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穩定土拌和站水泥輸送係統的改進

點擊數:2392時間:2015-10-30 09:33:54 來源:AG亚游集团機械

摘要:本文通過對水泥輸送方式的更改和設備結構的改進有效地改善了水泥的流動性。該方案使水泥在整個輸送過程中流動更加順暢,水泥瞬時流量的自動化調整更加及時有效。

穩定土拌和站水泥輸送係統的改進

0 引言

水泥穩定碎石材料具有整體強度高、水穩性好等特點,因此作為高等級公路底基層在中國公路建設中被廣泛采用。水泥碎石作為底基層主要承載來自路麵的汽車載荷,其質量優劣對整條公路的使用壽命和維修成本起著決定性的作用。

在水泥碎石的質量標準中,水泥含量的計量精度是一項非常重要的指標。水泥含量低於設計值會造成水泥碎石不易成型和抗壓強度達不到設計要求,導致瀝青混凝土路 麵早期破壞;水泥含量偏高則會造成原材料浪費和水泥碎石的幹縮裂縫,幹縮裂縫可以反射到瀝青混凝土路麵上,當降水較多時,路麵會在車輛載荷的作用下快速損 壞。本文在分析影響水泥計量精度因素的基礎上,提出了提高計量精度的措施。

1 葉輪喂料機水泥輸送方式分析

1.1 水泥的輸送流程

散裝水泥用粉料運輸車從水泥廠運來,然後用空氣壓縮機泵送到水泥儲存大倉內。水泥因重力從水泥倉中自流到葉輪喂料機內,再由葉輪喂料機運送到螺旋電子稱內。 葉輪喂料機的轉速通過電磁調速電機控製,速度可控。水泥進入轉速恒定的螺旋電子稱內,因電子稱的前端裝有拉力傳感器,水泥進入電子稱後傳感器產生電壓信 號,信號經放大後輸入計算機AD板轉換成數字信號。經過計算機程序處理,產生的結果與電腦程序內根據產量和水泥的百分劑量換算出來的設定瞬時流量進行比 較;比較信號(電壓信號)通過AD板轉換成模擬信號,用以控製調速器調整葉輪喂料機的轉速。如果水泥瞬時流量比設定值低,比較電壓信號電壓高,葉輪喂料機 葉輪轉速增大,水泥流量逐漸增大,直至達到設定值;反之,比較電壓信號電壓低,葉輪喂料機葉輪轉速降低,水泥流量逐漸減小,直至達到設定值。此過程不斷循 環從而實現水泥流量的自動控製。

水泥從電子稱流出進入螺旋輸送器,最終進入攪拌鍋,如圖1所示。

改造前的水泥輸送方式

圖1 改造前的水泥輸送方式

1.2 使用過程中的問題及原因分析

新 設備投入使用的前1~2月,電子稱顯示的水泥瞬時流量和設定值波動幅度較小,上下浮動在質量合格範圍內。隨著時間推移,經過電子稱的實際水泥流量和電腦中 的設定值會出現波動幅度逐漸增大的現象,嚴重時即使喂料機葉輪達到最高轉速,水泥電子稱內也無水泥流過;另一種情況是喂料機葉輪不旋轉,水泥電子稱內也可 能有水泥流過。上述情況造成水泥穩定碎石的水泥劑量不穩定,從而影響產品質量,經過分析,出現問題的主要原因可歸納如下。

葉輪喂料機內部間隙

圖2 葉輪喂料機內部間隙

(1)葉輪喂料機內漏嚴重。葉 輪喂料機的葉輪外緣和內壁之間有一定的間隙(圖2),一般為1~2mm,如果間隙適宜,葉輪不旋轉時能將水泥封閉在水泥倉內。隨著使用時間的延長,該間隙 會因磨損而增大,甚至達到3.5mm以上,這樣即使喂料機葉輪不轉動,水泥也會由於重力作用直接漏到電子稱內,此現象被稱為葉輪喂料機內漏。如果此時向水 泥倉內加入水泥,因倉內壓力增大,在壓力的作用下葉輪喂料機內漏會更加嚴重,即使不旋轉,電子稱中也會有大量水泥流過,無法通過調節水泥流量計來降低水泥 的瞬時流量,導致成品中水泥含量偏高。

(2)水泥在水泥倉內起拱。如果水泥在水泥倉錐口吸收空氣中水分而在錐口處板結,下部水泥排空後,上部水泥則無法流下。這時即使喂料機轉速很快也不會有水泥進入電子稱,即會出現水泥碎石中沒有水泥的情況,這種情況被稱為水泥起拱。

(3)水螺旋輸送機安裝角度過大。由於螺旋輸送器的傾斜角度達到60°,不符合安裝角度不宜超過30°的要求,造成輸送效率下降。同時,螺旋輸送器長時間使用後,螺旋軸葉片磨損與內壁間隙增大將產生嚴重內漏,使每小時的輸送量下降,從而導致整台設備的產量下降。

2 大口螺旋輸送機結構及係統控製

2.1 設備結構

將 水泥倉的支腿增高,增大水泥倉出料口尺寸;再將大口螺旋輸送機進料口用螺栓連接在水泥倉出口處法蘭上,並安裝成水平工作狀態;然後將水泥電子稱水平吊在大 口螺旋輸送機的出料口下方。電子秤的進料口和輸送機的出料口垂直對齊,電子稱的出料口和拌缸的進灰口對齊,如圖3所示。

改造後的水泥輸送方式

圖3 改造後的水泥輸送方式

2.2 工作流程

大 口螺旋輸送機轉動後,水泥流入轉速恒定的電子稱進口。水泥進入電子稱後,傳感器產生信號並輸入計算機,經過內部程序處理後,將處理結果和電腦內設定的瞬時 流量值進行比較,產生比較電壓信號,此信號經過數模轉換後對大口螺旋輸送機的轉速進行調控,使電子稱內的水泥實際流量達到設定的水泥瞬時流量值。

2.3 係統控製原理

水 泥從大口螺旋輸送機進入水泥電子稱,水泥稱前端拉力傳感器測出物料質量後生產的電壓信號(毫伏級經放大後成為0~5V)將自動輸入到計算機的AD脈衝板, 經過計算機預先設計的程序處理後,瞬時流量與目標流量進行比較,再通過DA板輸出0~5V的電壓信號。該電壓信號通過變頻器控製水泥供料螺旋轉速,使單位 時間內通過螺旋電子稱的水泥流量與設定流量相等,從而實現螺旋電子稱自動配料控製。

3 效果分析

(1)采用大口徑螺旋輸送機(圖4)取代葉輪喂料機後,由於螺旋進出口之間的長度為5.5m,水泥由上下流動改為水平螺旋推動,因而具有了良好的自鎖性,不會出現水泥內漏的現象,即使水泥倉內壓力增大,水泥也不會流進電子稱內。

大口螺旋輸送機結構

圖4 大口螺旋輸送機結構

(2)水泥輸送係統的組成部件由3個減為2個,減少了1個葉輪喂料機,費用降低7 000元,降低了故障率,並提高了設備的可靠性。

(3)大口徑螺旋輸送機下料口由原來的30cm×30cm加大到30cm×50cm,在改善水泥流動性的同時也解決了水泥起拱的問題。水泥進口截麵積增大,可以適當降低螺旋輸送機轉速,減弱旋轉慣性作用對水泥瞬時流量的不利影響,使水泥瞬時流量控製更加靈敏、迅捷。

(4)水平使用大口徑螺旋提高了輸送效率,減小了設備的磨損,延長了部件使用壽命。

(5)設備改造後,水泥碎石的水泥百分含量完全控製在設計標準(-0.5%~1.0%)範圍內。改造前後的效果對比見表1、2及圖5。

表1 改造前某時段瞬時水泥流量記錄
記錄時間間隔/min0
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
水泥流量/(kg·min-1300
347
382
367
281
263
293
367
371
337
301
表2 改造前某時段瞬時水泥流量記錄
記錄時間間隔/min0
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
水泥流量/(kg·min-1300
337
285
307
296293
293
304
307
300
307

改進前後水泥流量對比

圖5 改進前後水泥流量對比

(6)在黃驊205國道改線段工程中水泥消耗量節省2%,生產水泥碎石10×104 t後共節省水泥100t,產生經濟效益近3萬元。對同類型的3台設備進行改造後,年節省水泥費用10萬元。

3 結語

本 文通過對水泥輸送方式的更改和設備結構的改進有效地改善了水泥的流動性。該方案使水泥在整個輸送過程中流動更加順暢,水泥瞬時流量的自動化調整更加及時有 效。實踐證明:改進後,碎石中水泥計量精度有了很大的提高,保證了成品料的質量,減少了原材料的浪費,有利於提升公路的整體性能。

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