凝土浇筑施工。整个厂房施工区混凝土使用量超过25万m3，是除首部施工区之外的又一混凝土使用大户。施工现场海拔630 m左右，平均气温高达28℃，给施工生产造成了很大困扰。由于室外气温高，且当地购买的水泥温度也高，使现场成品混凝土温度超过规范规定的25℃而无法使用在主体结构工程上，由此购买一套冷水机组生产冷却水供应拌合楼施工生产，保证混凝土质量满足使用要求。

2　冷水机组的工作原理

厂房拌合楼使用的冷水机组是降幕式冷水机组，主要由输水管路、降幕式板片降温系统、水箱、电路系统等组成。

基本原理：温水（25℃）经过特殊的降幕式冷水蒸发器处理成要求的冷水（≤4℃），流到保温水箱内储存。水的降温系统即为降幕式板片降温系统。为了保证出水温度为1～3℃临界温度的冰水，制冷系统蒸发温度必须低于水的凝固临界温度，但蒸发水的温度低于水的凝固温度，蒸发器容易结冰，所以板片间隙较宽，防止结冰膨胀，冻坏蒸发器。蒸发器利用板片表面冷水降幕流动对流，加强水的换热效果，快速降温。

具体制冷工艺：常温水由进水管线进入交换水箱并经不同的循环管线进入降幕式板片降温系统，通过制冷板片制冷后再次流到交换水箱，由交换水箱进入冷水储存箱；同时冷水储存箱中多余的冷却水又经由进水管线进入交换水箱再次进行制冷循环。

3　冷水机组的改造

冷水机组安装完成后经调试运行，效果并不理想，经循环制冷后的冷却水温度基本维持在7～8℃左右，以此温度的冷却水供应拌合楼拌制混凝土无法达到施工质量要求（混凝土出厂温度高于25℃，中午时间混凝土出厂温度更高）。对冷水机组的结构及制冷环节进行分析，基本有两点：

（1）厂家提供的冷水储存箱体积大（经测算理论值达到30 m3以上），降幕式板片降温系统内部管线直径较小，为了制冷需要制冷板片上的过水槽很小（常温水缓慢流经制冷板片才能很好起到制冷效果），冷水循环过程较慢，特别是刚开机时系统不会循环工作，也不会供应成品冷水，只有冷水储存箱储存水达到一定量以后才会开始进行循环工作，这使得冷却水循环制冷过程加长，在循环过程中冷水温度升高，成品冷却水无法满足使用要求。

（2）室外温度高，冷水箱表面积大，冷却水在冷水储存箱中由于与外界产生较多热量交换，冷却水温度升高，使成品冷却水水温增加。

此外，冷却水温度达不到规定要求，自动温控开关不会叫停系统，冷水机组还会继续运行，循环制冷过程加长，造成很大的资源浪费。

由此根据现场实际情况对冷水机组进行改造，降低冷水机组输出冷却水温度，提高生产效率，保证施工生产。

冷水机组改造主要有以下几点：

（1）停用厂家提供的冷水储存箱，现场下料制作一个长2 m、宽2 m、高度2.5 m的冷水储存箱，新冷水储存箱体积10 m3左右，比原来30 m3冷却水储存箱体积小很多，冷水机组生产的冷水可以很快装满水箱（水箱里的水一般有一半左右就不会影响冷水机组的运行，也不会影响成品冷水供应）。将冷水机组摆放到靠近冷水机组交换水箱的位置，外部循环系统只需要设置3趟管线即可完成工作任务，一条进水管线、一条回水管线和一条送水管线，冷却水经由进水管线进入新冷水储存箱，一部分供应到拌合楼进行混凝土施工生产，另一部分经由出水管线进入交换水箱重新进行循环制冷。

（2）选用20 mm厚的专用保温板将水箱、外部循环管路及成品冷水输送管路密封包裹，并使用铅丝等物件捆扎牢固，一方面，防止阳光直射使储存水箱、管路及其内部冷却水温度升高，另一方面，保温板本身具有隔绝热量交换的功能，可以有效降低内部冷却水与外界热量交换，保证冷却水在循环输送过程中不会出现升温现象。

（3）新增加的冷水储存箱只有进水、回水管等，没有相应的配套设备，无法进行自动调节、运行，且无法进行远程操作。所以冷水储存箱安装就位后，在其中安装一个温控感应装置，此装置与冷水机组系统联通、与外部水泵联通，当冷水储存箱中冷水温度达到标准（即1～3℃）时水泵才可以工作，将成品冷水输送到拌合系统使用；一旦冷水储存箱中冷水温度高于3℃，冷水则经回水管路回到交换水箱继续进行制冷作业，循环制冷作业会一直进行，直到成品冷水达到使用标准。此外还在冷水储存箱中装有一个液位控制器，功能主要是控制储存箱中储存水的体积，当拌合楼在一定时间需要的成品冷水量小于冷水机组制造冷水量时，通过液位传感器使冷却水回流入交换水箱，与此同时制冷循环逐步减弱直至停止（冷水机组停止运行）。

冷水储存箱在底部还设有一个排水口，一旦设备出现异常，可以打开排水口排除已制造的冷却水，冷却水排完后再关闭排水口进行设备检修。

4　实际应用

4.1设备改造安装

初期准备材料、制作冷水储存箱，前期工作完成后现场安装，确定储存箱摆放位置，包括朝向、高度等；根据不同功能用途布设管线，要求管线尽可能短，符合工艺、美观等要求；根据管线布设实际情况对冷水储存箱进行开孔作业并焊接；安装电气相关设备，要求重要、复杂、专有线路标明，方便检修。

4.2调试

调试工作在电气安装、机械安装及操作等相关人员配合下进行。

调试前检查：①检查管路，进水、回水、送水等管路规格、连接方式是否正确；②水泵等外部设备能否运转，方向是否正确，需遮盖防护是否到位；③复查感应装置、电缆等电气设备是否完好；④向储存箱中注水，检查其密封性。

进行调试：①接通电源，对单个电气设备进行单独运行，特别是温控感应装置和液位控制装置需要进行多次单独运行、调试检查，保证灵敏度等满足要求；②冷水机组制冷功能不开启，通过进水管向交换水箱内注入常温水，开启手动闸阀使常温水在冷水储存箱、进水管路、出水管路、送水管路之间进行流动，要求流动顺畅、无泄漏等问题；③打开冷水机组制冷功能并通过输水管线输入常温水，整套设备进行正常制冷操作，在拌合楼底下输送冷水管线处检查成品冷水温度，达标后进行单盘混凝土拌制，检查拌制混凝土温度是否达标。

通过调试运行确定改造后的冷水机组输送成品冷水温度达到使用要求，设备可以正常运行使用。

4.3运行

冷水机组运行较为简单，拌制前几分钟打开冷水机组进行制冷加工作业，操作室查看显示灯，满足要求后即可进行混凝土拌制。运行过程中设备故障维修主要涉及电气方面，由于经常下雨，空气潮湿，电气设备容易形成短路造成损坏，拌合楼靠近砂石系统，粉尘很大，长时间会影响设备运转，所以定期需对设备进行检查维护。

5　成果总结

施工现场地形、温度、湿度、海拔等客观条件限制造成购进设备不能满足使用要求的现象时有发生，为此必须对设备进行局部改造，从而满足使用要求，改造可以尽量使用现场材料，以节约成本为努力方向。

CCS电站厂房拌合楼冷水机组改造就是利用现场已有设备及条件进行局部改造的一个典型例子。冷水机组运行结果显示，设备改造后输出冷水温度达到2℃左右，利用成品冷水拌制混凝土温度低于25℃，满足质量控制标准。冷水机组改造顺利完成不但推动电站施工顺利进行，也为以后此类项目积累一定的经验。

TV53+9

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1672-5387（2016）09-0057-02

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.09.019

2016-04-15

郝波（1986-），男，助理工程师，从事水利水电工程砂石拌合系统及金接制安技术管理工作。