CCS電站廠房拌合樓冷水機組的改造

郝波

（中國水利水電第十四工程局有限公司，云南昆明650041）

CCS電站廠房拌合樓冷水機組的改造

郝波

（中國水利水電第十四工程局有限公司，云南昆明650041）

CCS電站廠房拌合樓冷水機組改造成功實行對廠房施工順利進行起到一定的推動作用，本文對其原理及改造過程進行了簡析。

冷水機組；改造；調試；運行

1　概述

科卡科多辛克雷電站（簡稱CCS電站）廠房施工區(qū)布置有一座90站拌合樓用以供應地下廠房、尾水洞、出線場、高位水池及業(yè)主營地等部位混凝土澆筑施工。整個廠房施工區(qū)混凝土使用量超過25萬m3，是除首部施工區(qū)之外的又一混凝土使用大戶。施工現場海拔630 m左右，平均氣溫高達28℃，給施工生產造成了很大困擾。由于室外氣溫高，且當地購買的水泥溫度也高，使現場成品混凝土溫度超過規(guī)范規(guī)定的25℃而無法使用在主體結構工程上，由此購買一套冷水機組生產冷卻水供應拌合樓施工生產，保證混凝土質量滿足使用要求。

2　冷水機組的工作原理

廠房拌合樓使用的冷水機組是降幕式冷水機組，主要由輸水管路、降幕式板片降溫系統、水箱、電路系統等組成。

基本原理：溫水（25℃）經過特殊的降幕式冷水蒸發(fā)器處理成要求的冷水（≤4℃），流到保溫水箱內儲存。水的降溫系統即為降幕式板片降溫系統。為了保證出水溫度為1～3℃臨界溫度的冰水，制冷系統蒸發(fā)溫度必須低于水的凝固臨界溫度，但蒸發(fā)水的溫度低于水的凝固溫度，蒸發(fā)器容易結冰，所以板片間隙較寬，防止結冰膨脹，凍壞蒸發(fā)器。蒸發(fā)器利用板片表面冷水降幕流動對流，加強水的換熱效果，快速降溫。

具體制冷工藝：常溫水由進水管線進入交換水箱并經不同的循環(huán)管線進入降幕式板片降溫系統，通過制冷板片制冷后再次流到交換水箱，由交換水箱進入冷水儲存箱；同時冷水儲存箱中多余的冷卻水又經由進水管線進入交換水箱再次進行制冷循環(huán)。

3　冷水機組的改造

冷水機組安裝完成后經調試運行，效果并不理想，經循環(huán)制冷后的冷卻水溫度基本維持在7～8℃左右，以此溫度的冷卻水供應拌合樓拌制混凝土無法達到施工質量要求（混凝土出廠溫度高于25℃，中午時間混凝土出廠溫度更高）。對冷水機組的結構及制冷環(huán)節(jié)進行分析，基本有兩點：

（1）廠家提供的冷水儲存箱體積大（經測算理論值達到30 m3以上），降幕式板片降溫系統內部管線直徑較小，為了制冷需要制冷板片上的過水槽很?。ǔ厮徛鹘浿评浒迤拍芎芎闷鸬街评湫Ч?，冷水循環(huán)過程較慢，特別是剛開機時系統不會循環(huán)工作，也不會供應成品冷水，只有冷水儲存箱儲存水達到一定量以后才會開始進行循環(huán)工作，這使得冷卻水循環(huán)制冷過程加長，在循環(huán)過程中冷水溫度升高，成品冷卻水無法滿足使用要求。

（2）室外溫度高，冷水箱表面積大，冷卻水在冷水儲存箱中由于與外界產生較多熱量交換，冷卻水溫度升高，使成品冷卻水水溫增加。

此外，冷卻水溫度達不到規(guī)定要求，自動溫控開關不會叫停系統，冷水機組還會繼續(xù)運行，循環(huán)制冷過程加長，造成很大的資源浪費。

由此根據現場實際情況對冷水機組進行改造，降低冷水機組輸出冷卻水溫度，提高生產效率，保證施工生產。

冷水機組改造主要有以下幾點：

（1）停用廠家提供的冷水儲存箱，現場下料制作一個長2 m、寬2 m、高度2.5 m的冷水儲存箱，新冷水儲存箱體積10 m3左右，比原來30 m3冷卻水儲存箱體積小很多，冷水機組生產的冷水可以很快裝滿水箱（水箱里的水一般有一半左右就不會影響冷水機組的運行，也不會影響成品冷水供應）。將冷水機組擺放到靠近冷水機組交換水箱的位置，外部循環(huán)系統只需要設置3趟管線即可完成工作任務，一條進水管線、一條回水管線和一條送水管線，冷卻水經由進水管線進入新冷水儲存箱，一部分供應到拌合樓進行混凝土施工生產，另一部分經由出水管線進入交換水箱重新進行循環(huán)制冷。

（2）選用20 mm厚的專用保溫板將水箱、外部循環(huán)管路及成品冷水輸送管路密封包裹，并使用鉛絲等物件捆扎牢固，一方面，防止陽光直射使儲存水箱、管路及其內部冷卻水溫度升高，另一方面，保溫板本身具有隔絕熱量交換的功能，可以有效降低內部冷卻水與外界熱量交換，保證冷卻水在循環(huán)輸送過程中不會出現升溫現象。

（3）新增加的冷水儲存箱只有進水、回水管等，沒有相應的配套設備，無法進行自動調節(jié)、運行，且無法進行遠程操作。所以冷水儲存箱安裝就位后，在其中安裝一個溫控感應裝置，此裝置與冷水機組系統聯通、與外部水泵聯通，當冷水儲存箱中冷水溫度達到標準（即1～3℃）時水泵才可以工作，將成品冷水輸送到拌合系統使用；一旦冷水儲存箱中冷水溫度高于3℃，冷水則經回水管路回到交換水箱繼續(xù)進行制冷作業(yè)，循環(huán)制冷作業(yè)會一直進行，直到成品冷水達到使用標準。此外還在冷水儲存箱中裝有一個液位控制器，功能主要是控制儲存箱中儲存水的體積，當拌合樓在一定時間需要的成品冷水量小于冷水機組制造冷水量時，通過液位傳感器使冷卻水回流入交換水箱，與此同時制冷循環(huán)逐步減弱直至停止（冷水機組停止運行）。

冷水儲存箱在底部還設有一個排水口，一旦設備出現異常，可以打開排水口排除已制造的冷卻水，冷卻水排完后再關閉排水口進行設備檢修。

4　實際應用

4.1設備改造安裝

初期準備材料、制作冷水儲存箱，前期工作完成后現場安裝，確定儲存箱擺放位置，包括朝向、高度等；根據不同功能用途布設管線，要求管線盡可能短，符合工藝、美觀等要求；根據管線布設實際情況對冷水儲存箱進行開孔作業(yè)并焊接；安裝電氣相關設備，要求重要、復雜、專有線路標明，方便檢修。

4.2調試

調試工作在電氣安裝、機械安裝及操作等相關人員配合下進行。

調試前檢查：①檢查管路，進水、回水、送水等管路規(guī)格、連接方式是否正確；②水泵等外部設備能否運轉，方向是否正確，需遮蓋防護是否到位；③復查感應裝置、電纜等電氣設備是否完好；④向儲存箱中注水，檢查其密封性。

進行調試：①接通電源，對單個電氣設備進行單獨運行，特別是溫控感應裝置和液位控制裝置需要進行多次單獨運行、調試檢查，保證靈敏度等滿足要求；②冷水機組制冷功能不開啟，通過進水管向交換水箱內注入常溫水，開啟手動閘閥使常溫水在冷水儲存箱、進水管路、出水管路、送水管路之間進行流動，要求流動順暢、無泄漏等問題；③打開冷水機組制冷功能并通過輸水管線輸入常溫水，整套設備進行正常制冷操作，在拌合樓底下輸送冷水管線處檢查成品冷水溫度，達標后進行單盤混凝土拌制，檢查拌制混凝土溫度是否達標。

通過調試運行確定改造后的冷水機組輸送成品冷水溫度達到使用要求，設備可以正常運行使用。

4.3運行

冷水機組運行較為簡單，拌制前幾分鐘打開冷水機組進行制冷加工作業(yè)，操作室查看顯示燈，滿足要求后即可進行混凝土拌制。運行過程中設備故障維修主要涉及電氣方面，由于經常下雨，空氣潮濕，電氣設備容易形成短路造成損壞，拌合樓靠近砂石系統，粉塵很大，長時間會影響設備運轉，所以定期需對設備進行檢查維護。

5　成果總結

施工現場地形、溫度、濕度、海拔等客觀條件限制造成購進設備不能滿足使用要求的現象時有發(fā)生，為此必須對設備進行局部改造，從而滿足使用要求，改造可以盡量使用現場材料，以節(jié)約成本為努力方向。

CCS電站廠房拌合樓冷水機組改造就是利用現場已有設備及條件進行局部改造的一個典型例子。冷水機組運行結果顯示，設備改造后輸出冷水溫度達到2℃左右，利用成品冷水拌制混凝土溫度低于25℃，滿足質量控制標準。冷水機組改造順利完成不但推動電站施工順利進行，也為以后此類項目積累一定的經驗。

TV53+9

B

1672-5387（2016）09-0057-02

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.09.019

2016-04-15

郝波（1986-），男，助理工程師，從事水利水電工程砂石拌合系統及金接制安技術管理工作。