中国水利水电第三工程局有限公司制造安装分局 陕西西安 710032
摘要：在几内亚苏阿皮蒂水电站建设中，粉料在料仓中黏料、堵塞等问题影响混凝土的生产。空气炮具有能量大、能耗低、安全可靠、安装维修方便等特点，是一种理想的破拱、清堵设备。在几内亚苏阿皮蒂水电站料仓中采用空气炮，清堵效果好，彻底解决了料仓黏料、堵塞问题，减少了断料停机，提高了混凝土的产量。
关键词：空气炮；料仓；苏阿皮蒂水电站；应用
1 概述
几内亚苏阿皮蒂水电站坝址距首都科纳克里135km，位于孔库雷河中游，电站下游6km处为装机235MW的凯乐塔水利枢纽，上游100km为已建的75MW的GARIFIRI水利枢纽，是目前孔库雷河梯级开发的第2级电站（自上游向下游）。主要工程量：土石方开挖351.8万m³（其中土方开挖274.6万m³，石方开挖77.2万m³），混凝土347.8万m³（其中碾压混凝土301.3万m³），钢筋制安2.2万t。
混凝土平均月浇筑强度15万m³，需消耗水泥15000t～20000t、粉煤灰7500t～10000t，为满足混凝土浇筑，共设有20座1500t粉料仓。粉料仓规格φ11m×H11.4m钢筒仓，主要由支架、下锥体、筒体、仓盖及其他附件组成。在仓储粉料过程中，发现料仓易黏料、堵塞，造成断料停产等问题，因此研究防止料仓黏料、堵塞，造成断料停产提高混凝土的生产性是一种重要的手段。
2 料仓断料及堵料的原因
2.1料仓机构及阻力
粉料仓的仓底采用的是逐渐向下收口的圆锥体结构，当料仓下的闸板阀打开时，粉料在重力的作用下自然向下移动。在移动到斗口时，由于截面收缩率的增大及粉料的粘结作用，粉料受到的内外摩擦力急剧增大。当摩擦阻力增大到与粉料的重力沿料仓内壁平行方向的分力相等时，粉料就停止流动，由此形成料拱、堵塞料仓。
2.2水泥、粉煤灰特性
水泥为当地采购运输，从厂家运输至使用现场，水泥温度较高，一般在80℃左右，输送入料仓后，热湿气散发不出来，凝结成块，造成粉料起拱、黏料、堵塞现象。
粉煤灰为国内采购，海运至施工现场，以散装包袋形式到货，现场拆包输送到粉料仓中。几内亚为热带雨林气候，常年高温多雨，雨量充沛，全国年均降水量为3000毫米，5月至10月为雨季，11月至次年4月为旱季。因雨季空气湿度大，粉煤灰存放过程中，会吸潮，增大含水率，输送入仓后易成块、板结，造成粉料起拱、黏料、堵塞现象
3 空气炮工作原理及特点
3.1工作原理
空气炮由压缩空气储气仓、快速释放阀和电控部分组成。它能在瞬间释放高能冲击力，即以突然喷出的压缩空气的强烈气流，以超过一马赫的速度或高于音速的速度直接冲入贮存散装物料的闭塞事故区，这种突然释放的膨胀冲击力克服了物料的静摩擦，使仓中的物料再一次恢复流动。空气炮的工作可以采用手动或自动控制，由快速释放阀执行。快速释放阀是电磁阀和释放阀的统一体，阀体是由先导阀膜片和主阀的主膜板组成；电磁阀为常闭型，发出电信号时电磁阀的先导阀打开，其内部高压气体卸载，此时主膜板两侧压力失去平衡，主阀打开，压缩空气顺势从炮体通过阀体瞬间喷射出去。
3.2特点
空气炮具有以下特点:
1．能量大、能耗低: 空气炮是利用储存在贮气仓中的气体以突然爆发所产生的气流冲击力，直接作用于物料闭塞事故区，破拱清堵助流。由于空气炮是间歇工作，每次充气时间很短，因此比其它清堵助流装置所消耗的能源都低。
2．安全可靠: 空气炮是按国家规定的容器规范进行设计、制造的。由于空气炮的喷射是瞬间的，每次使用的空气量有限，因此不会对仓、斗等构筑物产生大的振动和对仓壁的冲击。采用无火花开关，对周围介质没有爆炸危险。
3．安装维修方便：在料仓易被阻塞的适当部位，切割一个孔或设计时设计预留孔，把排气管焊接或用混凝土稳固在仓壁上，然后与空气炮直接连接，炮体用钢结构支撑架焊接或悬吊于仓壁或其它构筑物上，以加强炮体的稳固性。无需使用专用工具。
4．噪音低：膨胀释放压缩空气的声音几乎全部被仓中的物料所吸收，又是间歇工作，所以噪音低于工业企业噪音卫生标准。
4 空气炮选型及安装要点
4.1空气炮选型
空气炮型号的选择，根据储存料物的特性、安装空间和安装方便性而定。容积200、300L的空气炮，主要用于贮料比重较大，贮料仓容量及截面积较大，流动性差及易板结压实的贮料仓上。因此，我项目选用AB-200型空气炮，主要参数见表1。
表1 空气炮主要参数表
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4.2空气炮安装注意事项
在料仓易堵料位置切割一个孔，将排气管焊接在锥斗仓壁上，深入料仓锥斗仓壁20cm～25cm。排气管的出口（仓内部分）应向下布置，其角度与水平线不得小于15º。排气管与空气炮本体用法兰连接，储气罐可用焊接在料仓锥斗仓壁上的支撑架固定，排气管的中心线与储气罐的中心线应在一条直线上（见图1）。
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图1 空气炮安装示意图
气动控制时，储气罐与气动控制阀之间的距离不得超过15米； 进气的管道上尽量少设置弯头，以减少空气阻力，各个接头部位及管路不得漏气。使用的压缩空气必须是过滤的、稳定的、干燥的。最大工作压力不得超过0.8MPa，最小工作压力不得低于0.4MPa。
排水阀应向下，便于排水。如炮体距地面或操作平台过高不便操作，且气源水分过大，可拆下排水阀，引出管路至便于操作处装一阀门，确保定期排水。
5 结论
经几内亚苏阿皮蒂工程多年的生产实践证明，空气炮清堵效果良好，料仓不黏料、堵塞，减少了断料停产现象，确保了混凝土的生产的稳定性、连续性。
在几内亚苏阿皮蒂水电站粉料仓中使用空气炮的成功经验，对粉料堵塞具有借鉴价值，供同行进行参考。
参考文献：
[1]刘静川.储煤仓空气炮破拱系统的设计[J].矿山机械.2010.13,118-119
[2]郑景芳.浅谈空气炮在煤仓上的应用[J].煤炭工程.1991,48-49
作者简介：陈国庆（1986-），男，工程师，
论文作者:陈国庆,袁杰
论文发表刊物:《防护工程》2018年第26期
论文发表时间:2018/12/15
标签：空气论文; 几内亚论文; 混凝土论文; 水电站论文; 压缩空气论文; 排气管论文; 物料论文; 《防护工程》2018年第26期论文;