砂石加工系統改造案例分析

【摘 要】利比亞烏姆艾拉尼卜2000套房建工程砂石加工系統，原設計為相同的兩套系統，一套備用，單套處理能力150t/h，兩套系統布置在一起，共用一個控制室和卸料平臺，投產運行后，單套系統的實際產量只有70～80t/h左右，僅為設計生產能力的一半，不能滿足工程需要，需對系統進行改造。

【關鍵詞】烏姆艾拉尼卜2000套房建工程；砂石加工系統；改造

【Abstract】The sandstone processing system for the Umira Iranib 2000 project in Libya was originally designed as the same two systems， one set of spare， single set of processing capacity of 150t/h， two sets of systems arranged together， sharing a control room and unloading After the material platform is put into operation， the actual output of a single system is only about 70 to 80 t/h， which is only half of the designed production capacity. It cannot meet the engineering needs and the system needs to be modified.

【Key words】Um Alanib 2000 Suite Construction Project；Sandstone Processing System；Renovation

1. 工程概況

利比亞烏姆艾拉尼卜2000套房建工程位于利比亞烏姆艾拉尼卜市，距賽卜哈市南約160Km。工程位于撒哈拉沙漠邊緣地帶，包括2000套宿舍樓、公共服務樓及市政基礎基礎設施，占地面積350萬m2，房屋總建筑面積約55萬m2。工程碎石需用量約53萬m3，石料場位于工地以北約4.5Km的山上，石料為非常堅硬的石英砂巖，二氧化硅含量高達92.6%，砂石加工系統布置在山腳。

2. 系統初始設計

系統初始設計為相同的兩套系統，一套備用，單套處理能力150t/h，成品分為中石（28～12mm）、小石（12～5mm）和砂（<5mm）三種。

2.1 工藝流程。

2.1.1 系統工藝流程（原系統工藝流程圖如圖1）。

2.1.2 設備選型。

系統分三級破碎：粗碎——中碎——細碎。

（1）粗碎：車間布置1臺震動喂料機ZSW600×130及1臺PE750×1060鄂式破碎機，設計生產能力150t/h；

（2）中碎：車間布置1臺PEX250×1200鄂式破碎機及格篩，設計生產能力21t/h；

（3）細碎車間布置一臺CH420EC圓錐破碎機，設計生產能力100t/h。

（4）篩分車間布置一臺3YKR2060圓振動篩，設計篩分能力250t/h。

2.1.3 系統主要技術參數如表1：

2.2 系統布置。

初始設計考慮到便于運行管理兩套系統，于是將兩套系統平行對稱布置在一起，共用一個控制室和卸料平臺，詳細布置見圖2：

3. 初始系統運行中存在的問題及原因分析

3.1 運行中存在的問題。

2008年12月下旬烏姆艾拉尼卜項目砂石系統建成投產，經過近3個月的運行后，發現主要存在兩個方面的問題。

（1）單套砂石系統設備實際處理能力低于設計，約70～80t/h，臺班產量（兩班制，運行時間約9小時）300～400m3，僅為設計處理能力的一半，不能滿足工程需要；

（2）生產的砂石料含泥量達到15%，超過標準，不滿足工程相關要求。

3.2 原因分析。

3.2.1 系統生產能力低于設計，主要原因為粗碎、中碎及細碎車間的破碎設備實際生產能力均小于其設計生產能力。各車間的實際生產情況如下：

（1）粗碎車間的PE750×1060鄂式破碎機，設計處理能力為150t/h（css=80mm），出料中粒度大于80mm的為21t/h。而實際生產情況為css=80mm時的處理能力僅80t/h左右，出料中粒度大于80mm的為20t/h左右。處理能力要達到150t/h，排料口必須調到125mm以上，相應的出料粒度大于80mm的為50t/h以上。

（2）中碎車間的PE250×1200鄂式破碎機，設計處理能力為21t/h（css=25mm），實際生產情況為css=50mm時才能達到21t/h。

（3）細碎車間的CH420EC圓錐破碎機，設計處理能力為100 t/h（css=22mm），實際生產能力為65～70t/h。

從以上各車間的實際生產能力進行分析，由于中碎車間的生產能力最大只有21t/h。相應粗碎車間也只能按80t/h進行生產。系統生產能力主要受制于中碎車間，整個系統的生產能力只能達到設計的53%左右。

3.2.2 砂石料的含泥量超標主要是受當地的沙漠環境因素影響，由于原料中含沙漠灰塵較多（約30%～40%），而原系統設計時沒有考慮到此因素，只在粗碎前面布置了一臺20×20mm隔篩，一次破碎后也沒有進行預篩分，致使很多附在石塊上的灰塵進入了成品料倉。

4. 系統改造方案

4.1 改造的必要性。

本工程砂石系統原本設計一套即可滿足施工需要，但考慮到利比亞當地市場無法提供相關砂石設備及配件，所有設備配件需要從國內采購并運輸至當地，耗時長，運輸途中不確定因素較多。一旦砂石系統設備出現故障或損壞，會因為沒有配件及時替換而導致系統停止運行，所以原設計采用布置兩套相同的砂石系統的方案，一套作為備用。但原設計并沒有考慮兩套系統同時生產的情況。現在單套砂石系統實際生產能力只能達到設計的一半，遠遠不能不能滿足工程需要。若考慮兩套砂石系統同時生產，又因為工程所在是沙漠地區，全年基本沒有降雨，原料干燥，生產揚塵較多，兩套系統布置在一起會出現相互干擾的情況。為滿足施工需要，對系統進行改造勢在必行。

4.2 改造方案。

（1）針對系統生產能力不足的問題，提出兩種解決方案：第一種方案是利用現有設備資源，將其中兩套砂石系統中的中碎車間合并，以提高中碎車間的生產能力。此方案的缺點首先是系統需停產改造，影響工程施工；其次改造中碎車間后，細碎車間將成為系統新的瓶頸，產量提高有限；第三是一旦中碎車間設備出現問題將沒有備用系統替換。第二種方案是對其中的一套系統進行改造，提高其生產能力，另一套系統維持不變，仍作為備用，這種方案需要更換中碎車間的破碎設備，加大中碎車間的處理能力，從而提高系統的整體生產能力，此方案的缺點是重新購置設備需要的時間較長，另外需要投入較大的資金，但從長遠看風險較小。綜合考慮后，擬采用第二種方案兩。

（2）針對成品砂含泥量超標問題，考慮在中碎反擊破前增加一臺振動篩，對粗碎車間出來的半成品進行預篩分，以降低成品砂的含泥量。

4.3 系統改造后的工藝流程。

根據擬采用的改造方案，新的工藝流程只是對系統中碎車間的設備進行了更換，其余車間不變。中碎車間拆除原來的鄂式破碎機和格篩，更換成一臺反擊破和一臺振動篩，增加一條棄料皮帶。由于細碎車間的處理能力有限，為了減小細碎車間的處理量，考慮粗碎車間出來的半成品篩除棄料后全部進入反擊破，進入細碎車間的量即可通過調節反擊破的排料口來控制，使系統各個車間達到平衡。改造后的工藝流程如圖3：

4.4 系統布置。

根據原來的系統布置，選擇改造1#系統，改造后中碎車間以2#皮帶機尾滾中心為基點進行布置，1#皮帶機頭滾提高1.2m，向后縮短3.6m。增加的棄料皮帶垂直于2#皮帶布置。

4.5 新設備選型。

（1）反擊破。

改造后的系統按150t/h的生產能力考慮，由于半成品篩除棄料（<2.5mm）后全部進入反擊破，因此反擊破的生產能力應在150t以上，通過對上海杰弗朗、路橋寶山和天津美卓三個廠家的六種產品進行比較，最后選用上海杰弗朗生產的APS4054反擊式破碎機，主要技術參數如表2：

（2）振動篩。

根據工藝流程，中碎振動篩只需滿足篩除棄料即可，為便于設備采購，選擇上海杰弗朗生產的TIH516-2圓振篩，上層篩網為80×80mm，主要起緩沖作用，下層篩網為5×10mm，上下兩層篩上料都進入反擊破，設備主要技術參數見表3：

4.6 改造施工。

系統改造于2009年4月份開始策劃，確定方案后開始設備采購和車間設計，設備于6月底到工地后開始安裝，7月底安裝調試完成。

5. 改造后成果

5.1 系統生產能力。

改造后系統經過近1周的調試，得出最佳的運行參數組合，粗碎鄂破排料口125～140mm、中碎反擊破排料口45～50mm，細碎圓錐破排料口18～20mm。實測成品產量為中石（28～12mm）40～50t/h；小石（12～5mm）50～60t/h；砂（<5mm）30～35t/h。在給料正常的情況下系統處理能力在120～145t/h，由于受給料等其他因素的影響，正常情況下的臺班（兩班制，實際運行約9小時）產量在500～600m3，為改造前的1.5～1.6倍，已能滿足工程施工的需要。

5.2 含泥量。

系統改造后砂的含泥量大大減少，經過測試，含泥量從原來的15%降低到7.7%，但仍然超標。

5.3 反擊破運行情況。

從實際運行的情況看，反擊破的處理能力還有富余，解決了以前中碎成為系統瓶頸的問題。但是由于原料石英含量太高（92.6%），反擊破板錘磨損很快，一副板錘平均運行45小時，即正常運行5個臺班就得更換一副板錘，一是加大了運行成本，二是增加了維護更換的時間。

6. 結語

本次砂石系統的改造，應該說取得了一定的成功，但也暴露了一些新的問題，成功方面在于解決了原來系統各車間不匹配的問題，使產量得到了較大的提高，基本達到了設計的生產能力。新的問題有兩點，一是對這種高石英含量的石料在設備選擇上要慎重，從現在的實際情況看，選擇鄂破和圓錐破比較合適，反擊破不適用。二是砂的含泥量問題，因本工程地處沙漠地區，當地澆筑混凝土都是使用沙漠砂，沙漠砂的含泥量本身就較高。同時因為當地在此之前沒有使用機制砂的案列，因此對機制砂的使用上也沒有相關規范標準，機制砂的含泥量是否有必要降低還需進一步的探討。

[文章編號]1619-2737（2018）03-12-729

[作者簡介] 胡杰，男，籍貫：貴州貴陽人，職稱：工程師，現從事房屋建筑、市政基礎設施施工技術與管理工作。