砂石加工系统设计中存在的问题

水电工程施工组织设计砂石加工系统设计中存在的问题2015.092015/12/23目 录一、前言二、系统设计中各环节可能存在的问题三、工程实例及实施改造四、结语2015/12/23一、前言2015/12/23一、前言1、砂石加工系统设计是施工组织设计中施工工厂设施部分的一个主要内容，也是工程建设筹建准备期内的主要建设内容，多采取单独招标方式实施。2、砂石加工系统将选定的原石料加工出合格的分级成品砂石骨料，需经多个环节（粗碎、中碎、细碎、制砂、筛分、存储等）、采用多种设备（破碎、筛分、洗石洗砂、输送、污水处理、粉尘收集、电控等），根据工艺流程需要，各生产车间分别布置在不同位置、不同高程，车间之间的衔接、物料输送的流向要求顺畅、合理，场地内考虑合理的交通通道，便于运行管理。设计工作较为复杂，属于一个系统性工作。3、由于砂石加工系统设计的复杂性，流程中每个环节都可能存在考虑不周、设计不完善的地方，并在运行中暴露出来问题。因此，不少砂石加工系统出现了不同程度的的运行后改造问题。即便国内有经验的施工单位也都存在这种情况。 2015/12/23一、前言4、造成砂石加工系统设计出现问题的原因是多方面的，设计需要考虑的因素较多，设计的边界条件也会经常变化，这都是很重要的原因。下面通过部分工程实例来做一简要说明。主要是想把系统设计中的这类问题提出来，希望各位同事在今后工作中，在参观工程实例、看相关文献、论文资料时，多关注一下系统运行中出现的这样或那样的问题，引起我们的重视。通过多收集资料、多归纳分析资料，提升我们的设计水平。2015/12/23二、系统设计中各环节 可能存在的问题2015/12/23二、系统设计中各环节可能存在的问题1、砂石加工系统设计的步骤砂石加工系统设计的主要内容和步骤如下： （1）确定规模：依据施工进度计划、施工强度，按水电工程砂石加工系统设计规范DL/T5098中的公式计算出系统处理能力。 （2）拟定工艺流程参照类似工程拟定，再进行适当调整（根据具体场地条件、结合平面布置，调整工艺流程）。 （3）平面布置满足工艺要求，考虑各车间平面的位置、立面的交叉、物料走向顺畅、场地挖填量少。 （4）计算出工程量场地平整土石方量（平台的高程、范围）、挡墙浆砌石或混凝土量（形成场地平台必要的挡护）、车间、料仓等的混凝土和钢筋（参照其他工程对车间的设计）、带式输送机的基础和桁架混凝土、钢筋钢材量（参考手册、理清带式输送机的带宽、首尾高程）。 （5）系统功率计算依据流程量、带式输送机的长度和高差、考虑带速等因素；参照设计手册计算带机功率。（1）/（2）/（3）设计的主要方面，也是易出现问题的所在。2015/12/232、从设计流程中各环节分析可能存在的问题 （1）从系统规模方面看砂石加工系统规模一般按原料小时处理能力来表示。按照规范及条文说明：首先要有逐月的混凝土浇筑强度，选择其中的最高月强度，以0.7*最高月强度的值，判断高峰时段的持续期。混凝土高峰时段不大于3个月，以高峰时段月平均值为计算依据；混凝土高峰时段大于3个月，以1.11.3*高峰时段月平均值为计算依据。以二滩为例：二滩可研混凝土浇筑高峰期强度平均为14.5万m3，计入高峰系数（大约1.25）按满足18万m3/每月混凝土设计。二滩总结按计划高峰月生产强度来考虑（17.8万m3）。95.8月9月10月11月12月96.1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月8.837.456.919.915.347.6310.210.541212.3512.5813.3513.8413.6515.613.716.3697.1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月max16.360.7* max11.4515.5613.2915.2714.2914.2412.313.2212.9111.9810.3311.0710.63K=1.115.0698.1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月平均13.69K=1.216.439.199.999.524.135.715.362.621.861.670.440.150.14K=1.317.8二、系统设计中各环节可能存在的问题2015/12/232、从设计流程中各环节分析可能存在的问题（1）从系统规模方面看上面不同K值1.11.3，对应不同设计依据的强度：15.06m3/月、16.43m3/月、17.8m3/月；强度差近3万m3/月，处理能力大约300t/h，相当于一个所谓的中型系统。到底是取1.1还是1.3？存在不确定性。小时处理能力的计算（以下是规范的内容） 成品砂石骨料月需要量 Q1=QMC*A（t/月） QMC混凝土高峰时段月平均浇筑强度（月不均衡系数的选取系数）m3/月 A每立方米混凝土砂石骨料用量（无试验资料时按2.2t/m3） 砂石加工系统月处理能力Qm=Q1（1-）/1+/2（t/月） 砂率 1计入开采、加工、运输等损耗后的粗骨料成品率 2计入开采、加工、运输等损耗后的细骨料成品率 砂石加工系统小时处理能力Qh= QM/（M*N）)（t/h） M=25天/月 N=14h/ 天二、系统设计中各环节可能存在的问题2015/12/232、从设计流程中各环节分析可能存在的问题 （1）从系统规模方面看由二滩的例子可以看出，按照规范确定的系统处理能力本身与系数取值有关，在实际施工中，施工进度计划安排也会发生变化，相应混凝土强度也有变化，多是比原设计强度加大。 在小时处理能力的计算中，除了浇筑强度外，A、1、2都与设计人的认知有关、M、N为统一标准，但实际运行中也是可调的。计算中所用的很多系数，数据的来源可以认为并没有充分的根据，即便有实际工程中的试验数据，换成另外的工程还能不能用，合理不合理？1）呼蓄工程砂石加工系统设计按满足混凝土强度8.45万m3考虑，实际由于工期的拖延，提出了要求满足10万m3的要求。2）丰满工程按满足高峰时段16万m3混凝土浇筑强度考虑的，建成后又提出来满足20万m3 、24万m3的两种需求。这是明显的设计边界条件变化，业主为了挽回进度必然要提出来的。呼蓄可能是通过延长加工时间，丰满预留了粗、中碎设备位置、料仓需要扩大，实施与否不清。二、系统设计中各环节可能存在的问题2015/12/232、从设计流程中各环节分析可能存在的问题（2）从工艺流程方面看工艺流程的拟定，一般是参照类似工程，选相同的处理能力，相同的骨料分级要求（四级配或者三级配或者二级配）的工程的砂石加工工艺流程，在此基础上再进行适当调整（根据具体场地条件，平面布置有所不同，工艺流程进行适当调整）；工艺中包含：粗碎、中碎、细碎、制砂、筛分、输送、粉污处理、动力和控制等方面设备选择：破碎设备对各工艺流程的适应性表工艺名称旋回式颚颚式圆锥圆锥反击击式锤锤式立式冲击击式棒磨机粗 碎OO 中 碎 OOO 细细 碎 OOO 制 砂 OO注：表中“”表示“能适应”。二、系统设计中各环节可能存在的问题2015/12/232、从设计流程中各环节分析可能存在的问题（2）从工艺流程方面看设备选型有多种选择，不同设计人会有不同的选择。粗、中、细碎分别有几种设备可选。不同认识、不同经验有不同选择。采用不同设备，产品粒径曲线不同。加工工艺选择还分为干式生产、湿式生产、半干半湿的设计理念，往往投标单位带方案，采用什么型式也是不一样的。设计选择的设备，不会考虑设备的新旧、设备的质量，参照的只是厂家给的样本。实际系统采用的设备，与设计选择的设备类型、处理能力肯定会不同。施工单位不会在每个工程中都配置新设备。原岩岩性对设备选型和处理能力的影响，在认知方面也是概念性的，设备影响大小是不确定的。即便在可研阶段做了生产性破碎试验，由于不同工程用的设备不一样，得到的不同粒径的骨料所占比例也是不同的。二、系统设计中各环节可能存在的问题2015/12/232、从设计流程中各环节分析可能存在的问题（2）从工艺流程方面看：流程量计算首先计算级配平衡所需的分级骨料比例：三种做法：1）系统负责的所有部位混凝土骨料，含不同级配、不同强度等级的所有混凝土。按此确定计算用分级骨料的比例是不尽合理的。（计算出了系统供应的全部混凝土分级骨料用量）2）也可以用主要的用料项目（比如大坝）混凝土骨料级配来代表。计算简单。3）也可以用高峰时段所有混凝土总量计算出分级骨料比例。 较为合理。不同方法计算出的结果有差异，分级比例放入级配平衡表中计算，产生不同的分级强度要求。各种成品料在系统运行的不同阶段可能有不同的比例要求，而设计是以一种级配比例来考虑，需要的是代表性级配，这里面有简化的问题。要达到设计的周全，有难度。二、系统设计中各环节可能存在的问题2015/12/23（2）从工艺流程方面看：流程量计算例：分级骨料用量计算（试验室配比、施工配合比、定额配比）以主要用料项目级配代表 分级骨料用量计算 项目混凝土总量级配强度等级80150mm4080mm2040mm520mm05mm合计 大坝常态混凝土748065 四级配C300.5480.5480.3660.3660.4822.31 常态混凝土3366292 四级配C350.5510.5510.3670.3670.4542.29 常态混凝土3502066 四级配C400.5520.5520.3680.3680.4272.267 闸墩混凝土27075 三级配C40 0.6640.4980.4980.5792.239 常态混凝土741903 三级配C30 0.6640.4980.4980.5792.239 常态混凝土24480 三级配C20 0.6560.4920.4920.6322.272 混凝土置换177000 三级配C25 0.6610.4960.4960.5962.249 常态混凝土84596 二级配C30 0.8450.5630.7182.126 喷混凝土78656 厚15 1.271.22.47 喷混凝土23539 厚10 1.271.22.47项目混凝土总量级配 80150mm4080mm2040mm520mm05mm合计 大坝常态混凝土748065 四级配C30409940 409940 273792 273792 360567 1728030 常态混凝土3366292 四级配C351854827 1854827 1235429 1235429 1528297 7708809 常态混凝土3502066 四级配C401933141 1933141 1288760 1288760 1495382 7939184 闸墩混凝土27075 三级配C400 17978 13483 13483 15676 60621 常态混凝土741903 三级配C300 492623 369467 369467 429562 1661120 常态混凝土24480 三级配C200 16059 12044 12044 15471 55619 混凝土置换177000 三级配C250 116997 87792 87792 105492 398073 衬砌混凝土84596 二级配C300 0 71484 47628 60740 179852 喷混凝土78656 厚15 0 0 0 99893 94387 194280 喷混凝土23539 厚10 0