银盘左拌制冰系统设计方案

1、乌江银盘水电站左岸盐店嘴混凝土生产系统建设及运行管理合同编号：WL/SG017-2007冰库设计方案批准： 审核： 校核： 编制： 中国水利水电第八工程局银盘施工局二八年五月十一日左拌混凝土生产系统制冰系统设计方案一、设计缘由：由于截流时间的推后，导致二期基坑开挖时间不能在4月中旬前结束，而且左岸边坡开挖支护严重制约1机组段的开挖。泄洪坝段混凝土浇筑开始时间由原来的4月中旬变为5月初，左非坝段、厂房坝段及安、安坝段推迟至6月7月开始浇筑混凝土，这样造成高温季节浇筑基础强约束区混凝土温度过高，而且强度较大见表1-1。因施工进度推迟，原计划45月浇筑基础强约束区混凝土的时间推迟至57月进行，原12

2、14出机口温度将难以满足坝体温控要求，需要研究其他措施，如左岸混凝土系统增设片冰机等制冷设备，将出机口温度降至1012、冷却水管加密等措施。二、基础约束区高温季节浇筑部位及强度根据基础允许温差标准控制高度要求，按浇筑块长边尺寸的0.4倍作为基础约束区混凝土计算，两标段基础约束层高温季节浇筑部位及强度见表1-1。表1-1 银盘水电站二期工程混凝土基础约束区高温季节浇筑强度月份1234567891011122008年I标小计0000015183207711849413845278404076944229II标小计0000829318846257392910728197268382350219046

3、I、II标合计00008293340294651047601420425467864271632752009年I标小计383083360942614448364303236332376904160840410398053872042008II标小计2079219439152201295112236118391175488976088644060876290I、II标合计5910053048578345778755268481714944450505464984624544807482982010年I标小计336322226611899515015960000000II标小计6290568362

4、90458529460000000I、II标合计399222794918189973545420000000三、温控计算资料1、 气温坝址气候特征的分析采用距本坝址55km的上游彭水县城气象站19512000年的多年系列观测资料。多年平均气温17.4，最高月平均气温30.7（8月），最低月平均气温3.7（1月）。表3-1 坝址地区气温统计表月份123456789101112全年多年平均气温（）6.88.212.317.621.524.427.427.523.518.213.28.717.4历年各月最高平均气温（）8.111.214.720.723.827.429.030.726.620.115

5、.511.0历年各月最低平均气温（）3.74.38.915.619.622.825.424.621.716.211.46.6历年各月极端最高气温（）20.326.232.136.038.640.543.344.139.734.827.623.044.1历年各月极端最低气温（）-3.8-20.80.810.314.317.617.913.56.60.4-2.9-3.82、 水温由于乌江滩多流急，水流紊乱，水温垂向和横向变化不大，岸边水温具有较好代表性。彭水站19872000年10月至次年2月水温比其上游的龚滩和其下游的武隆19611966年高0.31.8，而39月又低0.31.8。年最高水温（出

6、现在8月）与年最低水温（出现在2月）比上述两站分别低3.2和高约2.0，年平均水温高0.2，总体说来乌江干流中下游各站水温相差不大。水文统计如表3-2所示。表3-2 坝址地区水文统计表月份123456789101112全年水温（）11.611.313.016.319.521.523.024.423.319.917.013.818.03、 凝土配合比长委根据混凝土设计指标要求，对混凝土进行了室内试验，提供了混凝土配合比及混凝土物理力学性能试验成果，见表3-3和表3-4。表3-3 混凝土配合比编号混凝土种类设计指标级配水胶比砂率（%）粉煤灰（%）外加剂每方混凝土材料用量（kg）JM-（%）JM-2

7、000（）水水泥粉煤灰砂石1常态C9015W6F100三0.5532400.50.50981077169214872常态C9015W6F100四0.5528400.50.5088966462616263常态C9020W8F150三0.5031300.50.45981375966615004常态C30 W10F150三0.4530200.50.45981744464015105常态C35F150二0.4034200.50.451182365968313406常态C25W8F150三0.4530200.50.45982184464015107常态C40W8F150二0.3533200.50.451

8、18270676501335注：水泥品种为华新水泥股份有限公司生产的42.5中热硅酸盐水泥。4、 混凝土原材料特性表3-4 混凝土原材料物理热学性质材 料容重kg/m3比热J/kg含水率%孔隙率%导热系数kJ/mh（G特大） 15080mm14309630.5449.13（G大） 8040mm14309630.5449.13（G中） 4020mm14609630.6449.13（G小） 2050mm14609631.2449.13砂（S） 5m13水泥（C）1300796粉煤灰（F）1000796水（W）100041875、 混凝土原材料初温表3-5 混凝土原材料温度

9、表 单位：月份水泥粉煤灰片冰砂粗骨料拌和水自来水冷冻水3353515.012.34404018.317.65454521.521.521.5365050-524.524.424.5375050-525.027.425.0385050-526.427.526.439454525.323.525.3310404021.918.221.911353519.013.2四、混凝土温度控制要求长委计算结果认为，在运输及浇筑过程中采取保温措施，混凝土浇筑坯覆盖时间控在4小时以内的条件下。5、9月份混凝土出机口温度控制在13，混凝土浇筑温度为17.4，当出机口温度控制在11时，混凝土浇筑温度则为15.7；68

10、月份混凝土出机口温度控制在12，混凝土浇筑温度为17.3，而当出机口温度控制在10时，混凝土浇筑温度则为15.7。可见，当控制混凝土出机口温度在1012时，混凝土运输及浇筑过程中采取有效的保温措施，不计太阳辐射热条件下混凝土浇筑温度可控制在1618。表4-1 高温季节混凝土浇筑温度计算表 单位：月 份月平均温度覆盖时间出机口温度浇筑温度太阳辐射热温升计入太阳辐射热混凝土浇筑温度温度回升平均值正午高温时段温度回升值高温时段浇筑正午浇筑5、9月21.523.54h1115.71.41.53.74.117.219.61317.418.921.368月24.427.51015.717.219.6121

11、7.318.821.259月太阳辐射热温升引起混凝土运输过程中温度回升平均值为0.80.9，正午高温时段运输过程中温升值为2.22.4；混凝土浇筑覆盖时间34小时，并进行保温，其浇筑过程中混凝土温度回升平均值约0.6，正午高温时段为1.51.7；混凝土运输及浇筑过程中温度总回升平均为1.41.5，混凝土浇筑温度达17.218.9，其正午高温时段温度回升达到3.74.1，混凝土浇筑温度达到19.621.3。因此，为了减小太阳辐射热对混凝土浇筑温度的影响，在混凝土运输及浇筑过程中必须加强遮阳保温工作，同时应尽量避开中午高温时段浇筑混凝土。由计算结果可以看到，当难以避免在高温时段浇筑混凝土时，控制混

12、凝土出机口温度为10时，可有效控制混凝土浇筑温度在18范围内，但仍需避开正午浇筑混凝土。考虑到实际施工过程中混凝土浇筑难以避开正午时段，混凝土入仓强度以及保温措施难以达到要求，加上在实际施工中混凝土配合比可能会有所波动，混凝土浇筑温度达到18以下存在较大难度，因此，建议将混凝土出机口温度由1214降低至1012，以确保混凝土浇筑温度能做到1618。五、出机口温度计算1、混凝土生产强度 混凝土出机口温度以7月份为控制月，出机口温度以1012为设计温度， 6、7、8月份，I、II标混凝土最高月浇筑强度为50505m3/月，每月按25天工作日计，每天按20小时计算，则最高小时浇筑强度为101m3/h

13、。2、出机口温度计算四级配7月预冷出机口温度计算表(一次风冷+二次风次+冷水+冰 ) 项目成分 (kg/m3)骨料含水 (kg/m3)比热 kcal/(kg.)成分比热kcal/(m.)温度 ()热含量 (kcal/m3)其它材料水水 泥 96_0.19 18.2450912粉煤灰64_0.19 12.1650608砂62637.560.231181.54254538.5小 石3471.7350.23181.5454326.18中 石347_0.23 79.814319.24大 石466_0.23 107.183321.54特大石466_0.23 107.183321.54拌和水78 1783

14、234片冰/水100.5 5-5-2511000冰潜热-80 -640机械热700总 计2500680.6557616混凝土出机口温度11.19三级配7月预冷出机口温度计算表(一次风冷+二次风次+冷水+冰 ) 项目成分 (kg/m3)骨料含水 (kg/m3)比热 kcal/(kg.)成分比热kcal/(m.)温度 ()热含量 (kcal/m3)其它材料水水 泥 218_0.19 41.42502071粉煤灰44_0.19 8.3650418砂64038.40.231185.6254640小 石3111.5550.23173.0854292.34中 石466_0.23 107.184428.72

15、大 石733_0.23 168.593505.77特大石_0.23 00拌和水78 1783234片冰/水200.5 10-5-5012000冰潜热-80 -1280机械热700总 计2510692.2357959.83混凝土出机口温度11.50二级配7月预冷出机口温度计算表(一次风冷+二次风次+冷水+冰 ) 项目成分 (kg/m3)骨料含水 (kg/m3)比热 kcal/(kg.)成分比热kcal/(m.)温度 ()热含量 (kcal/m3)其它材料水水 泥 270_0.19 51.3502565粉煤灰67_0.19 12.7350636.5砂650390.231188.5254712.5小

16、 石5392.6950.231126.6654506.66中 石796_0.23 183.084732.32大 石_0.23 00特大石_0.23 00拌和水88 11183264片冰/水300.5 15-5-7513000冰潜热-80 -1920机械热700总 计2470725.2758121.98混凝土出机口温度11.683、需冰量计算从出机口温度计算可知，加冰量最大的为二级配混凝土，出机口温度要控制在12以下，每立方混凝土需加冰30kg，而最高小时浇筑强度为101m3/h，则最高小时加冰为3.03T/h, 每天按20小时计算,则每天加冰量为60.6 T/d，考虑到系统的匹配能力，取整加冰

17、量为70T/d。4、制冷容量计算供水温度：16出冰温度：-5产冰量：70 t/d需冰量：70 t/d冰库容量：20 t总制冷容量（包括片冰机、库内冷风机、空气冷却器冷量）： 698.4kW(60X104kcal)5、存在的问题、 目前我单位由于不清楚温控混凝土的实际日最高浇筑强度，我方设计时只能根据日平均最高浇筑强度进行设计和设备选型；、 现利用1#楼和2#楼之间的一块空地作为冰库的安装位置（见附图）。如果按照2台拌和楼设计的预冷混凝土总方量为260m3/h，如果按照此强度进行冰系统设计，则现场设备的摆放就相当的困难。六、设备选型根据大坝混凝土浇筑的温控要求，结合现场设备摆放的因素，冰系统均采

18、用架空设置，现提出两种设计方案。 方案一：利用现有的制冷系统供氨液。这种方案现场管道布置较困难，且在安装回气管路时，必须将制冷系统回气管路中的氨放掉，再进行焊接，这样容易造成安全事故，且在冰系统安装时制冷车间需要停机，这样容易影响温控混凝土的生产。该方案需配置设备如下：表6-1 银盘水电站左岸盐店嘴混凝土预冷系统新增主要设备及其性能表11套40”集装箱外部涂白色防晒漆，加强型的新的集装箱。内部安装设备，包括整个制冰系统所有必要部件，储冰库冷风系统或机器箱空调系统所有必要部件，灯、门等设备，箱内铺设铝合金防滑板。大体参数如下：总重量（包括所有部件运行时），约总长总宽总高2500012192243

19、82896kgmmmmmm2.12台片冰制冰机蒸发器Snowkey F350S蒸发器为夹套式蒸发器，制冷剂在夹套内蒸发，片冰在内夹套形成。水经由蒸发器底部水箱上的泵，被引至蒸发器上部的散水器内，经过散水器，水被均匀分布到蒸发器内壁形成水膜，在夹套内制冷剂的热力作用下，水膜变成片冰后，由一旋转的冰刀将其剥落到制冰机出冰口，未形成片冰的水仍然由蒸发器底部积水槽回流到水箱，如此循环。制冰机的一些性能参数如下： 单台制冰量 总制冰量 供水温度 出冰温度 单台制冰机冷负荷 总冷负荷 必要制冷量 制冷剂蒸发温度 片冰厚度 减速机转速 制冰机安装总电功率 制冷剂350007000025-5182513364

20、-261.52.022.25R22kg/24hrkg/24hrkwkwkwmmrpmkw2.21台冷风机康达托 S3HC213-E80为保持储冰库温度低于-8，使冰库内片冰温度保持-5，片冰干燥便于输送；单台设备技术参数如下： 风机功率制冷量 蒸发温度 电源性质 制冷剂0.175X315.9-183Ph,380V,50HzR22KwKw2.31台冷风机康达托 S3HC272-N50为保持机器箱内温度低于环境温度10，使机器箱内设备有较好的运行温度条件； 技术参数如下： 风机功率制冷量 蒸发温度 电源性质 制冷剂0.175X318.6103Ph,380V,50HzR22kwkw3.21台半封闭活

21、塞压缩冷凝机组Bitzer 4H-15.2保持储冰库温度-8，使冰库内片冰干燥便于输送，机器箱内温度低于环境温度10。包含管壳式水冷冷凝器，及系统必要制冷配件等。机组技术参数如下： 冰库热负荷 机器箱热负荷制冷量 蒸发温度 冷凝温度 压缩机电耗 冷凝器冷凝排热量电源性质 制冷剂11.21526.5-184011.7538.253Ph,380V,50HzR22KwKwkwkwkw4.21台空调机组风冷冷凝器冰川 F180-40-40-30单台设备技术参数如下：压缩机机组排热负荷冷凝器额定排热负荷换热面积制冷剂38.2540180R22kwkwm25.1套冷阀门元件库内所有系统必要的制冷阀门仪表等

22、，包括截止阀止回阀，压力表，压力控制器（高压、低压、双压），视液镜，过滤器，电磁阀，膨胀阀等整套元件。6.1套库内冷管路接管库内机组所有系统必要的制冷管路接管，包括排气管，回气管，油管，保温管，水管，毛细管，及各管外涂规定颜色的油漆7.1宗冷冻机油和制冷剂所有压缩机油及系统制冷剂，在系统调试完毕，验收后，均已灌装在系统内。8.1台电控箱及电控线缆电控系统包含全套设备的自动运行控制，自动移动式储冰库控制，制冰单体控制，送冰系统控制，空调冷风系统控制，所有设备及传感器接线，设备接线盒等。B、储冰库容量23T主要参数如下：(功率汇总23.4KW)11套冰库板冰库为集装箱式，其内外部为白色防晒漆，中间

23、为高密度加强型的聚氨脂发泡，连接内部冰库板的为镀锌波纹板，波纹板的外为镀锌平板。双壁结构用于冷空气的内部循环，因此在冰库内的冰周围产生一个冷空气缓冲层。大体参数如下：总长总宽总高储冰量内部温度121922438289623-7mmmmMm吨21套耙冰装置由驱动装置带动链条使耙冰冰刀在冰库内反复耙冰，将冰机落下来片冰在冰库的水平范围内不断耙平，储冰时耙冰装置正转，将片冰储存在冰库中；送冰时耙冰装置反转，将库内的片冰输送到水平螺旋装置上。耙冰装置的一些性能参数如下： 耙冰电机功率 耙冰架 冰刀滑块3.7热镀锌40kw个31套升降装置根据冰量多少，自动地升降耙冰装置，使耙冰装置保持在冰面之上，不被片

24、冰埋住，送冰时自动下降，使耙冰装置将片冰送出。升降电机升降机构0.25热镀锌kw4.1套档冰装置超过冰库的整个宽度，库门在装冰时关上，排冰时打开。在整个高度上方它有一个塑料玻璃组件用于控制冰的可视高度。 档冰电机档冰板0.75热镀锌kw5.1套库内冷却系统保持储冰库温度-8，使冰库内片冰干燥便于输送。包含管壳式水冷冷凝器，及系统必要制冷配件，自动除霜系统等。6.1套水平螺旋 功率 出冰口 气动闸门 输送量2.22215Kw个个吨/时7.1套自动控制系统将制冰、储冰、送冰系统整合一起，采用PLC，进行全自动控制，并设置远程送冰控制，方便使用。8.2套关风器输送量(单套) 12T/h电机功率(单套

25、) 1.5KW9.2套送冰风机风量(单套) 17.17m/min风压(单套) 20KPa功率(单套) 15KW10.2套空冷器111套4*3拌和楼上小冰仓、螺旋送冰机、冰料仓、称量装置方案二：自带压缩机系统供液。采用集装箱式制冰系统，集装箱内部设备包括整个制冰系统、冰库和机房空调系统所有必要部件，灯、门等设备（见设备选型清单），箱内铺设铝合金防滑板。送冰方式采用螺旋机单向单口出冰，在出冰闸门后配置三通翻板门的形式，采用气动送冰系统向两座拌和楼送冰，其设备选用如下配置：表6-2 银盘水电站左岸盐店嘴混凝土预冷系统新增主要设备及技术参数表1.1套40”集装箱外部涂白色防晒漆，加强型的新的集装箱。内

26、部安装设备，包括整个制冰系统所有必要部件，储冰库冷风系统或机器箱空调系统所有必要部件，灯、门等设备，箱内铺设铝合金防滑板。大体参数如下：总重量（包括所有部件运行时），约总长总宽总高250001219224382896kgmmmmmm2.12台片冰制冰机蒸发器Snowkey F350S蒸发器为夹套式蒸发器，制冷剂在夹套内蒸发，片冰在内夹套形成。水经由蒸发器底部水箱上的泵，被引至蒸发器上部的散水器内，经过散水器，水被均匀分布到蒸发器内壁形成水膜，在夹套内制冷剂的热力作用下，水膜变成片冰后，由一旋转的冰刀将其剥落到制冰机出冰口，未形成片冰的水仍然由蒸发器底部积水槽回流到水箱，如此循环。制冰机的一些性

27、能参数如下： 单台制冰量 总制冰量 供水温度 出冰温度 单台制冰机冷负荷 总冷负荷 必要制冷量 制冷剂蒸发温度 片冰厚度 减速机转速 制冰机安装总电功率 制冷剂350007000025-5182513364-261.52.022.25R22kg/24hrkg/24hrkwkwkwmmrpmkw2.21台冷风机康达托 S3HC213-E80为保持储冰库温度低于-8，使冰库内片冰温度保持-5，片冰干燥便于输送；单台设备技术参数如下： 风机功率制冷量 蒸发温度 电源性质 制冷剂0.175X315.9-183Ph,380V,50HzR22KwKw2.31台冷风机康达托 S3HC272-N50为保持机器

28、箱内温度低于环境温度10，使机器箱内设备有较好的运行温度条件； 技术参数如下： 风机功率制冷量 蒸发温度 电源性质 制冷剂0.175X318.6103Ph,380V,50HzR22kwkw3.16台半封闭螺杆压缩机组Bitzer HSN7461-70每3台压缩机并联为一机组，机组包含高效油分、油冷却器等，压缩机具体技术参数如下：单台制冷量总制冷量蒸发温度冷凝温度单台电耗总电耗电源性质制冷剂68.1408.6-264040.6243.63Ph,380V,50HzR22kwkwkwkw3.21台半封闭活塞压缩冷凝机组Bitzer 4H-15.2保持储冰库温度-8，使冰库内片冰干燥便于输送，机器箱内

29、温度低于环境温度10。包含管壳式水冷冷凝器，及系统必要制冷配件等。机组技术参数如下： 冰库热负荷 机器箱热负荷制冷量 蒸发温度 冷凝温度 压缩机电耗 冷凝器冷凝排热量电源性质 制冷剂11.21526.5-184011.7538.253Ph,380V,50HzR22KwKwkwkwkw4.12台制冰机组壳管式冷凝器姜堰 RC-425单台设备技术参数如下：压缩机机组排热负荷冷凝器额定排热负荷使用环境湿球温度制冷剂冷凝温度制冷剂326.14252840R22kwkw4.21台空调机组风冷冷凝器冰川 F180-40-40-30单台设备技术参数如下：压缩机机组排热负荷冷凝器额定排热负荷换热面积制冷剂38.2540180R22kwkwm25.2个储液器Taiyi RCQ-225储存系统内R22液体，带有液位视镜、低液位保护传感器、安全阀（24bar）和进出液体阀门。储液量225L。6.2套制冰制冷阀门元件每个集装箱内所有系统必要的制冷阀门仪表等，包括截止阀止回阀，压力表，压力控制器（高压、低压、双压），视液镜，过滤器，电磁