片冰气力输送在大岗山混凝土系统中的应用与实践

【摘要】气力输冰是一种新型的物料输送形式，结构简单、布置方便，但气力输冰技术管理的好坏，对冰的质量、产量影响很大。因此，做好冰的生产、保温、输送、称量四个环节的技术管理，是混凝土产量、质量的保证。

【关键词】气力输送；片冰；混凝土生产系统；技术

1、引言

在水电站大坝混凝土浇筑中，因水泥水化热的作用，混凝土浇筑入仓后其温度会继续上升。在温度下降的过程中，会产生温度热应力，使混凝土产生龟裂。为了防止这种现象的发生，需要在混凝土生产过程中，加入片冰预先冷却混凝土，从而降低混凝土的温升。国内水电站大型预冷混凝土片冰生产系统，从制冰楼到混凝土搅拌楼，多采用机械式送冰方式。机械式输冰结构复杂，对机械输冰送转置布置的空间有严格的要求。气力输冰因其结构简单、容易布置。在大型混凝土生产系统中，得到越来越多的广泛应用。但气力输冰也存在弱点，对片冰的冰温要求很高。在片冰生产、保温、输送、称量等各个环节，极易导致气力输冰管路不流畅，造成堵冰，严重影响输冰的效率和预冷混凝土的出机口温度。要解决气力输冰问题，必须抓好生产源头、中间存储保温、气力输送、调节出冰四个环节。大岗山工程混凝土拌合生产系统较好的解决了这个问题。

2、片冰系统原理与工艺流程

冷水进入片冰机，经过制冷凝结后，在旋转冰刀作用下，延冰机内壁落入储冰库，进行片冰存储和保温。生产用冰时，储冰库扒冰爪做水平直线运动，将片冰扒入螺旋输送机，并送入关风机。罗茨风机产生的风压，通过一级水冷却和二级氨冷却后，经输送管道将片冰送至混凝土搅拌楼临时储冰库，同时再将气体分离。最后经称量螺旋输送机，将片冰送入称量冰斗。片冰的流程：片冰机储冰库扒冰机螺旋输送机关风机输送管道临时储冰库称量螺旋输送机称量冰斗。

3、气力输冰存在的主要问题分析

冰是一种透明的六方晶系的晶体结构，根据的冰的形成条件不同，其形状和透明度各有不同。在常压下冰的融点为0℃。冰的温度越低，其导热性能越好；冰的温度越低，其抗压强度越高。根据冰的物理特性，在实际气力输冰过程中，由于种种原因易使片冰温度升高，造成片冰凝结成团将管道堵塞；或是片冰成团粘附在螺旋输送机叶片上，造成片冰输送效率下降；或是粘附在冰仓口、称量斗壁等处使得输冰工序停滞。片冰凝结成团的机理是片冰温度高，在压力风送过程中，易破碎，使得表面传热面积增加，更进一步加剧片冰温度升高。片冰表面吸热融化成水，粘附性增加。

解决气力输冰过程中产生的堵冰、结团等问题的主要措施，就是控制或降低片冰的温升。片冰的温度越低，其抗压强度就越高，片冰外形易保持完整，粘附性就越小。片冰在输送过程中与管壁、螺旋机槽、称量斗壁产生的摩擦力就越小，气力输冰效率就越高。

4、气力输冰片冰温度的控制与技术管理

根据片冰的外形、表面温度、手感、外形尺寸，将片冰分为三种物理形态：干冰，潮冰和湿冰。通过实践，从片冰的三种形态来看，干冰是最理性气力输送用冰，潮冰为气力输送可用冰，湿冰为气力输送不可用冰。由于在气力输冰工艺流程中，片冰的温度会受到外界温度影响逐渐升高，控制片冰的冰温，是气力输冰技术得以应用的基础。所以要保持气力输冰连续有效，必须做好四个环节技术管理。

4.1制冰环节

要求片冰机生产的冰要达到干冰的效果，其技术要求如下：

4.1.1氨压机应运行在制冰工况，吸气压力调节在0.08～0.11Mpa之间。4.1.2片冰机蒸发器采用满液供氨法。即：氨液控制阀旋转到全开状态。4.1.3片冰机进水温度应控制在5～7℃。太低会使片冰内循环水道堵塞，造成水溢出冰机接水槽，流入冰库。太高会使影响产冰的质量，达不到干冰的效果。水温的调节可以采用2～3℃的冰水加常温水进行比例混合而实现。4.1.4片冰机回水温度应控制在2～3℃。其高低通过控制进水温度实现。4.1.5进水量要调节适当。冰机均水槽的水位保持在满槽85%左右。槽壁分水小孔应畅通，分水均匀。4.1.6回水量要保持充足。充足的回水量可以及时清除回水道冰渣，防止堵塞冰机回水道。量的大小通过进水口控制阀进行调节。4.1.7制冰环节的关键控制点就是进水温度和进水量的控制。

4.2冰库储存保温环节

片冰的储存要求在冰库应能保持干冰的状态。其技术要求如下：

4.2.1冰库的温度要调节在-10～-15℃。温度保持的关键是要切断冰库内外热传导路径。主要有门窗缝隙、冰库钢骨架、保温材料接缝、冰库冰机接口等。4.2.2冰库保温期间最高冰库温度不得高于-8℃。4.2.3蒸发器要定时冲霜，冲霜时间间隔8小时一次，每次30分钟。4.2.4库内冷空气要保持循环。启动蒸发器风机前，应检查风机状态，转动自如，防止风机冻死。4.2.5冰库出冰量要适量。冰量的大小可以通过监视罗茨风机电机电流大小来控制，风机电流控制在电机额定电流的70～80%为宜。4.2.6冰库储存保温环节的控制关键点是蒸发器定时冲霜和最高库温不得高于-8℃的保持。

4.3气力输冰环节

气力输冰是远距离输冰的实现环节，冰温的损失最大，也最难控制。技术要求如下：

4.3.1关风机进风口送冰的风温应控制在6～8℃。

4.3.2关风机片冰进口片冰的温度应控制在-6～-8℃。

4.3.3一级水冷却器通冷却水水温2～3℃；二级氨蒸发器应满液通氨，监测风温定时冲霜。

4.3.4罗茨风机进气温度应控制在20℃以下。

4.3.5输冰管道应采用40mm厚橡塑海绵保温。

4.3.6气力输冰环节控制关键点是送冰风温的控制。有效控制风温措施：一是提高一、二级冷却器的效率。二是改善罗茨风机进气温度环节。

4.4称冰环节

称冰环节是气力输冰的最后的一个环节，冰称量设置有临时储冰库，由于片冰在冰库的停留时间较短，库内一般没有设置冷源。其技术要求如下：

4.4.1临时储冰库的冰温不得小于-2℃。

4.4.2连续生产时保持1/2仓位冰存量；断续生产冰存量控制在1/4仓位以下。

4.4.3临时储冰库应保持良好大气畅通，出风口面积不得小于进风口面积。

4.4.4称冰螺旋机安装布置上倾角不应大于8°。

4.4.5此环节的关键控制点是要根据预冷混凝土生产量，及时调节临时储冰库的存冰量，以减少片冰的停留时间，保持片冰的良好的使用形态。

5、结束语

由于片冰具有容易破碎、容易融化和容易再次冻结的特点。因此气力送冰的核心技术管理就是片冰温度稳定性的管理。本文阐述的是气力送冰技术在大岗山混凝土拌合楼预冷混凝土生产中的有效应用，而在制冰、储冰、输送、称量四个环节的经验之谈。气力输冰在不同的温度环境、不同的设备配置、不同的工艺流程下，对片冰输送的温度控制要求也不尽相同，上述总结出的技术要求仅供参考。

参考文献

[1]李才生.气力输送片冰技术及其在三峡工程施工中的应用[J].水利电力施工机械，1997（2）

[2]刘友元，吴燕明.冰库及气力输冰系统在生产预冷混凝土中的应用[J].建筑机械，2001（2）