贺晓燕

陕西省合阳县水利工作队

摘要：某水电站砂砼系统根据工程要求，预冷砼月生产强度要求3.7万m3，出机口温度要求≤13.7度。经过多次方案设计和优化后，最终确定将“一次风冷+冷水+冰”制冷方案改为“骨料两次风冷+冷水”方案，该方案优点是制冷投入设备相对较少，现场改造施工操作性较高。

关键词：混凝土；制冷系统；优化；选型；设计；计算

一、计算资料收集

1、当地气温、水温条件

该工程所在地根据气象部门提供多年月平均最高气温出现在7月份，为26.6℃；多年月平均最高水温26.2℃。

2、基本参数

砼原材料温度及比热见表1。

表1 砼原材料温度及比热表

项目 水泥 粉煤灰 砂 骨料 水

自然温度℃ 45 45 27 27 27

比熱Kcal/kg℃ 0.19 0.19 0.22 0.22 1

二、混凝土系统制冷车间的设计依据

1、预冷混凝土生产强度确定

Qh=KhQm/（m×n）=1.5×37000/（25×20）=111m3/h

2、大坝混凝土参考配合比见表2。

表2 大坝混凝土参考配合比

标号 水灰比 每立方米混凝土各种原材料用量（kg）

水 水泥 粉煤灰 砂 特大石 大石 中石 小石

C20F50W6 0.48 106 172 43 635 0 577 361 505

3、夏季 13.5℃混凝土出机口温度计算见表3。

表3 夏季 13.5℃混凝土出机口温度计算表

序号 项目名称 比热

Kcal/kg·℃ 重量

（kg） 比热×重量kcal/℃ 平均温度

℃ 热量

kcal/h

1 砂 0.22 635 139.7 27 3771.9

2 特大石

3 大石 0.22 577 126.94 2 253.88

4 中石 0.22 361 79.42 2 158.84

5 小石 0.22 505 111.1 2 222.2

6 水泥 0.19 172 32.68 45 1407.60

7 粉煤灰 0.19 43 8.17 45 367.65

8 冷水 1 106 106 3 318.00

9 机械热 1500.00

10 小计 604.01 8060.07

备注：温度To=13.35℃。

三、混凝土预冷系统冷量计算

该工程所在地月平均最高气温在27℃左右，要求在该月份施工混凝土出机口温度≤13.5℃，经过进行冷量平衡计算后，采取骨料进行两次风冷和加冷水拌和的冷却措施保证达到出机口温度。

1、一次风冷，风冷时间至少保证2小时，风冷后粗骨料的温度控制在6～8℃。一次风冷骨料需要冷量：