仓壁对流式风道风冷调节料仓的设计与研究

孙 军 汉, 温 付 友

(中国水利水电第七工程局有限公司，四川 成都 610213)

1 研究背景

1.1 依托工程概述

澜沧江乌弄龙水电站大坝混凝土拌和系统生产混凝土的总量约为116万m3， 预冷混凝土的设计生产能力为218 m3/h。制冷系统容量为600万kcal/h，其中预冷常态混凝土出机口温度设计为12℃，预冷碾压混凝土出机口温度设计为13℃。

混凝土预冷措施为：骨料调节料仓一次风冷+搅拌楼料仓风冷粗骨料+低温水，其中一次风冷调节料仓配置6个混凝土结构仓(大石、中石、小石各2个料仓)[1]，料仓自上而下一共分为三个区域：进料区、冷却区、储料区[2]。

1.2 混凝土预冷技术现状

预冷混凝土生产常采用骨料预冷、加冰及冷水拌和，其中骨料预冷对混凝土的降温效果最为显著，而一次风冷尤为重要。在三峡工程成功采用“二次风冷”技术对骨料进行预冷生产7℃混凝土后，国内工程普遍采用风冷骨料技术，但目前骨料的风冷效率仅为60%左右[3]。在混凝土生产过程中，经常会出现骨料风冷不到位、骨料风冷效果有限的情况，为生产出合格的混凝土，达到温控要求，则需增加制冷设备的开机数量，延长设备运行的时间，增大设备容量，进而导致制冷设备利用率降低，能源消耗严重，经济投入增加。

1.3 仓壁对流式风道方案的提出

大型水电工程混凝土体积大，质量要求严格，温度控制要求高，拌和系统制冷设备多，投资大，能源消耗严重，而风冷调节料仓的设计大多采用贯入式回风道、单进风道的结构形式，冷风从进风道吹向骨料，对周边骨料进行冷却，冷风呈以进回风道为终点的环线分布。然而，当骨料仓较大、生产强度高时，冷风不能将骨料吹到较远处的料仓仓壁边，且进风道为单风道，冷风不能形成对流，骨料风冷效果有限，冷却区域需要加强而导致制冷设备运行时间加长，设备利用率降低，用电量加大，能源消耗严重，加大了经济投入。

针对上述问题，项目部通过对风冷调节料仓进风道进行改进，设计出了一种仓壁对流式风道风冷调节料仓，使冷风对流循环，从而有利于对骨料全面的预冷、提高了设备的利用率和节能减排，更有利于经济效益的提高。

2 仓壁对流式风道风冷调节料仓的设计

2.1 单风道风冷调节料仓的设计

目前应用较广的为单风道风冷调节料仓，在冷风仓的侧壁上分别开有进风口6和回风口5，在骨料仓底部设置了卸料口1，在冷风仓内壁进风口6和回风口5对应位置分别焊接基座4，在基座4上焊接配风窗架2，在配风窗架2上装有百叶窗3以减少粉尘损失，配风窗架2和百叶窗3构成回风道，回风道横向贯穿整个冷风仓，形成刺入式回风道[4]。

图1 单风道风冷调节料仓示意图

a.风冷调节料仓仓壁结构正视图 b.风冷调节料仓仓壁结构侧视图

c.仓内冷风流线示意图(a图的俯视图方向) d.仓内冷风流线示意图(a图的正视图方向)1.进风口，2.回风口，3.基座，4.配风窗架，5.窗架百叶窗，6.上下风口盖板，7.混凝土仓壁，8.仓壁风道，9.进风道，10.骨料冷却区，11.百叶窗图2 仓壁对流式风道风冷调节料仓示意图

2.2 仓壁对流式风道风冷调节料仓的设计

仓壁对流式风道风冷调节料仓包括料仓侧壁上的进风口、上下风口盖板和百叶窗，在侧壁进风口的上方开有回风口，进风口、回风口在对应料仓预留孔洞处通过预制埋件分别焊接基座，基座上焊接配风窗架，配风窗架上安装窗架百叶窗[5]。通过对单风道风冷调节料仓进风道进行改进，改进了进风方式，采用循环对流式风道，改变了骨料仓内进风道向回风道的冷风流线，提高了风冷效率，增加了骨料的有效冷却区域面积，减少了风冷死角区域，解决了目前预冷混凝土生产中冷却骨料效果差、制冷系统配置较大、单位能耗过高的难题。相比现有单风道结构技术，骨料仓内冷却区域更大，骨料冷透率更高，优化了冷风漏损情况，进而减少了冷损耗，进一步加强了骨料仓内的风冷效果，有利于对骨料进行全面的预冷，提高了制冷设备的利用率，达到了节能减排及提高温控混凝土质量的效果。

笔者结合实例对仓壁对流式风道风冷调节料仓进行说明。

参见图2，仓壁对流式风道风冷调节料仓包括料仓侧壁上的进风口1、上下风口盖板6和百叶窗11，在侧壁进风口1的上方开有回风口2，进风口1、回风口2在对应料仓预留孔洞处通过预制埋件分别焊接基座3，在基座3上焊接配风窗架4，在配风窗架4上安装窗架百叶窗5，形成贯入式进回风道。百叶窗11通过在仓壁内预埋焊接拼装的上下风口盖板6与混凝土仓壁7构成仓壁风道8，形成仓壁对流式进风道，以达到冷风对流的目的，改进了冷风流线，增大了骨料冷却区10。

该设计着眼于提高骨料风冷效果，增设了两个对流仓壁风道8、对流仓壁风道上下风口盖板6、对流仓壁风道百叶窗11，并将对流仓壁风道8与进风道9连通，形成了一个整体式进风通道，从而使由进风口进入的冷风流转形成冷风对流，改变了骨料仓内进风道向回风道的冷风流线。

2.3 仓壁对流式风道与单进风道的冷却效果比较

通过对2017年4月～2018年10月两个阶段、共12个月的温控混凝土生产运行实践进行对比分析(仓壁对流风道与单进风道温度对比情况见表1)得知：在同等耗时、氨压机组生产能量相同、料仓储量相等时进行料仓下料口骨料的温度检测，仓壁对流风道与单进风道相比，小石预冷降温同比降低约1 ℃，中石预冷降温同比降低约1 ℃～2 ℃，大石预冷降温同比降低2 ℃～2.5 ℃。同比降温曲线见图3。

表1 仓壁对流风道与单进风道温度对比表

图3 同比降温曲线图

3 结 语

仓壁对流式风道风冷调节料仓能有效地提高风冷效率，增加骨料的有效冷却区域面积，减少了风冷死角区域，有利于对骨料进行全面的预冷，提高了制冷设备的利用率，达到了节能减排及提高温控混凝土质量的效果。研究表明：仓壁对流式进风道相比单进风道对提高骨料的风冷效果作用显著。