大藤峡厂坝工程制冷系统增容设计与实践

李战锋，陈建平

（中国水利水电第八工程局有限公司，410004，长沙）

一、工程概述

中国水利水电第八工程局有限公司承担大藤峡厂坝工程混凝土生产任务。 按照要求，高温季节混凝土出机口温度为14℃，混凝土预冷系统需满足高温期混凝土浇筑高峰强度约9.0 万m3/月的供应。混凝土生产系统布置1 座2×3.0 m3强制式混凝土拌和楼，1 座4×4.5 m3自落式混凝土拌和楼。

2017 年5 月，设计调整了温控标准，要求混凝土生产系统最低出机口温度需达到7℃， 温控混凝土强度满足12 万m3/月， 混凝土产量要求200 m3/h。 因此需对大藤峡厂坝工程制冷系统进行增容设计。

二、预冷措施

预冷工艺： 地面一次风冷骨料+拌和楼二次风冷骨料+冷水+片冰。

①在一次风冷料仓对粗骨料进行一次风冷时， 使粗骨料温度从28.7℃平均冷却到8℃左右。

②骨料从一次风冷车间输送至拌和楼料仓过程中考虑温度回升。 在拌和楼料仓内继续对粗骨料进行保温 （二次风冷）， 使粗骨料温度冷却到-1～3℃。

③混凝土加10～50 kg/m3片冰。

④加5～7℃冷水拌和。

混凝土骨料通过两级风冷后与各种原材料及片冰在集中料斗混合进入拌和机得到7℃混凝土。

三、制冷系统设计

1.设计条件

气温、水温：大藤峡水电站地处广西桂平市，夏季炎热，多年平均气温为21.5℃，历年高温出现在7 月，月平均气温28.7℃，月平均水温26.7℃，设计以7 月份多年平均气温、水温及湿度为依据。

2.预冷混凝土生产强度要求

混凝土预冷系统设计：根据混凝土系统的布置方案，左岸预冷系统与1 座HL360—4F4500 型 自 落 式 拌 和楼、1 座HL240—2S3000L 强 制 式 拌和楼配合生产预冷混凝土，预冷混凝土生产理论强度为200 m3/h， 考虑到混凝土生产不均衡性，取不均衡系数1.5，则混凝土短时生产强度要求达到300 m3/h，而出机口温度要求7℃。

3.设计计算与容量确定

①C30 常态四级配预冷混凝土出

机口温度计算（见表1）。

表1 C30 常态混凝土四级配7 月14℃出机口温度和7℃出机口温度

②C30 常态预冷混凝土四级配需冷量计算（见表2）。

表2 C30 常态预冷混凝土四级配需冷量7 月14℃出机口温度和7℃出机口温度

同样对C20 常态混凝土三级配预冷混凝土，C25 常态混凝土二级配预冷混凝土的需冷量进行计算。

三种级配预冷混凝土需冷量计算结果汇总（见表3）。

③制冷设备容量计算（见表4）。

④制冷设备配置。 从表4 可以看出， 混凝土出机口温度从14℃降为7℃，主要是骨料一次风冷制冷容量需增加，而骨料二次风冷、片冰和冷水制冷容量配置满足要求。 骨料一次风冷原配置了200 万Kcal/h， 因此需增加200 万Kcal/h 以上的制冷容量。

根据大藤峡水利枢纽安全环保要求， 且考虑到现有的氨系统已经当地安全评价和验收， 如增容采用氨系统制冷， 增容后又要重新进行安全评价和验收，难度较大，因此选择氟系统作为增容的骨料一次风冷的制冷， 制冷剂为安全环保的氟利昂R507A。

为安装方便，采用集装箱式机组4 台，小石、中石、大石和特大石各对应1 台， 单台制冷量达到758.8 kW（65.26 万Kcal/h），4 台 共 计3 035.2 kW（261 万Kcal/h）。

表3 三种级配预冷混凝土需冷量计算结果汇总

表4 制冷设备容量计算结果（14℃出机口温度/7℃出机口温度)

四、预冷混凝土生产系统工艺流程

1.系统骨料风冷

粗骨料经胶带机输送到一次风冷车间骨料冷却料仓，骨料冷却料仓由4 个料仓组成，分别存放G1、G2、G3、G44 种骨料。 每个调节料仓自上而下分为进料区、冷却区、储料区。 冷风自下而上通过骨料，骨料按用料速度自上而下流动，边进料，边冷却，边出料。 冷却后的骨料经保温廊道由胶带机送至拌和楼相应的料仓进行二次风冷。 拌和楼上二次风冷循环系统的原理与一次风冷相同， 通过风冷使骨料进一步降到设计值。 冷却到设计终温的骨料称量后经拌和楼集料斗进入拌和机拌和。一次风冷骨料仓，廊道部分为混凝土结构，储料部分为钢结构。拌和楼二次风冷料仓为钢结构。

2.冰系统

冰系统设于制冷楼内，由片冰机和冰库组成， 冰库设于片冰机下部。片冰机生产的片冰落入贮冰库中贮存， 贮冰库中的片冰由气力输冰装置送到拌和楼上的调节冰仓， 通过调节冰仓下的螺旋输送机送到拌和楼称量器中称量后，送入集料斗加入拌和机。

3.冷水系统

混凝土拌和用冷水由设于制冷楼内的冷水机组生产，冷水经水泵输送到拌和楼称量斗称量后进入集料斗加入拌和机。

为确保制冷效果，同时采取以下措施：骨料堆场高度及贮存时间满足规范要求，使地面出料温度不高于月平均气温；骨料上胶带机时采取遮阳措施，避免骨料受到阳光直射。

五、结 语

2017 年5—9 月大藤峡厂坝工程混凝土生产系统进行制冷增容改造，9 月完成，4 台集装箱式制冷机组运行正常，制冷效果良好。 2018 年大藤峡厂坝项目总计浇筑混凝土77 万m3/h，全部为温控混凝土，高峰时段为6—9 月，高峰月强度为150m3/h，出机口温度7～9℃，合格率100%，混凝土温控和质量均达到设计要求。