混凝土攪拌站( 樓) 的型式及選型
2005-07-05 00:00
摘要: 本文簡要介紹了混凝土攪拌站(樓) 的主要型式和特點,指出了我國混凝土攪拌站(樓) 與國外同類產(chǎn)品的主要差距,并詳細闡述了混凝土攪拌站(樓) 選型應該考慮的主要因素。
關(guān)鍵詞:混凝土攪拌站(樓) 型式差距選型
混凝土攪拌站(樓) 是商品混凝土生產(chǎn)、道路建設、水利建設等的核心設備。隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展, 對預拌混凝土的需求也不斷增加。預拌混凝土具有專業(yè)化大生產(chǎn)的特點, 不僅能提高勞動生產(chǎn)率、節(jié)約水泥、降低成本、減少施工面積,而且能減輕城市污染,有明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。
混凝土攪拌站(樓) 主要由儲料、配料、攪拌、出料、控制等系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)部件組成。按骨料在混凝土生產(chǎn)流程中需要提升的次數(shù)分為混凝土攪拌樓和混凝土攪拌站。骨料經(jīng)一次提升而完成全部生產(chǎn)流程的為單階式,稱之為攪拌樓;骨料經(jīng)二次提升而完成全部生產(chǎn)流程為雙階式,稱之為攪拌站。
隨著國產(chǎn)混凝土攪拌站(樓) 的迅速發(fā)展及國外混凝土攪拌站(樓) 的大量涌入, 目前國內(nèi)市場上可供用戶選擇的混凝土攪拌站(樓) 的種類和型式很多。
1 混凝土攪拌站(樓) 的結(jié)構(gòu)型式
混凝土攪拌站(樓) 的類型基本可分為:懸臂拉鏟式、裝載機上料式和塔式結(jié)構(gòu)三種?；炷翑嚢枵?樓) 的上料、配料部分的不同配置方式, 對于整套設備的適用工況和經(jīng)濟性具有較大的影響。而在實際應用中,用戶經(jīng)常根據(jù)自己的要求,提出各種不同的配置方式。
111 懸臂拉鏟式
懸臂拉鏟集料是在大中型混凝土攪拌站中應用最多的一種型式。多種規(guī)格的骨料用隔倉板隔開,拉鏟可作120～180°回轉(zhuǎn), 拉鏟臂長一般為12～16m , 生產(chǎn)率在50～80m3 / h 之間。操作時, 骨料不斷堆積, 骨料靠自重落入稱量斗內(nèi), 完成計量配料
(如圖1) 。
另外, 有的國外公司還生產(chǎn)一種多斗懸臂拉鏟上料機,骨料可圍計量斗散狀堆積,而無需隔倉。提升機可繞其中心回轉(zhuǎn)180°, 不斷刮送骨料, 根據(jù)需要可配置一個或多個多斗懸臂上料機。
該混凝土攪拌站的特點是采用拉鏟集料和星形集中料場,使用成本低,占用場地少。缺點是拉鏟操作強度大,場地布置不靈活,安裝基礎工作量大。
112 裝載機上料式
為了克服上述問題, 采用裝載機上料的混凝土攪拌站近幾年發(fā)展較快(如圖2) 。裝載機將骨料裝入儲料倉內(nèi), 儲料倉的容積一般應能滿足主機5～7 個工作循環(huán)。此方案儲料倉容積小, 可做成拆裝式而便于轉(zhuǎn)移工地。在公路施工和一些流動作業(yè)以及占地受到限制的場合, 也多采用裝載機上料的方式。
113 塔式結(jié)構(gòu)
塔式結(jié)構(gòu)的混凝土攪拌樓可分為三部分, 由下向上第一層是攪拌主機,第二層是計量系統(tǒng)、第三層是分料裝置。在塔式結(jié)構(gòu)的混凝土攪拌樓中, 可以裝一臺或多臺攪拌主機,隨著主機性能、可靠性的提高以及大容量攪拌主機的出現(xiàn), 目前的混凝土攪拌樓采用單臺主機的逐漸增多。
該混凝土攪拌樓的特點是: 在攪拌主機上方的儲料倉內(nèi)預先儲備3～4種規(guī)格且數(shù)量較多的用料,使生產(chǎn)周期縮短,同時可靠性提高, 維修空間大。缺點是設備的制造成本高,占用場地面積大。
114 兩種新型式
目前國內(nèi)市場對混凝土攪拌站(樓) 提出的要求是技術(shù)性能高、可靠性強、維修方便、設備造價低。根據(jù)這一要求, 山東建設機械股份有限公司推出了一種介于攪拌站與攪拌樓之間的產(chǎn)品(如圖3) 。該產(chǎn)品采用地倉配料或地上倉儲料, 骨料計量后由皮帶輸送機送至攪拌機上方的儲料斗, 這種布置方式改變了常見的混凝土攪拌站計量后到提升斗再提升的過程。在攪拌機的攪拌過程中, 儲料斗內(nèi)始終儲有一罐計量好的骨料, 同時后面的計量工作在照常進行, 從而大大縮短了整套設備的工作周期。與混凝土攪拌樓相比, 由于改變了攪拌樓上部筒倉儲料方式,從而降低了攪拌樓的高度,降低了制造成本。同時,大傾角皮帶輸送機的采用,大大減少了占地面積。
另一種新型混凝土攪拌站為了適應公路建設等_工程的需要滿足結(jié)構(gòu)緊湊、轉(zhuǎn)移和裝拆方便等方面的要求, 攪拌機出料后采用皮帶機向上輸送至攪拌輸送車或其它運輸工具, 因此使混凝土攪拌站整體高度下降, 結(jié)構(gòu)緊湊, 可以拖運轉(zhuǎn)移, 但目前其生產(chǎn)率一般還較小。
2 攪拌主機的型式
隨著混凝土攪拌站(樓) 生產(chǎn)率的不斷提高, 其攪拌主機必然向大容量方向發(fā)展。對于采用大容量攪拌主機(2000L 以上) 的混凝土攪拌站(樓) , 應考慮到大容量攪拌主機卸料時給用戶帶來的影響。大容量攪拌主機卸料速度快, 而攪拌輸送車的進料速度慢,因此容易造成預拌混凝土外溢現(xiàn)象,這是采用單機的混凝土攪拌站(樓) 生產(chǎn)率提高的一個極大障礙。在攪拌主機下方設置成品混凝土儲料斗, 不僅可以節(jié)省攪拌輸送車的等待時間, 而且可以解決大容量攪拌主機卸料速度快與攪拌輸送車進料速度慢的矛盾。
對于混凝土攪拌站(樓) 采用的主機型式, 主要有以下幾種:自落式傾翻出料攪拌機、立式蝸漿攪拌機、臥軸式攪拌機、立軸行星式攪拌機。
自落式傾翻攪拌機適應于攪拌塑性、大塌落度混凝土。具有結(jié)構(gòu)簡單、使用維修方便、拌筒磨損小、能耗低等優(yōu)點, 可以適應于骨料粒徑大于150mm 以上的工況, 特別適用于大型水電工程, 但其生產(chǎn)率低。
立式蝸漿攪拌機與自落式攪拌機相比, 對于改善物料在攪拌過程中的流動狀態(tài), 擴大適用范圍起到了積極作用。但其能耗高、葉片襯板磨損大、攪拌大塌落度混凝土時易離析。為了解決上述問題, 市場出現(xiàn)了立軸行星式攪拌機。
立軸行星式攪拌機的攪拌葉片在隨主軸做公轉(zhuǎn)的同時,還有自身的自轉(zhuǎn),攪拌作用強烈,無死角,提高了混凝土的攪拌質(zhì)量,而且能耗低。
臥軸式攪拌機自問世以來,發(fā)展迅速。這種攪拌機與立軸式相比, 攪拌軸轉(zhuǎn)速低, 物料移動距離短,使葉片襯板磨損減小, 能耗降低。由于充分發(fā)揮了葉片對混凝土的剪切和擠壓作用, 使攪拌質(zhì)量有所提高, 攪拌時間在30～45s 即可完成, 可攪拌塑性、干硬性混凝土。同時,該攪拌機的容積系數(shù)較高,整機外形尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊,尤其適用于商品混凝土預制構(gòu)件生產(chǎn)和高速公路建設。
3 計量、控制系統(tǒng)
現(xiàn)代科技在混凝土攪拌站(樓) 的應用,使混凝土攪拌站(樓) 的稱量、控制、自動監(jiān)控系統(tǒng)得到了迅速的發(fā)展和不斷的完善。目前混凝土攪拌站(樓) 均采用微機系統(tǒng)進行控制和管理,有單片機控制、可編程控制器外加工控機控制、單片機外加工控機控制等型式。一般均具有多種配方存儲、落差自動補償、砂石含水率自動修正等功能,使稱量、配料、攪拌、卸料等整個過程實現(xiàn)全自動控制。此外, 高檔次混凝土攪拌站(樓) 的控制系統(tǒng)還具有過程圖形顯示、生產(chǎn)、財務管理等功能。
4 與國外同類產(chǎn)品的差距
我國混凝土攪拌站(樓) 的研制是從50 年代開始的,在其發(fā)展過程中,型式的選取和主要技術(shù)參數(shù)基本上是根據(jù)用戶要求和參考國外產(chǎn)品的自由狀態(tài)。國標GB10171 - 88《混凝土攪拌站(樓) 分類》和GB10172 - 88《混凝土攪拌站(樓) 技術(shù)條件》的頒布實施, 將混凝土攪拌站(樓) 的研制和生產(chǎn)納入了標準管理的軌道,為其發(fā)展奠定了基礎。
產(chǎn)品技術(shù)標準和預拌混凝土標準的要求, 對于混凝土攪拌站(樓) 的技術(shù)指標已達到發(fā)達國家水平,但根據(jù)我國的實際情況,基礎及配套方面還需作大量工作。主要體現(xiàn)在使用的可靠性和易損件的壽命等方面。
目前,為了滿足用戶的要求,許多企業(yè)在混凝土攪拌站(樓) 的關(guān)鍵配套件上,采用進口原裝件,如工控機、電器元件、含水率測定儀、料位指示等,大大提高了整機的使用性能和工作可靠性, 縮短了與國外先進產(chǎn)品的差距。
5 混凝土攪拌站(樓) 的選型
混凝土攪拌站(樓) 是一種成套設備, 用戶對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、功能了解得越詳細, 選用自然會更加合理。我國已制訂該產(chǎn)品的國標、即GB10171 、10172 ,制造商的產(chǎn)品質(zhì)量、性能至少應達到上述標準,因此用戶選用時也應對標準有所了解。同時, 因結(jié)構(gòu)型式多種多樣,布置和組合又有一定的靈活性,加之混凝土技術(shù)本身的發(fā)展, 標準無法包含各種使用工況的要求,因此用戶訂貨時應根據(jù)自己使用特點,超越標準的約束、提出要求, 以達到投資少、效果最佳的目的。
511 出料高度
GB10172 規(guī)定, 生產(chǎn)率≥30m3/ h 的混凝土攪拌站(樓) 出料高度不低于318m , 主要是針對攪拌輸送車接料的需要, 對用于商品混凝土供應站的設備,這是必備條件。而對有的用戶,攪拌設置在施工現(xiàn)場, 混凝土攪拌站出料后直接進入混凝土泵料斗或其它運輸工具,出料高度不需要太高時,可在訂貨時提出要求, 這樣降低了整機高度, 可減輕機重、減少造價,而使用時材料垂直運距減少,也節(jié)省了時間和能耗,減少了機械磨損,對經(jīng)常轉(zhuǎn)移的混凝土攪拌站,尤應考慮這個問題。
512 生產(chǎn)規(guī)模與設備規(guī)格、數(shù)量的關(guān)系
一般情況下, 生產(chǎn)率為50～60m3 / h 的混凝土攪拌站(樓) 年混凝土產(chǎn)量可達10 萬m3 。而100～120m3 / h 的混凝土攪拌樓(站) 年產(chǎn)可達20 萬m3以上。完成同樣的生產(chǎn)規(guī)模,選用一套大規(guī)格、還是選用兩套甚至數(shù)套小規(guī)格的設備, 往往是用戶考慮的問題之一。
對于長期穩(wěn)定設置在某處的商品混凝土供應站或特大型工程一般應選一套大型設備較為經(jīng)濟合理,因每一套混凝土攪拌站(樓) 都有類似的控制、計量等設備,其價格與功能要求的關(guān)系較大,而與生產(chǎn)率變化的關(guān)系較小, 因此選擇一套大容量的比較合適,如同樣價格,則產(chǎn)品檔次可更高些。而對施工期短, 轉(zhuǎn)移頻繁或地處交通不便的環(huán)境, 考慮到運輸、裝拆轉(zhuǎn)移的方便性, 以及機器故障排除或配件供應不便等因素, 一般選用數(shù)套小規(guī)格設備更能解決實際問題,當然能一大一小配合更佳。
513 主機型式選擇
為了保證混凝土的攪拌質(zhì)量, 混凝土施工規(guī)范GB50204 - 92 規(guī)定了各種機型攪拌機其攪拌時間不得少于多少時間, 而混凝土攪拌機產(chǎn)品標準GB9142 規(guī)定了各種型式攪拌機其攪拌時間不應超過多少時間,兩者看似矛盾,其實含意不同。GB9142只是表示多少時間之內(nèi)能把混凝土料攪拌得分布均勻,其分布的不均勻值不超過標準規(guī)定,但不能保證每立方米混凝土僅有的十幾升或幾升的外加劑等是否均勻或充分完成化學作用。因此對攪拌后馬上澆注的現(xiàn)場施工用混凝土攪拌站, 攪拌時間必須按施工規(guī)范GB50204 標準要求執(zhí)行,而各種主機攪拌效果快慢已顯不出差別, 反而使以強制式攪拌機為主機的混凝土攪拌站達不到額定的生產(chǎn)率, 但是自落式攪拌機體積較大(容積利用系數(shù)低) 、進料口小,不利于水泥等計量機構(gòu)布置, 除水利工程外一般仍不宜采用。
商品混凝土攪拌站(樓) 的主機基本采用強制式攪拌機,選用時主要考慮的應是適用的骨料粒度、易損件壽命、維修保養(yǎng)、供電條件、價格等因素。雙臥軸攪拌機我國近20 年來發(fā)展較快,生產(chǎn)技術(shù)較成熟,較能適應大骨料攪拌,能耗較低。而立軸行星式攪拌機, 其容積效率較高, 攪拌無死角, 攪拌干硬性混凝土更具優(yōu)勢。
514 根據(jù)混凝土攪拌站(樓) 設置的環(huán)境,用戶應請制造商提供整機布置參考方案
混凝土攪拌站(樓) 的設置要考慮材料運入、堆放,混凝土的運出,能源、水源供應,對環(huán)境的污染等問題, 同時應充分考慮場地地形等自然條件的充分利用。
因為混凝土攪拌站(樓) 的生產(chǎn)過程中, 材料上下、水平輸送的工作量巨大,特別對裝載機上料或皮帶機上料的后臺型式, 怎樣更好地利用地形確定整體布置方案、合理選用設備, 可使投資減少、運行最經(jīng)濟。因此, 制造商已越來越認識到這也是為用戶服務的一項重要工作, 而用戶也應認識到購置混凝土攪拌站(樓) 并不是去挑選一個完全現(xiàn)成的產(chǎn)品。
515 優(yōu)先考慮選用關(guān)鍵部位采用進口先進配套件的產(chǎn)品
國內(nèi)混凝土攪拌站(樓) 雖然在有些材質(zhì)的強度或耐磨性上與國外稍有差距, 但關(guān)鍵還是控制系統(tǒng)中相關(guān)元器件與國外有一定差距,以致影響功能、準確性、可靠性等, 因此選用必要的進口件, 雖然造價有一定提高, 但往往對整機使用水平的提高作用巨大,而對用戶來說,應該優(yōu)先選用。
作者介紹：徐洪季、于美燕, 山東建設機械股份有限公司, 250022 濟南市段店南路268 號
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