砂石加工系统改造案例分析

【摘 要】利比亚乌姆艾拉尼卜2000套房建工程砂石加工系统，原设计为相同的两套系统，一套备用，单套处理能力150t/h，两套系统布置在一起，共用一个控制室和卸料平台，投产运行后，单套系统的实际产量只有70～80t/h左右，仅为设计生产能力的一半，不能满足工程需要，需对系统进行改造。

【关键词】乌姆艾拉尼卜2000套房建工程；砂石加工系统；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

利比亚乌姆艾拉尼卜2000套房建工程位于利比亚乌姆艾拉尼卜市，距赛卜哈市南约160Km。工程位于撒哈拉沙漠边缘地带，包括2000套宿舍楼、公共服务楼及市政基础基础设施，占地面积350万m2，房屋总建筑面积约55万m2。工程碎石需用量约53万m3，石料场位于工地以北约4.5Km的山上，石料为非常坚硬的石英砂岩，二氧化硅含量高达92.6%，砂石加工系统布置在山脚。

2. 系统初始设计

系统初始设计为相同的两套系统，一套备用，单套处理能力150t/h，成品分为中石（28～12mm）、小石（12～5mm）和砂（<5mm）三种。

2.1 工艺流程。

2.1.1 系统工艺流程（原系统工艺流程图如图1）。

2.1.2 设备选型。

系统分三级破碎：粗碎——中碎——细碎。

（1）粗碎：车间布置1台震动喂料机ZSW600×130及1台PE750×1060鄂式破碎机，设计生产能力150t/h；

（2）中碎：车间布置1台PEX250×1200鄂式破碎机及格筛，设计生产能力21t/h；

（3）细碎车间布置一台CH420EC圆锥破碎机，设计生产能力100t/h。

（4）筛分车间布置一台3YKR2060圆振动筛，设计筛分能力250t/h。

2.1.3 系统主要技术参数如表1：

2.2 系统布置。

初始设计考虑到便于运行管理两套系统，于是将两套系统平行对称布置在一起，共用一个控制室和卸料平台，详细布置见图2：

3. 初始系统运行中存在的问题及原因分析

3.1 运行中存在的问题。

2008年12月下旬乌姆艾拉尼卜项目砂石系统建成投产，经过近3个月的运行后，发现主要存在两个方面的问题。

（1）单套砂石系统设备实际处理能力低于设计，约70～80t/h，台班产量（两班制，运行时间约9小时）300～400m3，仅为设计处理能力的一半，不能满足工程需要；

（2）生产的砂石料含泥量达到15%，超过标准，不满足工程相关要求。

3.2 原因分析。

3.2.1 系统生产能力低于设计，主要原因为粗碎、中碎及细碎车间的破碎设备实际生产能力均小于其设计生产能力。各车间的实际生产情况如下：

（1）粗碎车间的PE750×1060鄂式破碎机，设计处理能力为150t/h（css=80mm），出料中粒度大于80mm的为21t/h。而实际生产情况为css=80mm时的处理能力仅80t/h左右，出料中粒度大于80mm的为20t/h左右。处理能力要达到150t/h，排料口必须调到125mm以上，相应的出料粒度大于80mm的为50t/h以上。

（2）中碎车间的PE250×1200鄂式破碎机，设计处理能力为21t/h（css=25mm），实际生产情况为css=50mm时才能达到21t/h。

（3）细碎车间的CH420EC圆锥破碎机，设计处理能力为100 t/h（css=22mm），实际生产能力为65～70t/h。

从以上各车间的实际生产能力进行分析，由于中碎车间的生产能力最大只有21t/h。相应粗碎车间也只能按80t/h进行生产。系统生产能力主要受制于中碎车间，整个系统的生产能力只能达到设计的53%左右。

3.2.2 砂石料的含泥量超标主要是受当地的沙漠环境因素影响，由于原料中含沙漠灰尘较多（约30%～40%），而原系统设计时没有考虑到此因素，只在粗碎前面布置了一台20×20mm隔筛，一次破碎后也没有进行预筛分，致使很多附在石块上的灰尘进入了成品料仓。

4. 系统改造方案

4.1 改造的必要性。

本工程砂石系统原本设计一套即可满足施工需要，但考虑到利比亚当地市场无法提供相关砂石设备及配件，所有设备配件需要从国内采购并运输至当地，耗时长，运输途中不确定因素较多。一旦砂石系统设备出现故障或损坏，会因为没有配件及时替换而导致系统停止运行，所以原设计采用布置两套相同的砂石系统的方案，一套作为备用。但原设计并没有考虑两套系统同时生产的情况。现在单套砂石系统实际生产能力只能达到设计的一半，远远不能不能满足工程需要。若考虑两套砂石系统同时生产，又因为工程所在是沙漠地区，全年基本没有降雨，原料干燥，生产扬尘较多，两套系统布置在一起会出现相互干扰的情况。为满足施工需要，对系统进行改造势在必行。

4.2 改造方案。

（1）针对系统生产能力不足的问题，提出两种解决方案：第一种方案是利用现有设备资源，将其中两套砂石系统中的中碎车间合并，以提高中碎车间的生产能力。此方案的缺点首先是系统需停产改造，影响工程施工；其次改造中碎车间后，细碎车间将成为系统新的瓶颈，产量提高有限；第三是一旦中碎车间设备出现问题将没有备用系统替换。第二种方案是对其中的一套系统进行改造，提高其生产能力，另一套系统维持不变，仍作为备用，这种方案需要更换中碎车间的破碎设备，加大中碎车间的处理能力，从而提高系统的整体生产能力，此方案的缺点是重新购置设备需要的时间较长，另外需要投入较大的资金，但从长远看风险较小。综合考虑后，拟采用第二种方案两。

（2）针对成品砂含泥量超标问题，考虑在中碎反击破前增加一台振动筛，对粗碎车间出来的半成品进行预筛分，以降低成品砂的含泥量。

4.3 系统改造后的工艺流程。

根据拟采用的改造方案，新的工艺流程只是对系统中碎车间的设备进行了更换，其余车间不变。中碎车间拆除原来的鄂式破碎机和格筛，更换成一台反击破和一台振动筛，增加一条弃料皮带。由于细碎车间的处理能力有限，为了减小细碎车间的处理量，考虑粗碎车间出来的半成品筛除弃料后全部进入反击破，进入细碎车间的量即可通过调节反击破的排料口来控制，使系统各个车间达到平衡。改造后的工艺流程如图3：

4.4 系統布置。

根据原来的系统布置，选择改造1#系统，改造后中碎车间以2#皮带机尾滚中心为基点进行布置，1#皮带机头滚提高1.2m，向后缩短3.6m。增加的弃料皮带垂直于2#皮带布置。

4.5 新设备选型。

（1）反击破。

改造后的系统按150t/h的生产能力考虑，由于半成品筛除弃料（<2.5mm）后全部进入反击破，因此反击破的生产能力应在150t以上，通过对上海杰弗朗、路桥宝山和天津美卓三个厂家的六种产品进行比较，最后选用上海杰弗朗生产的APS4054反击式破碎机，主要技术参数如表2：

（2）振动筛。

根据工艺流程，中碎振动筛只需满足筛除弃料即可，为便于设备采购，选择上海杰弗朗生产的TIH516-2圆振筛，上层筛网为80×80mm，主要起缓冲作用，下层筛网为5×10mm，上下两层筛上料都进入反击破，设备主要技术参数见表3：

4.6 改造施工。

系统改造于2009年4月份开始策划，确定方案后开始设备采购和车间设计，设备于6月底到工地后开始安装，7月底安装调试完成。

5. 改造后成果

5.1 系统生产能力。

改造后系统经过近1周的调试，得出最佳的运行参数组合，粗碎鄂破排料口125～140mm、中碎反击破排料口45～50mm，细碎圆锥破排料口18～20mm。实测成品产量为中石（28～12mm）40～50t/h；小石（12～5mm）50～60t/h；砂（<5mm）30～35t/h。在给料正常的情况下系统处理能力在120～145t/h，由于受给料等其他因素的影响，正常情况下的台班（两班制，实际运行约9小时）产量在500～600m3，为改造前的1.5～1.6倍，已能满足工程施工的需要。

5.2 含泥量。

系统改造后砂的含泥量大大减少，经过测试，含泥量从原来的15%降低到7.7%，但仍然超标。

5.3 反击破运行情况。

从实际运行的情况看，反击破的处理能力还有富余，解决了以前中碎成为系统瓶颈的问题。但是由于原料石英含量太高（92.6%），反击破板锤磨损很快，一副板锤平均运行45小时，即正常运行5个台班就得更换一副板锤，一是加大了运行成本，二是增加了维护更换的时间。

6. 结语

本次砂石系统的改造，应该说取得了一定的成功，但也暴露了一些新的问题，成功方面在于解决了原来系统各车间不匹配的问题，使产量得到了较大的提高，基本达到了设计的生产能力。新的问题有两点，一是对这种高石英含量的石料在设备选择上要慎重，从现在的实际情况看，选择鄂破和圆锥破比较合适，反击破不适用。二是砂的含泥量问题，因本工程地处沙漠地区，当地浇筑混凝土都是使用沙漠砂，沙漠砂的含泥量本身就较高。同时因为当地在此之前没有使用机制砂的案列，因此对机制砂的使用上也没有相关规范标准，机制砂的含泥量是否有必要降低还需进一步的探讨。

[文章编号]1619-2737（2018）03-12-729

[作者简介] 胡杰，男，籍贯：贵州贵阳人，职称：工程师，现从事房屋建筑、市政基础设施施工技术与管理工作。