曹玉芬，馮新紅許 杰

（1. 杭州江河機(jī)電裝備工程有限公司，浙江 杭州 310012；2. 浙江省水利水電裝備表面工程技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310012）

從20世紀(jì)50年代開(kāi)始，我國(guó)開(kāi)始研制生產(chǎn)混凝土攪拌樓。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，為了適應(yīng)和滿足大規(guī)模經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，混凝土攪拌樓得到快速的發(fā)展。目前我國(guó)的混凝土攪拌樓各方面性能均能達(dá)到世界先進(jìn)水平，不僅滿足國(guó)內(nèi)工程建設(shè)需求，而且還出口海外。經(jīng)過(guò)多年快速的發(fā)展，也帶來(lái)了另一個(gè)問(wèn)題，目前混凝土攪拌樓的保有量較高，混凝土攪拌樓的設(shè)計(jì)使用年限較長(zhǎng)，而在單個(gè)工程的使用工期較短，如何更好的提高舊設(shè)備的利用率，是目前需要考慮的問(wèn)題。

1 強(qiáng)制式和自落式樓型比較

在水利水電工程中，由于混凝土配比、施工工藝的不同，選用的混凝土攪拌樓也有所不同。根據(jù)攪拌主機(jī)的不同，可分為強(qiáng)制式混凝土攪拌樓和自落式混凝土攪拌樓。如云南黃登水電站采用碾壓混凝土重力壩，主要使用三級(jí)配碾壓混凝土，對(duì)攪拌機(jī)的攪拌能力、攪拌合易性、生產(chǎn)率有較高的要求，因此選用了HL320-2S4500L強(qiáng)制式混凝土攪拌樓；而新疆JH水電站二級(jí)樞紐拱壩使用四級(jí)配混凝土，需要攪拌機(jī)能適應(yīng)150mm的大骨料粒徑，因此需要采用HL400-4F5000L自落式混凝土攪拌樓。HL320-2S4500L攪拌樓和改造后的HL400-4F5000L攪拌樓主要區(qū)別見(jiàn)表1和圖1-2。

表1 兩種攪拌樓參數(shù)比較表

圖1 HL320－2S4500L型強(qiáng)制式攪拌樓

圖2 HL400－4F5000L型自落式攪拌樓

2 改造內(nèi)容

根據(jù)分析，HL320-2S4500L攪拌樓和HL400-4F5000L攪拌樓最主要的區(qū)別是選用的攪拌主機(jī)不同以及由此帶來(lái)的進(jìn)料等問(wèn)題，所以在把強(qiáng)制式混凝土攪拌樓改造成自落式混凝土攪拌樓過(guò)程中，需要在原有主結(jié)構(gòu)不變的基礎(chǔ)上，對(duì)攪拌機(jī)支持結(jié)構(gòu)、攪拌機(jī)進(jìn)料機(jī)構(gòu)和配料系統(tǒng)進(jìn)行改造。

2.1 攪拌機(jī)支架修改

HL320-2S4500L攪拌樓攪拌機(jī)支架跨距為9.5m×6m，攪拌層布置如圖3所示；在原平臺(tái)要放置4臺(tái)JF5000型自落式攪拌機(jī)，并且要保證多個(gè)攪拌機(jī)進(jìn)料和出料不能相互影響，在原來(lái)平臺(tái)上沒(méi)法實(shí)現(xiàn)?？紤]增加2組桁架柱，將截面增加到9.5m×8m，這樣在最大限度保留原有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，解決了4臺(tái)自落式攪拌機(jī)的布置問(wèn)題；同時(shí)，2組桁架柱的設(shè)置加強(qiáng)了支撐強(qiáng)度，且增加了平面內(nèi)剛度。通過(guò)受力分析，增加后的結(jié)構(gòu)滿足4臺(tái)自落式攪拌機(jī)運(yùn)行狀況下強(qiáng)度、剛度的要求。增加桁架柱后攪拌層布置如圖4所示。

圖3 HL320-2S4500攪拌層布置圖

圖4 HL400-4F5000L攪拌層布置圖

2.2 攪拌機(jī)進(jìn)料裝置改造

HL320-2S4500L攪拌樓配置2臺(tái)攪拌機(jī)，稱量完成的骨料通過(guò)翻板門進(jìn)入選定的攪拌機(jī)，稱量完成的粉料通過(guò)正反輸送螺旋機(jī)選擇進(jìn)料攪拌機(jī)，翻板門和正反輸送螺旋機(jī)的局限性都是只能用于2臺(tái)攪拌機(jī)的進(jìn)料控制，因此需要對(duì)攪拌機(jī)的進(jìn)料裝置進(jìn)行改造。設(shè)計(jì)采用回轉(zhuǎn)給料器給4臺(tái)攪拌機(jī)供料，稱量完成的骨料和粉料在集中料斗匯總后，通過(guò)回轉(zhuǎn)給料的溜管進(jìn)入對(duì)應(yīng)的攪拌機(jī)。翻板門進(jìn)料裝置和回轉(zhuǎn)給料器比較如圖5所示。

圖5 翻板門進(jìn)料裝置及回轉(zhuǎn)給料器進(jìn)料對(duì)比圖

雖然回轉(zhuǎn)給料器的高度和設(shè)備大小要大于原來(lái)的進(jìn)料設(shè)備，由于翻板門卸料進(jìn)入2臺(tái)攪拌機(jī)時(shí)，溜管需要一定的斜度，這給回轉(zhuǎn)給料器的設(shè)置提供了空間，使得回轉(zhuǎn)給料器安裝得以實(shí)現(xiàn)。集中料斗也因回轉(zhuǎn)給料器的圓形接口，由原來(lái)的長(zhǎng)方棱椎體改變成圓錐體，實(shí)現(xiàn)了接口的對(duì)接。

2.3 粉料配料系統(tǒng)改造

進(jìn)料裝置發(fā)生了變化，由獨(dú)立采用正反螺旋機(jī)給攪拌機(jī)供料，改為進(jìn)入合料斗后統(tǒng)一進(jìn)料。這需要粉料配料裝置高于集中料斗，因而把粉料配料系統(tǒng)放置在配料檢修層，從而實(shí)現(xiàn)粉料稱量完成后落入集中料斗。由于粉料配料高度的變化，粉料螺旋機(jī)的角度過(guò)大，在不改變副樓主體結(jié)構(gòu)的前提下，需要改變粉料配料螺旋機(jī)的角度進(jìn)行調(diào)整，通過(guò)拉開(kāi)主副樓之間間距來(lái)滿足螺旋機(jī)輸送量所需的角度。根據(jù)放樣計(jì)算，螺旋機(jī)的輸送角度由原來(lái)的14.7°（最大角度）變?yōu)?8.5°（最大角度），改變后的最大角度滿足螺旋機(jī)輸送量要求。改造前后粉料配料系統(tǒng)對(duì)比如圖6所示。如果由于配料系統(tǒng)的提高，無(wú)法通過(guò)螺旋機(jī)角度的調(diào)整實(shí)現(xiàn)配料，可以通過(guò)加高副樓基礎(chǔ)，整體抬高粉料倉(cāng)的高度，減低螺旋機(jī)提升高度，減小角度。

圖6 改造前后粉料配料系統(tǒng)對(duì)比

2.4 其他設(shè)備改造

攪拌機(jī)數(shù)量和形式的變化需要對(duì)水秤斗進(jìn)行改造，增加卸水口和卸水管路。因自落式攪拌機(jī)的出料采用氣動(dòng)傾翻，每臺(tái)攪拌機(jī)的傾翻出料由2臺(tái)QGD-CA-400B-1000-B1型號(hào)的氣缸驅(qū)動(dòng)，單臺(tái)攪拌機(jī)卸料時(shí)耗氣量約為0.25m3，因此對(duì)4臺(tái)攪拌機(jī)的傾翻復(fù)位動(dòng)作設(shè)置對(duì)應(yīng)的1m3儲(chǔ)氣罐來(lái)滿足耗氣量的需求，并對(duì)相應(yīng)的管路進(jìn)行調(diào)整。由于攪拌機(jī)的變化，還需要對(duì)驅(qū)動(dòng)控制和出料控制進(jìn)行修改。強(qiáng)制式4.5m3攪拌機(jī)的單電機(jī)功率為110kW，必須采用“星三角”等減壓?jiǎn)?dòng)的方式；而傾翻自落式4.5m3攪拌機(jī)的單電機(jī)功率只有30kW，可以采用直接啟動(dòng)的方式。采用自落式攪拌機(jī)雖然在驅(qū)動(dòng)電路上變的更簡(jiǎn)單，但是增加了較多的控制信號(hào)，如回轉(zhuǎn)斗旋轉(zhuǎn)到位、上仰到位、復(fù)位緩沖、傾翻到底等，增加了控制邏輯和互鎖。圖7為改造后攪拌機(jī)傾翻出料控制圖。

圖7 自落式攪拌機(jī)出料控制

3 工程應(yīng)用

新疆JH二級(jí)樞紐壩址位于精河縣境內(nèi)，是本工程水量調(diào)節(jié)水庫(kù)，兼有發(fā)電功能。樞紐由混凝土拱壩（含泄洪表孔、放水底孔）、水墊塘及二道壩、發(fā)電引水系統(tǒng)和電站、生態(tài)放水洞、過(guò)魚(yú)建筑物等組成。混凝土拱壩最大壩高167.5m，建筑物級(jí)別為1級(jí)，電站進(jìn)水口、發(fā)電引水洞、壩后水墊塘及二道壩、生態(tài)放水洞為2級(jí)建筑物，電站、過(guò)魚(yú)建筑物為3級(jí)建筑物。壩肩邊坡為1級(jí)，拱肩槽邊坡、水墊塘邊坡、發(fā)電引水洞進(jìn)口邊坡為2級(jí)，廠房后邊坡為3級(jí)。在工程建設(shè)中，需要使用四級(jí)配混凝土，同時(shí)根據(jù)施工進(jìn)度及生產(chǎn)率的要求，混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)采用HL400－4F5000L型自落式攪拌樓。而施工單位目前沒(méi)有可調(diào)配使用的自落式攪拌樓，庫(kù)中有多臺(tái)類似樓型的強(qiáng)制式攪拌樓。為了節(jié)約成本，減少讓費(fèi)，提高舊設(shè)備的利用率，我公司對(duì)HL320－2S4500L型強(qiáng)制式攪拌樓進(jìn)行了技術(shù)改造。項(xiàng)目從2018年1月開(kāi)始實(shí)施，4月份完成設(shè)備制造，目前已完成安裝調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了在原有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上安裝自落式攪拌機(jī)的設(shè)想，達(dá)到預(yù)期效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

在保持原有主結(jié)構(gòu)不動(dòng)的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)HL320－2S4500L型強(qiáng)制式攪拌樓的攪拌機(jī)支撐結(jié)構(gòu)、攪拌層平臺(tái)、攪拌機(jī)進(jìn)料裝置、粉料配料系統(tǒng)、空氣管路系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)的改造，以及攪拌主機(jī)的更換，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)制式攪拌樓到自落式攪拌樓的改造，為舊混凝土攪拌樓的改造升級(jí)提供了一條新的思路，節(jié)約了資源，提高了舊設(shè)備的利用率。