选粉机在水电工程砂石生产系统制砂工艺中的应用

1、选粉机在水电工程砂石生产系 统制砂工艺中的应用选粉机在水电工程砂石生产系统制砂工艺中的应用王艳萍李世春（中国水利水电第七工程局有限公司）描要：锦屏水电站砂石加工系统的制砂料iR主要采用大理岩.由千锦屏工程大理岩抗压 強度指标较低软化系数大僅击易成粉的特性，锦瞬工程的制砂工艺主要采用了全干法生产 樹砂工艺，即立轴制砂机+迭粉机制砂工艺.本文主要对选粉机在锦屏电站全干法制砂工艺 中的运用悄况进行介绍，以资在其他水电工程中借鉴应用.关餐词：选粉机;的屏水电站；全干法制砂工艺；应用1选粉机运用于全干法制砂工艺的背景1.1料源特性水工混凝土中砂石料占混凝土重董的80%左右，因而砂石加工系统被誉为大坝 的

2、“粮仓”。制砂工艺是砂石生产工艺的核心工艺，石粉是制砂过程中的伴生物，石 粉控制是制砂工艺的重要部分，而石粉含呈的多少与制砂料源的岩石特性有直接关 系。锦屏工程东端模萨沟砂石系统、西端三滩砂石系统制砂料源均为大理岩，抗压 强度低、软化系数大、锤击易成紛为其显著特点。1.2大理岩立轴制砂工艺参数锦屏工程砂石加工系统料源为大理岩，在生产过程中由于大理岩的抗压强度 低、软化系数大、锤击易成粉为原因，苴生产成品含粉率高达40%50%,且成品砂 级配较差。通过立轴制砂机做生产性试验其级配、细度模数、石粉含址等数据有如 下关系：舉1线速度 (m/s)进料粒径 (mm)5mm原状砂 荻得率()石粉(V0 1

3、6mm) 含 1(%)0. 3】525mm含 0细度楔数(E.M)5534043. 7635.520.52. 1554038. 5533.622.62. 25653405383& 719.51.9054044.4634. 2525.52. 137234066.8445.21&51.8554055. 7844. 1520.81.73通过以上数据可以看岀：(1) 相同线速度悄况下，原状砂荻得率随进料粒径增大而减少;线速度越大，原 状砂成砂率随线速度增大而增大。(2) 原状砂的石粉含量高(远超过规范标准)；石粉含童随线速度减小而减少，石 粉含量与进料粒径的关系不十分明显。(3) 原状砂中0. 315

4、2. 5mm颗粒含量偏少,2. 5mm以上穎粒含量偏大，砂的 级配曲线不完全在中砂的级配曲线内。原状砂的细度模数随线速度减小而增大。1.3锦屏东端砂石加工系统制砂工艺设计背景锦屏东端砂石加工系统不仅承担锦屏二级水电站成品砂石骨料生产任务，还需 要为二滩公司宫地水电站提供50万t优质石粉。针对大理岩料源特性，结合生产性试验结果在立轴全干法制砂工艺中不仅需 要解决大理岩制砂产生的高石粉含量和0.3152. 5 nun颗粒含址偏少的问题还需 要解决石粉的回收再利用问题，即石粉回收、输送、储存、装袋等T.艺措施确保石粉 质量和产量达到设计要求。传统的石粉去除方案是用水喷淋冲洗去除法，即原状砂经水洗后采

5、用螺旋洗砂 机回收成品砂，而石粉则随洗砂浆液进入废水处理池进行后处理。实验显示成品砂 的石粉含董仍在25%以上，且中间颗粒流失量较大。因废水中含有大童石粉，且其 中还含有部分大于0. 16 mm的细石料不但增加了废水处理工作量，也无法解决石 粉干化回收再利用的问题。通过方案比较论证，借鉴其他行业粉料生产工艺，系统生产首次采用了立轴制 砂+选粉机分级、回收的生产工艺，能够较好满足系统需要。1.4选粉机实施机理选粉机是粉料分级设备，原主要用于水泥工业生产工艺，同时在化工、冶金等行 业也有看广泛的应用。在实际工况下需分选的物料由选粉机上部加料口喂人，落 到与转子成一体的撒料盘上在离心力的作用下沿径向

6、甩出而分散于选粉室内。物 料在选粉室内与上旋的气流相遇物料中的细颗粒因质就小而随气流上升，经由随 转子旋转的分级圈分级，合格的细粉穿过分级圈册条继续上升进入旋风筒，经旋风 筒收集后落入集灰斗经细粉伴排出；清除细粉后的空气则从旋风筒中心经风饭返 回风机形成气流闭路循环;粗颗粒因质童较大在撤料盘和分级圈的作用下与细物料 分离、下落，从粗粉管排出。产品的粗细可通过改变主轴的转速及风机的风苗来 调节。在制砂工艺中采用选粉机，其主要功能是分篱岀多余石粉和有用颗粒,并分别 进行回收。其工作原理是：将气、粉混合形成气固两相流，旋转的撤料盘和高速气 流，使含粉气流在旋转时获得离心力不同粒径颗粒获得的离心力不同

7、，从而实现粗 细粉粒分离。同时采用相应的方法对祖细粉粒分别进行回收。有用颗粒即为成品 砂,无用细粉则为弃料。选粉机的主要工作参数为：进料流呈、供风肚、撤料盘（主轴）转速。2锦屏东嫌砂石系统概况及制砂工艺东端砂石加工系统毛料处理能力800t/h,成品料生产能力580i/h,其中人工砂 生产能力232”h东端砂石加工系统加工料源采用东渤引水隧洞开挖料（其中： 1#、3#隧洞为TBM掘进机开挖，2#、4荐为钻爆法开挖），毛料最大粒径dW 300mmo系统布置在锦屏东端二级水电站模萨沟弃渣场系统半成品料场、成品料 场、检査筛分车间、2#风选车间及石粉装袋厂等布置在1430平台，在1430平台南侧 的山

8、坡上开挖形成1445J440J435三个台地，分别布置主筛分车间、预筛分中碎车 间、1 #风选车间、趙细碎车间等车间，系统占地面积约3. 5万n?。2. 1系统制砂工艺锦屏东端砂石加工系统采用两段破碎+选粉机去粉的制砂工艺，工艺如下图:中碎车同、反古主轉分事阖V主鬲分料仓主篇分车问成品砂场珂车舸同疋订咎耘车糾iia）半成品斡绳（dS lOOmm、atawiA节屈仓I厶分车緬CWU2.2主要设备选型主要设备如下：（1）中碎:配置两台NP1315型反击破碎机，铭牌处理能力840t/h.2）细碎：配置两台PL9500型立轴破碎机2台.铭牌处理能力为600t/ho（3）选粉机：1二风选车间配置XF35

9、OO型选粉机4台，铭牌处理能力320t/h；2 花风选车间配魁XF3000型选粉机4台，铭牌处理能力240t/h考虑到大理岩制砂出砂率高，细度模数偏小的特点，制砂机选用了石打石型的 PL-9500立轴冲击式破碎机,为调节砂的细度模数，配直了分选设备对主筛分和制 砂车间岀的砂进行了风选处理，调节砂的细度模数.3顶目实施效果锦屏东端砂石加工系统2007年6月中旬系统开始建安,2007年11月底系统全 线投产经过两年多的运行结果显示系统设计可靠，能够满足施工需要。3.1立紬制砂通过大理岩立轴生产性实验和其他工程相关资料，本系统在设备定货时 PL95O0立轴破碎机的线速度设定为62m/s,其生产实测相

10、关数据如下（未经选粉机 去粉的原状砂）：表2线速度 (m/s)进料敏 (t/h)5mm原状砂获得率 (%)石粉(V 0.16mm)含址 (%细度模数 F)6228559.83& 720562275.562. 140.51.9862265.564.539.22. 1162255.566.541.22. 11根据实测结果在立轴线速度为62m/s的情况下，原状砂的成砂率在60% 65%之间原状砂的石粉含址在40%左右。3.2选粉机东端砂石系统采用的选紛机为XF3500型和XF3000型两种其单台处理能力 分别为80t/h和60t/h两种。系统设置两个风选车间，分别配置2台XF3500和2台 XF30

11、00,其中1号风选车间的进料来自反击破破碎经第一筛分车间的原状砂怎水 率()弃料中冇用 料含1细度檢数 分计筛余()累积筛余()1212125. 008.69.51.721.91.721.92. 5099. 1103.519. 8220.721.5422.61.25100.598.620. 119.7241.6442. 320. 6386.581.617.316. 325& 945& 640.31570,572.514. 114.573. 0473. 140. 1645.645.89. 129. 1682. 1682.3赭辰89. 18& 417.8217.68100100共计499.9499

12、.9细度模数F.M0.10. 112平均总质：500g石粉含fib17. 822.712.712.71从表中可以看出，在原状砂含水量在2%以下时成品砂的石粉含址可以控制在18士2%以内，细度模数可以控制在2.8+0. 2以内，成品砂颗粒级配较好。3.4石粉通过对回收石粉进行检测在毛料含水小于2%的情况下石粉冋收效果较好, 回收石粉的粗粒径含(0. 16mm)小于15%,含水在1%左右可满足后续工程石 粉需求。3.5实施效果评价通过以上生产数据，可以有如下结论：(1) 经选粉机选粉后的成品砂中石粉含量随选粉机主轴转速和风机的风灵变化 而变化说明通过调整选粉机的技术参数来控制成品砂中的石粉含呈是可

13、行的。(2从试验可知，在保证供料稳定和选粉机在同一技术参数的情况下，成品砂中 石粉含食在一个稳定的范围内是有可能的。(3原状砂的来料流址、石粉含虽、含水率等，都是影响选粉机选粉能力和选粉 效果的重要因素。进料含水率在2%时，选粉机能够较好发挥其效率。(4) 通过调整选粉机主轴转速和风机风就可控制成品砂中石粉含量在18士2%范围内。 398 第二届水电工杭施工系统与工思装备技术交流会论文巣4立见+选粉机制砂工艺在锦屏西端砂石加工系统中的应用在锦屏I：稈中继东端在模萨沟砂石加I系统采用立轴+选粉机的制砂匸艺后. 亦厉续的锦屛西端二滩砂右加系统也采用r丄轴选粉机的制砂艺。4. I系统制砂工艺锦屏曲端

14、三滩砂石加T.系统采用四段破碎+选粉机去粉的全于法住产工艺.工艺简图如F： AWV T Ml 、/补；m y.a d* 3COmn i Hi *r4.2西端与东端条件与制砂工艺比较（】）料源特性锦M西端砂石加丁系统原料为”用料场钻爆开釆其匪料粒径组成可根据生产 特性设计項煤破参数使原料尽吋能地满足生产需耍，灶含水、含粉率比较易于控 制：而锦於东端砂石加工系统是利用引水隧洞开挖料做为生产压料的其含水、含粉 址大口受地质条件限制，（2）成晶要求锦加西端砂石加工系统盂要生产合格成站砂石件料，石粉全部作为弃料；锦於 东端砂石加系统不仅x要空产合格砂右n料还需要冋收部分优质石粉供官地水 电站应用。（3）

15、制砂匸艺锦屏两端砂石加工系统楚白行钻爆料加I. I：艺采用了四段破碎+选粉机去粉选粉机在水电工椁砂石生产系统甸砂工艺中的应用399工艺，即：粗碎（额破）+中碎（反击破）+细碎（PL9500立轴）+超细碎（PL8500立 轴）+选粉机去粉：锦屏东端砂石加工系统由于是TBM掘进料（粒径小于300mm）, 在实施中采用两两段破碎+选粉机去粉+石粉回装置即：中碎（反击破）+细碎 （PL9500立轴）+选粉机去粉+石粉回收装置。4.3实施效果在西端砂石加工系统生产过程中也一度出现因雨天开采毛料含水过大而导致 选粉机去粉效果不理想，甚至出现“两头大”（石粉含最大或细度模数大）的情况，后 经过严格控制毛料含

16、水等措施，在毛料含水虽在2%以下时，成品砂的石粉含量可以 控制在18 + 2%以内，细度模数可以控制在2. 8 + 0. 2以内成品砂颗粒级配较好，取 得了校好的实施效果。5立轴+选粉机工艺在实施过程中存在的问题及改逬在锦屏水电站东西端砂石加工系统中都出现过由于毛料含水超标等原因影响 造成成品砂质量波动的情况发生，通过一系列措施，在一定程度上解决或缓解了矛 盾保证了系统的正常供应。5.1存在问題（1）原料含水问题：在锦屏东西端生产过程中都存在毛料含水超标问题，尤其 是锦屏东端砂石加工系统所用原料为电站引水洞开挖料，其含水一般在20%30% 之间而系统由于场地限制，调节料场脱水能力有限，进入中碎

17、的毛料含水在10%以 上，进入选粉机的破碎料原状砂含水也在5%以上，严重降低了选粉机的去粉效果 （选粉机的进料含水宜控制在2%以下）。（2）原料含粉问题；料源为大理岩，在洞室开采过程中通过钻爆或TBM掘进机 开挖破损后其原料自身石粉含量高达25%以上，加上两级破碎产生的石粉，进选粉 机的原状砂石粉含量高达45%以上，増大了两级破碎和选粉机的无用负荷降低了 成品率，增加了加工成本。（3）目前使用的选粉机并非定型的专用制砂设备，选粉机自带风机的供风匾的 调节范围小且不能随原状砂来料量的变化随时进行调节。只要原状砂的来料流量、 石粉含量、含水率发生变化则处理能力和选粉效果均会随之发生变化，这是成品砂

18、 生产质疑波动的龜要原因。400第二届水电工程施工系统与工程装备技术交流会论文集5.2宪善和改进针对以上问题，系统在运行生产中采取了如下措施：（1）尽可能减少雨天开采，加大毛料堆存董。（2）对原料含水和石粉含虽进行分析，其角水和石粉含量主要集中在粒径20mm 以下毛料中，经过现场多次试验调整各项技术参数，在预筛分车间增设一条皮带，将 20mm以下粒径料根据来料的含水含粉址情况有比例剔除部分作为弃料直接弃掉， 从而减少毛料含水量和石粉含虽，提高选粉机选粉效果，减少无用负荷，提高成品 率，实践证明，改造效果良好。（3）针对毛料存在大盘超径问题，系统增加粗碎系统（移动式破碎站），提髙毛料 有用料比例，并葭接弃掉大部分20mm含量以降低毛料含水斌和石粉含量，同时尽 可能增大调节料场容枳作好料场排水，延长脱水时间，以提高系统砂成品率。（4）在后续工程中选用选粉机时，应根据水电行业生产环境特点，在选粉机风 虽:、转盘转速的调节范围、调节的灵活性等方面应进行深入的研究使其更好地满足 水电工程施工环境下的生产要求。6结语通过选粉机在锦屏工程中的应用说明人工砂中含有多余的石粉可以通过干法 风选来剔除特别是要求石粉回收再利用的一些工程