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1、空氣炮在阿海水電站拌和系統(tǒng)料倉清堵中的應用溫付友(中國水利水電第七工程局有限公司五分局四川彭山)摘要：本文以阿海水電站工程為例，利用空氣炮解決了拌和系統(tǒng)砂罐及拌和樓料倉中砂起拱清堵困難的問題。針對砂在兩種不同料倉內的料流形態(tài)進行受力分析，著重說明了空氣炮在防堵過程中的應用，工作原理及注意事項，為類似水電工程推廣使用提供參考。關鍵詞：空氣炮拌和系統(tǒng)料倉清堵應用1.工程簡介阿海水電站位于云南省麗江市玉龍縣（右岸）與寧蒗縣（左岸）交界的金沙江中游河段，是金沙江中游河段一庫八級的第四級，上游與梨園水電站相銜接，下游為金安橋
2、水電站。電站庫容8.06×108m3，最大壩高130m，裝機容量2000MW（5×400MW）；工程樞紐由混凝土重力壩、左岸導流洞、壩后式引水發(fā)電建筑物等組成。阿海左岸上游混凝土拌和及制冷系統(tǒng)布置區(qū)域為距壩軸線約1.2km的左岸壩頂公路內側，系統(tǒng)混凝土生產(chǎn)規(guī)模720m3/h。本混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)砂石骨料從新源溝砂石系統(tǒng)通過2km長距離膠帶機輸送砂石骨料至拌和系統(tǒng)骨料罐。系統(tǒng)布置10個骨料罐，大石、中石、小石、常態(tài)砂、碾壓砂各兩個，骨料罐直徑12m，高20m。系統(tǒng)由2座2×6m3強制式攪拌樓和1座4×3m3自落式攪拌樓組
3、成。2.砂罐及拌和樓料倉堵塞的原因阿海水電站砂石系統(tǒng)生產(chǎn)毛料采用灰?guī)r，其抗壓強度在60～90Mpa，人工砂石加工系統(tǒng)生產(chǎn)砂的石粉含量在19%～22%之間，石粉中<0.08mm含量在67%～78%之間，砂中含水存在超標現(xiàn)象，導致砂一進入骨料罐、料倉8小時內就起拱，造成砂下料難，給混凝土的正常生產(chǎn)帶來極大難度?，F(xiàn)就砂進入骨料罐及拌和樓料倉料流情況進行分析。2.1砂罐中料流分析砂在下料過程中一般有以下三種流動情況：圖1砂罐料流示意圖圖a為整體物料從下料口卸料，這是砂罐中最理想的下料狀態(tài)。圖b、c按卸料口大小成柱狀下料狀態(tài)
4、，其它區(qū)域物料部分流動或停滯流動，大大減少了砂罐的活容積，砂罐補料相當頻繁，同時增加了料罐內砂的粘結、起拱，造成砂罐堵塞。砂罐中設置了4個下料口，卸料時形成向料口收縮的圓錐形，橫截面從上而下逐漸縮小，當打開下料口氣動弧門時，儲存在罐中的砂因自重作用，克服阻力向下流動。在砂下降過程中，每下降一個微小的高度，砂顆粒均要重新排列，砂顆粒的原有層面呈不均勻下降，以適應截面收縮的變化。由于截面收縮的增大，砂顆粒愈接近下料口，其相互間的擠壓錯動也愈大，砂料流內外摩擦力也急劇增大，當各種阻力的影響使砂顆粒原有層面破壞到一定程度時
5、，便產(chǎn)生圖b、c形式的管狀流。當砂料因倉內各種阻力達到超過其自重垂直靜壓力時，砂料流中斷，起拱堵塞，流動就完全停滯。在生產(chǎn)中，通過多次料流分析及生產(chǎn)性試驗，起拱部位約在料倉下料口上部約2m處。在此處安裝KQP-B-500（容積500L）型空氣炮，有效解決了砂下料困難的問題。2.2拌和樓料倉料流分析圖22×6m3拌和樓料倉示意圖圖3拌和樓料倉料流示意圖拌和樓料倉分為砂1、砂2兩個倉，兩個砂倉漏斗斜面段上、下段采取不同角度設計。砂1倉料斗角度較緩，砂2倉料斗角度較陡，砂在倉內流動下面快，上面逐漸變慢。瞬間形成整體流狀，
6、在一定程度上減少了砂倉堵塞現(xiàn)象的發(fā)生。但影響砂下料的根本原因是砂的特性（包括石粉含量、含水率等），砂的石粉含量和含水率兩項主要指標超標時，其粘聚力增強、流動性變差，當它在重力作用下，呈漏斗狀從卸料口排出時，料流的形狀是與卸料口尺寸相當?shù)闹鶢铙w，在此柱狀體內，砂受重力作用產(chǎn)生的剪切力必須大于內摩擦力時，砂才能流動，而剪切力的大小與砂對倉壁的摩擦力、砂內部摩擦力以及砂倉的下料斗有關。因砂1倉與砂2倉的幾何形狀不同，所以要根據(jù)料倉內的剪切力、摩擦力、側壓力進行受力分析確定空氣炮的大小和安裝位置（因不同型號的拌和樓料倉的幾
7、何尺寸均不一樣，在此不再分析）。當料倉下料斗段某點剪切力等于摩擦力時，此處為砂結拱的臨界點，故在此處安裝空氣炮，當空氣炮的沖擊力大于此點的靜摩擦力時，就能清除堵寒，有效解決砂起拱問題，滿足混凝土的正常生產(chǎn)。3.空氣炮的工作原理空氣炮是以突然噴出的壓縮氣體的強烈氣流，以超過一馬赫(音速)的速度直接沖入貯存散體物料的閉塞故障區(qū)，它是利用空氣動力原理，工作介質為空氣，由一差壓裝置和可實現(xiàn)自動控制的電磁閥、瞬間將空氣的壓力能轉變成空氣射流動力能，這種突然釋放的膨脹沖擊波，克服了物料靜摩擦而形成的起拱，使倉內的物料又一次恢復
8、流動，從而保證物料輸送和生產(chǎn)的連續(xù)性。4.空氣炮使用中應注意的問題4.1空氣炮氣源空氣炮所使用的壓縮空氣須是經(jīng)過濾后的干燥空氣，工作壓力為0.4～0.8Mpa，氣源最好與拌和系統(tǒng)空壓站分開設置，否則會影響拌和系統(tǒng)用風。施工及運行時防止氣源管路漏氣、堵塞造成儲氣罐的壓力降低，影響空氣炮的正常使用，也加大了空氣炮的充氣時間，造成空氣炮在運行中不能連續(xù)放炮，影響正
