幾內亞蘇阿皮蒂水電站砂石加工系統

陳國慶 袁杰

摘要：在幾內亞蘇阿皮蒂水電站建設中，粉料在料倉中黏料、堵塞等問題影響混凝土的生產。空氣炮具有能量大、能耗低、安全可靠、安裝維修方便等特點，是一種理想的破拱、清堵設備。在幾內亞蘇阿皮蒂水電站料倉中采用空氣炮，清堵效果好，徹底解決了料倉黏料、堵塞問題，減少了斷料停機，提高了混凝土的產量。

關鍵詞：空氣炮；料倉；蘇阿皮蒂水電站；應用

一、概述

幾內亞蘇阿皮蒂水電站壩址距首都科納克里135km，位于孔庫雷河中游，電站下游6km處為裝機235MW的凱樂塔水利樞紐，上游100km為已建的75MW的GARIFIRI水利樞紐，是目前孔庫雷河梯級開發的第2級電站（自上游向下游）。主要工程量：土石方開挖351.8萬m?（其中土方開挖274.6萬m?，石方開挖77.2萬m?），混凝土347.8萬m?（其中碾壓混凝土301.3萬m?），鋼筋制安2.2萬t。

混凝土平均月澆筑強度15萬m?，需消耗水泥15000t～20000t、粉煤灰7500t～10000t，為滿足混凝土澆筑，共設有20座1500t粉料倉。粉料倉規格φ11m×H11.4m鋼筒倉，主要由支架、下錐體、筒體、倉蓋及其他附件組成。在倉儲粉料過程中，發現料倉易黏料、堵塞，造成斷料停產等問題，因此研究防止料倉黏料、堵塞，提高混凝土的生產性是一種重要的手段。

二、料倉斷料及堵料的原因

（一）料倉機構及阻力

粉料倉的倉底采用的是逐漸向下收口的圓錐體結構，當料倉下的閘板閥打開時，粉料在重力的作用下自然向下移動。在移動到斗口時，由于截面收縮率的增大及粉料的粘結作用，粉料受到的內外摩擦力急劇增大。當摩擦阻力增大到與粉料的重力沿料倉內壁平行方向的分力相等時，粉料就停止流動，由此形成料拱、堵塞料倉。

（二）水泥、粉煤灰特性

水泥為當地采購運輸，從廠家運輸至使用現場，水泥溫度較高，一般在80℃左右，輸送入料倉后，熱濕氣散發不出來，凝結成塊，造成粉料起拱、黏料、堵塞現象。

粉煤灰為國內采購，海運至施工現場，以散裝包袋形式到貨，現場拆包輸送到粉料倉中。幾內亞為熱帶雨林氣候，常年高溫多雨，雨量充沛，全國年均降水量為3000毫米，5月至10月為雨季，11月至次年4月為旱季。因雨季空氣濕度大，粉煤灰存放過程中，會吸潮，增大含水率，輸送入倉后易成塊、板結，造成粉料起拱、黏料、堵塞現象。

三、空氣炮工作原理及特點

（一）工作原理

空氣炮由壓縮空氣儲氣倉、快速釋放閥和電控部分組成。它能在瞬間釋放高能沖擊力，即以突然噴出的壓縮空氣的強烈氣流，以超過一馬赫的速度或高于音速的速度直接沖入貯存散裝物料的閉塞事故區，這種突然釋放的膨脹沖擊力克服了物料的靜摩擦，使倉中的物料再一次恢復流動。空氣炮的工作可以采用手動或自動控制，由快速釋放閥執行。快速釋放閥是電磁閥和釋放閥的統一體，閥體是由先導閥膜片和主閥的主膜板組成；電磁閥為常閉型，發出電信號時電磁閥的先導閥打開，其內部高壓氣體卸載，此時主膜板兩側壓力失去平衡，主閥打開，壓縮空氣順勢從炮體通過閥體瞬間噴射出去。

（二）特點

空氣炮具有以下特點：

1.能量大、能耗低：空氣炮是利用儲存在貯氣倉中的氣體以突然爆發所產生的氣流沖擊力，直接作用于物料閉塞事故區，破拱清堵助流。由于空氣炮是間歇工作，每次充氣時間很短，因此比其它清堵助流裝置所消耗的能源都低。

2.安全可靠：空氣炮是按國家規定的容器規范進行設計、制造的。由于空氣炮的噴射是瞬間的，每次使用的空氣量有限，因此不會對倉、斗等構筑物產生大的振動和對倉壁的沖擊。采用無火花開關，對周圍介質沒有爆炸危險。

3.安裝維修方便：在料倉易被阻塞的適當部位，切割一個孔或設計時設計預留孔，把排氣管焊接或用混凝土穩固在倉壁上，然后與空氣炮直接連接，炮體用鋼結構支撐架焊接或懸吊于倉壁或其它構筑物上，以加強炮體的穩固性。無需使用專用工具。

4.噪音低：膨脹釋放壓縮空氣的聲音幾乎全部被倉中的物料所吸收，又是間歇工作，所以噪音低于工業企業噪音衛生標準。

四、空氣炮選型及安裝要點

（一）空氣炮選型

空氣炮型號的選擇，根據儲存料物的特性、安裝空間和安裝方便性而定。容積200、300L的空氣炮，主要用于貯料比重較大，貯料倉容量及截面積較大，流動性差及易板結壓實的貯料倉上。因此，我項目選用AB-200型空氣炮，主要參數見表1。

（二）空氣炮安裝注意事項

在料倉易堵料位置切割一個孔，將排氣管焊接在錐斗倉壁上，深入料倉錐斗倉壁20cm～25cm。排氣管的出口（倉內部分）應向下布置，其角度與水平線不得小于15?。排氣管與空氣炮本體用法蘭連接，儲氣罐可用焊接在料倉錐斗倉壁上的支撐架固定，排氣管的中心線與儲氣罐的中心線應在一條直線上（見圖1）。

氣動控制時，儲氣罐與氣動控制閥之間的距離不得超過15米；進氣的管道上盡量少設置彎頭，以減少空氣阻力，各個接頭部位及管路不得漏氣。使用的壓縮空氣必須是過濾的、穩定的、干燥的。最大工作壓力不得超過0.8MPa，最小工作壓力不得低于0.4MPa。

排水閥應向下，便于排水。如炮體距地面或操作平臺過高不便操作，且氣源水分過大，可拆下排水閥，引出管路至便于操作處裝一閥門，確保定期排水。

五、結論

經幾內亞蘇阿皮蒂工程多年的生產實踐證明，空氣炮清堵效果良好，料倉不黏料、堵塞，減少了斷料停產現象，確保了混凝土的生產的穩定性、連續性。

在幾內亞蘇阿皮蒂水電站粉料倉中使用空氣炮的成功經驗，對粉料堵塞具有借鑒價值，供同行進行參考。

參考文獻：

[1]劉靜川.儲煤倉空氣炮破拱系統的設計[J].礦山機械.2010.13，118-119

[2]鄭景芳.淺談空氣炮在煤倉上的應用[J].煤炭工程.1991，48-49