浅析砼搅拌站的设计与选型
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摘要：混凝土搅拌站的设计与选型是一个比较复杂的问题，与用户的生产规模、技术要求、施工场地、资金情况、设备配套以及施工工期的长短等因素有密切联系，只有在设备设计选型过程中综合考虑设备的经济性、可靠性、可维护性、安全性才能使设备在运行期满足混凝土供应，生产出合格的混凝土，获得较好的经济效益，取得较高的投资回报率。
关键词：设计与选型 安全质量 要求与控制 混凝土搅拌站
1、根据中标工程的大小确定所需机型
1.1搅拌站设备型号的确定
混凝土拌站一般以其生产率为该设备型号，如HZS90站就代表该型号设备生产率为90m3/h。其生产率均表示设备理论生产率，由于实际生产中受到搅拌时间、配料时间等因素的影响，实际生产率一般为理论生产率的70%左右。确定机型时，应结合混凝土工程量的大小，混凝土施工工期，在使设备的生产能力留有余地的同时，还得考虑某段时间内的混凝土用量的峰值。
1.2搅拌主机型式的选择
目前搅拌站使用较多的是双卧轴强制式，这种搅拌机与立轴式相比，搅拌轴转速低，物料移动距离短，使叶片衬板磨损减小，能耗降低。由于充分发挥了叶片对混凝土的剪切和挤压作用，使搅拌质量有所提高，搅拌时间30～45S即可完成，可搅拌塑性、干硬性混凝土。同时，该搅拌机的容积系数较高，整机外形尺寸小、结构紧凑。
卸料门应采用液压或气动驱动，这样在突然停电情况下，仍可打开主机卸料门，防止主机内混凝土结块。
2、供水系统的设计与选型
2.1水源的选择
水源一般有自来水和天然水两种。可以使用天然水的地方应尽量使用，以降低搅拌站的运行成本。我单位在黑龙江省齐齐哈尔市龙江县承建的中粮玉米深加工项目搅拌站就是采用就近天然水，只需向地方政府交纳一定的水资源使用费，其成本远小于自来水的成本。
2.2储水装置的选择
常用的储水装置主要有水池和水箱两种。在场地较小的地方一般将水池设计在筒仓底下，储水容积一般不小于4m3，也可以将水池与外加剂池设计在一起，水箱可置于搅拌主楼下，也可置于搅拌站称量层之上，但成本相对较高，容量受到限制。储水装置应设液位计，确保水位始终控制在所设液位之下，防止水溢出。
2.3水泵的选择
在选择水泵时主要考虑水泵的扬程和流量，首先根据搅拌站的供水高度和管路情况确定扬程，再根据每罐次的用水量确定水泵的流量，最后根据扬程和流量确定水泵的型号，主要考虑可靠性和经济性。
2.4水计量系统
水计量装置设置在计量平台的端部，使得搅拌站计量层结构简化，维护更方便；水计量装置的结构图如下，其工作原理如下：当进行水计量时，电气控制系统发出指令，水泵工作,水流经过下水管路、进水管入水计量斗，在水的重量即将达到称量设定值时，电控系统适时发出指令，水泵停止工作，配料完毕。
3、粉料、骨料输送系统及控制系统的选型
3.1粉料、骨料输送系统的造型要求
目前国内搅拌站大多采用螺旋输送机输送粉料。称量装置主要采用称量斗和传感器。一般根据搅拌主机的公称容量选择合适的螺旋输送器，较小的搅拌主机若选择了较大的螺旋输送器，则会影响配料的精度，使粉料的配料相对误差增大，从而增大粉料的消耗，增加生产成本；较大的搅拌主机若选用过小的螺纹输送器，虽误差较小，但送料时间过长，会影响混凝土的生产效率。
粉料计量装置布置在搅拌站配料计量平台上，其工作原理是：电气控制系统发出配料指令，螺旋输送机启动，粉料输送至计量斗称量，计量斗内排出的气体通过回气波纹管进入回气装置回气，当达到称量设定值时，电气控制系统发出停止配料指令，螺旋输送机停止；在搅拌机内熟料排空，卸料门关闭后，电气控制系统适时发出卸料指令，气动蝶阀打开，粉料卸入搅拌机内。配合电控系统的智能自动修正提前计量功能，有效保证配料精度在规定范围之内。
骨料输送系统主要由储料斗，砂石称量系统、皮带输送机、机架组成。如场地宽阔，应优先选用小倾角（18°）平皮带机输送方式；如果场地面积受到限制，可以考虑大倾角（一般为40°～50°）挡边皮带机（采用附加皮带结构，可以达到90°）。但在砂石潮湿的环境下，大倾角挡边皮带机有粘砂的缺点，皮带返程时，皮带下面落砂现象比较严重，因此采用挡边皮带机时混凝土配比要考虑砂的利用系数。一个完整的混凝土搅拌站骨料秤累计计量时为1个平秤，单独计量时为2～4个秤，为了提高了计量精度、缩短了计量时间、提高了工作效率，一般每种骨料采用一个单独秤。
3.2控制系统的选型要求
混凝土搅拌站控制技术近年来随着计算机技术的发展。在控制系统的选型上，主要是掌握控制系统对混凝土材料的配料精度要求，对原材料的控制精度应控制在土1%以内，并具有较好的稳定性，精度漂移要小，这样既可以提高混凝土的生产质量，也可节约原材料，提高运行效益。在控制系统软件的选择上要求有较好的人机控制界面，能在电脑上直观地反映整套站各部分的运行情况，以及各计量料斗，料仓库存的数据变化。控制系统是整个搅拌站的大脑，因此主要控制和执行元器件应选用成熟且性价比高的知名厂家生产的产品。
4、设备安全因素的要求
4.1电气系统的安全要求
在设备选型时电气系统的安全要求有，设备控制台应设有紧急断电开关，在紧急情况下应能切断总电源，紧急断电开关不能自动复位。强制式搅拌主机的检修盖与启闭电源应设有联锁装置，当检修盖打开时应切断电源，主机就不能启动。在搅拌站基础设计中应考虑设置专用接地网，并与楼体、粉料仓有可靠的电气连接，接地电阻不大于10Ω，计算机控制系统应设有独立的接地网，接地电阻不大于4Ω。
4.2结构部件的安全要求
商品混凝土搅拌站标准规定，作业平台、给料、骨料仓、水泥仓等涉及人身安全的部位均应设置安全防护装置。传动系统的部位应有防护装置和安全检修保护装置。平台和走台宽度不小于50cm,边缘应设置不小于5cm高度的踢脚板，防止工具、金属等物料从走台踏板的间隙掉入而引起人身伤亡事故。
4.3搅拌站基础的安全设计
搅拌站基础的设计应由设计人员根据实际现场了解的真实地质情况进行设计。地面许用压应力一般取0.2～0.3Mpa，基础强度按GB50007标准进行计算。对于较硬土质，开挖后一般只需进行底层铺垫处理，即可浇筑基础混凝土。一般采用C30混凝土。软基开挖后，必须根据开挖后的填实度，选择不同工艺进行基础底部加固。常用的加固方法有打梅花桩，或把基础面积增大。达到增加基础承载力防止日后基础开裂和下沉对设备及生产带来隐患。
5、设备采购中应注意的问题
5.1生产企业的选择
在能满足混凝土施工需要的同时，选用售后网点多，服务良好的厂家进行招标采购。招标过程中综合考虑维修、配件供应的及时，设备技术服务的需求，设备搬迁后使用时的技术支持等。
5.2采购中设备质量的控制
用户应根据搅拌站的地理位置等客观条件，要求搅拌站制造企业提供多种布置方案的产品，并加以充分论证，从而选择最佳的方案。制造商应提品的性能简介和设备配置的详细内容，如主要配套件的型号、规格、生产厂家，主机、主机驱动减速机、电机、电气控制系统以及主要部件等资料。每个电子秤的传感器，各种水泵、空压机、外加剂泵、螺旋机及振动器等要分项报价。如作为合同附件，所提供的技术文件，应要求销售方签字、盖章，在设备采购合同签订中要确定设备组成明细。也可根据工地的特殊要求，对生产企业提出要求，如称量系统的称量精度要求，除尘系统的环保要求等。国内混凝土搅拌站虽然在有些材质的强度式耐磨性上与国外稍有差距，但关键还是控制系统中相关元器件与国外有一定差距，以致影响功能、准确性、可靠性等。因此选用必要的进口零部件，虽然造价有一定提高，但往往对整机使用水平的提高作用巨大。
用户应向制造企业索取其制造资质证明，并通过网上或其它方式进行确认。计量仪器制造企业必须有省级计量管理部门颁发的相应规格的“计量仪器制造企许可证”。并在有效期内，压力容器储气罐、安全阀的生产企业必须有“特种设备生产许可证”。其次对一些重要部件要进行详细的市场调查，选用故障率较低质量好的产品。采购人员应详细了解的采购的材料或设备部件的产品，如空压缩机、外加剂供给用磁力驱动离心泵、带式输送机、电线电缆的生产企业都应具备生产资质。属于计量仪器及特种设备的部件要按质量手册或程序文件的规定，向当地技术监督部门的计量所和特检所申请，对计量仪器和特种设备进行检定，称量系统误差一般应在±5%以内，检定合格证要登记归档。
6、结束语
混凝土搅拌站是商品混凝土生产、道路建设、水利建设等的重要设备。随着我国经济的不断发展，对预拌混凝土的需求也不断增加。搅拌混凝土具有专业化大生产的特点，不仅能提高劳动生产率、节约水泥、降低成本、减少施工面积，而且能减轻污染，有明显的经济效益和社会效益。混凝土搅拌站的设计与选造型是最关键的一步，只有做好合同的谈判和实施，选择经济合理的设计方案、选购优质的成套设备，并做好安装调试、培养出合格的操作和管理人员，才能为设备正常运转建立可靠的保证，从而产生良好的经济效益。