CN211823232U - 一种骨料冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种骨料冷却系统，包括设置于第一集装箱内的空冷器、离心风机、储液器、气液分离器、蒸发式冷凝器、压缩机和油分离器，气液分离器、压缩机、油分离器、蒸发式冷凝器和储液器依次相连接，储液器的输出端与所述空冷器的输入端连接，所述空冷器的输出端与所述气液分离器的输入端连接，所述空冷器的一端通过空冷进风管与所述骨料仓的料仓回风道连通，另一端与所述离心风机的离心风机进风管连通，所述离心风机的离心风机出风管与所述骨料仓的料仓进风道连通。本实用新型的骨料冷却模块全部集成在集装箱内，设备出厂检测后，不需要再次检测；项目完工后冷却系统的转运和储存方便；相比于现有的液氨制冷系统更加安全、环保、经济。

Description

一种骨料冷却系统

技术领域

本实用新型属于水利水电及建筑工程领域预冷混凝土生产技术领域，主要适用于混凝土粗骨料预冷，在混凝土骨料搅拌前将粗骨料温度降低到设计值，以实现较低的混凝土出机口温度，提高工程质量。

背景技术

骨料风冷、加片冰和冷水拌和作为混凝土预冷的主要预冷技术，在大型水电站及其它建筑工程大体积混凝土工程的建设中，已经得到广泛应用。

“骨料风冷”中所指的“骨料”为粗骨料，骨料风冷又可细分为地面风冷和拌和楼风冷。地面风冷需设置风冷料仓(一次风冷料仓)，拌和站的配料仓也可以改造成粗骨料地面风冷料仓。

目前混凝土粗骨料冷却系统以液氨为制冷剂，采用桶泵供液方式，车间工厂形式。液氨制冷系统如图1所示。设备分三大区域布置：氨压缩机组、冷凝器、储液桶和桶泵机组布置在车间内，冷却塔或蒸发式冷凝器置于紧邻车间外，空气冷却器(蒸发器)需架高紧邻骨料仓壁安装布置。冷媒通过管道往返于车间与空气冷却器，制冷设备的冷却水或制冷剂通过管道往返于车间与冷却塔或蒸发冷。

液氨制冷系统工作流程：

(1)制冷系统循环：气态制冷剂被螺杆压缩机1-3压缩成高温高压气体后，经冷凝器1-4冷凝成常温高压液态制冷剂并进入高压储液器1-5，常温高压液态制冷剂经过节流阀减压后并进入低压循环储液器1-6，而后低压液态制冷剂通过氨泵1-7输送到空冷器1-8上体部分的盘管内蒸发换热成低温低压的气态制冷剂，然后低温低压的气态制冷剂及未蒸发的液体进入低压循环储液器1-6，低压循环储液器1-6的低温低压的气态制冷剂进入螺杆压缩机1-3再次被压缩并依次循环。

从低压循环储液器1-6经氨泵1-7到空冷器1-8再到低压循环储液器1-6最后到螺杆压缩机1-3的管道以及低压循环储液器1-6都要进行保温。

(2)制冷系统内冷却水循环：冷却水经过水泵1-2加压后分二路，一路进入冷凝器1-4将冷凝器管外的高温高压气体冷凝成常温高压液态制冷剂后冷却水温升高流出冷凝器1-4，一路进入螺杆压缩机1-3的油冷器对冷冻机油进行冷却后流出油冷器，二路冷却水经管道会合后流入冷却塔1-1经冷却降温后到水泵再依次循环。

(3)空气系统循环：离心风机6的吸力将骨料仓内回风道15中的热空气通过空冷器进风管进入空冷器1-8，被降温成冷空气，冷空气经过离心风机进风管5进入离心风机6，离心风机6对冷风进行加压，压力风通过离心风机由出风管进入料仓进风道14，冷空气从料仓进风道14与粗骨料进行热交换，升温后的冷空气再进入回风道15，如此周期进行循环。

液氨制冷系统存在的问题：液氨制冷系统需要专用机房，部件较分散，液氨管道多，设备及管道需要保温工程量大、现场土建及设备管道安装工程工期长。液氨制冷系统采用氨泵供液所使用的压力容器容积大、液氨管道长，压力容器及管道安装过程均需要由相关部门严格检测验收。工程完工后制冷系统设备需要转运到室内仓库储存设备，转运、储存成本高。制冷剂液氨具有剧毒、易爆性，是一个重大危险源。液氨制冷系统属于特种行业，系统设备运行需要由持特种作业证人员操作，由于水电工程地处山区、生活环境差，很难留住足够的持证人员。

实用新型内容

为了解决液氨制冷系统的安全环保风险大、建设(拆除)及运行成本高等问题。本实用新型提供一种骨料冷却系统。具体技术方案如下。

一种骨料冷却系统，包括若干个骨料冷却模块，每一个所述骨料冷却模块用于一个骨料仓中的骨料的冷却，其特征在于，所述骨料冷却模块包括设置于第一集装箱内的空冷器、离心风机、储液器、气液分离器、蒸发式冷凝器、压缩机和油分离器，所述气液分离器、压缩机、油分离器、蒸发式冷凝器和储液器依次相连接，所述储液器的输出端与所述空冷器的输入端连接，所述空冷器的输出端与所述气液分离器的输入端连接，所述空冷器的一端通过空冷进风管与所述骨料仓的料仓回风道连通，另一端与所述离心风机的离心风机进风管连通，所述离心风机的离心风机出风管与所述骨料仓的料仓进风道连通。

采用上述的技术方案，整个骨料冷却模块的各个设备和连接管路均设置于集装箱内，仅通过空冷进风管和离心风机出风管与骨料仓进行连接即可实现系统的运行，相比于现有技术，极大地提高了集成度。

进一步地，所述骨料冷却系统还包括一个控制模块，所述控制模块用于集中控制全部所述骨料冷却模块。优选地，所述控制模块位于控制集装箱内。控制模块采用集中控制可减少运行管理人员，在一个独立的控制集装箱种集中控制避免了骨料冷却模块中的设备噪音和设备温升等环境影响对运行人员身体的伤害。控制模块可以采用常规的视频监控结合控制开关方式，来对骨料冷却模块中的各个设备进行开/关操作、参数调节等，并记录相关数据即可。

进一步地，所述空冷器包括上部空冷器和下部空冷器，所述上部空冷器和下部空冷器上下连接，所述上部空冷器的顶端与所述空冷进风管连接，所述下部空冷器的下端与所述离心风机进风管连接；所述储液器的输出端分别与所述上部空冷器上端和下部空冷器上端的输入端连接；所述上部空冷器下端和下部空冷器下端的输出端分别与所述气液分离器的输入端连接。

进一步地，所述第一集装箱包括下方集装箱和上方集装箱，所述上方集装箱位于所述下方集装箱的上方，所述上部空冷器、所述储液器和所述蒸发式冷凝器位于所述上方集装箱内，所述下部空冷器、离心风机、气液分离器、压缩机和油分离器位于所述下方集装箱内。通过这种合理的布局设置，能够有效防止各个设备之间的干涉，合理的利用了空间，减小了占地面积。空冷器设置为上下连接的两部分，分别位于上下集装箱内，即确保了冷却能力，又合理的将空冷器设置在集装箱内。

进一步地，所述骨料冷却模块采用的制冷剂为R507A。

进一步地，所述压缩机为螺杆压缩机。

进一步地，所述下方集装箱和上方集装箱之间的连接管道采用法兰连接。连接用的法兰在出厂前全部配好，现场只需连接并锁紧相关法兰即可快速地完成上下集装箱内设备的连接，所以工程现场安装方便快捷、工期短且再利用率高。

进一步地，在所述下方集装箱内设置有风机事故开关和压缩机事故开关。

本实用新型相比于现有技术，具有以下有益效果。

(1)本实用新型的制冷系统所有设备均安装固定在集装箱内，整个安装好制冷设备的集装箱可直接露天布置，不需要额外搭建机房，而且现场安装时不需要进行管道焊接，集装箱与集装箱之间的管道均采用法兰连接，出厂前已全部配好，现场只需连接并锁紧相关法兰即可。设备是模块化型式所以工程现场安装方便快捷、工期短且再利用率高。

(2)整个系统是以设备型式出现在工地，压力容器安装在集装箱内，现场不需要管道焊接等工作，设备已经按相关规定进行出厂检测，不再需要相关部门特检。

(3)本实用新型的蒸发器部分采用直接膨胀供液形式没有选用泵供，所有设备都在集装箱内，管道短而少，没有管道的焊接、减少了安装及保温工程量。

(4)本实用新型的蒸发器部分采用直接膨胀供液形式，配置的储液器容积小，因此本实用新型的制冷剂充注量远远少于氨泵系统。

(5)本实用新型的全部风冷模块采用集中控制，每个风冷模块可以安装摄像监控，在集中控制模块集装箱内可以观察到各子风冷模块内的情况。在每个风冷模块的下方集装箱内安装1个风机事故开关和1个螺杆压缩机事故开关，供运行人员巡视中发生紧急情况使用。控制模块采用集中控制可减少运行管理人员，在一个独立的集装箱集中控制避免了设备噪音和设备温升等环境影响对运行人员身体的伤害。

(6)本实用新型采用集装箱模块式设计，产品运输、安装、检修非常便捷。混凝土预冷系统生产完成拆除后、不需要建专门仓库储存，可露天储存。

(7)本实用新型制冷系统选用无色、无味、无毒，不具燃爆性，且不会破坏大气臭氧层的R507A为制冷剂，R507A为一般化学品非危险化学品。相对于液氨制冷系统为混凝土施工现场消除了一个重大危险源。

(8)本实用新型制冷系统选用的制冷剂无毒、不具燃爆性(不存在重大危险源)，不在现场安装大型压力容器及管道，不属于特种行业。系统设备运行人员不需要持特种作业证上岗，具有一定机电专业和上岗培训即可。

附图说明

图1是现有技术中液氨制冷系统的示意图；

图2是本实用新型的骨料冷却系统的立面布置示意图；

图3是骨料冷却模块的示意图；

图4是骨料冷却循环示意图；

图5是本实用新型的骨料冷却系统的平面布置示意图。

图中：1-下方集装箱；2-上方集装箱；3-下部空冷器；4-上部空冷器；5-离心风机进风管；6-离心风机；7-离心风机出风管；8-储液器；9-气液分离器；10-蒸发式冷凝器；11-压缩机；12-油分离器；13-空冷进风管；14-料仓进风道；15-料仓回风道；16-骨料仓；17-集装箱空调；18-控制集装箱；19-控制模块；20-骨料冷却模块；1-1冷却塔；1-2水泵；1-3螺杆压缩机；1-4冷凝器；1-5高压储液器；1-6低压循环储液器；1-7氨泵；1-8空冷器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

参见图2-5，骨料冷却系统包括4个骨料冷却模块20，每一个骨料冷却模块20用于一个骨料仓16中的骨料的冷却，骨料冷却模块包括设置在集装箱内的上部空冷器3、下部空冷器4、离心风机6、储液器8、气液分离器9、蒸发式冷凝器10、压缩机11和油分离器12，气液分离器9、压缩机11、油分离器12、蒸发式冷凝器10和储液器8依次相连接；

骨料冷却模块20包括下方集装箱1和上方集装箱2，上方集装箱2位于下方集装箱1的上方，上部空冷器4、储液器8和蒸发式冷凝器10位于上方集装箱2内，下部空冷器3、离心风机6、气液分离器9、压缩机11和油分离器12位于下方集装箱1内；在下方集装箱1内还设置有风机事故开关(未图示)和压缩机事故开关(未图示)。

上部空冷器4和下部空冷器3上下连接，上部空冷器4的顶端与空冷进风管13连接，下部空冷器3的下端与离心风机进风管5连接，离心风机6的离心风机出风管7与骨料仓的料仓进风道14连通；储液器8的输出端分别与上部空冷器上端和下部空冷器上端的输入端连接；上部空冷器下端和下部空冷器下端的输出端分别与气液分离器9的输入端连接。

骨料冷却系统还包括一个控制模块19，控制模块19用于集中控制全部骨料冷却模块20。控制模块19位于控制集装箱18内。

其中，骨料冷却模块采用制冷剂为R507A。

压缩机11为螺杆压缩机。

下方集装箱3和上方集装箱4之间的连接管道采用法兰连接。

骨料冷却系统包括4个骨料冷却模块20和1个控制模块19。1个骨料冷却模块20包括一个下方集装箱1和一个上方集装箱2。

上方集装箱2为加强型标准的40尺集装箱：总长12192mm、总宽2438mm、总高2896mm，上方集装箱2内安装了1台蒸发式冷凝器、1个储液器、1个空冷器上体。

下方集装箱1为加强型标准的40尺集装箱：总长12192mm、总宽2438mm、总高2896mm，集装箱内安装了1个空冷器下体、1台离心风机(包括电机)、1个油分离器、螺杆压缩机(1台或2台)、1个气液分离器、1个集装箱空调17、配电柜及摄像头等主要设备。

控制模块19位于控制集装箱18内，控制集装箱18为加强型标准的20尺集装箱：总长6058mm、总宽2438mm、总高2591mm，集装箱内安装了整个系统的电气控制柜、摄像显示屏及1个集装箱冷风机(空调)。

需要说明的是：本领域技术人员可以根据实际的情况，将下方集装箱1和上方集装箱2合并成单个集装箱(第一集装箱的示例)，将下部空冷器3和上部空冷器4合并成单个整体的空冷器，只要能够达到设计的制冷能力即可，但是优选采用上述的上下集装箱形式，各个设备的布局更加合理规范。

骨料冷却系统的工作流程：

(1)制冷系统循环：气态制冷剂被压缩机11压缩成高温高压气体后，经由油分离器12将制冷剂携带的冷冻油分离出来，制冷剂高压气体再排向蒸发式冷凝器10，被蒸发式冷凝器10冷凝成常温高压液态制冷剂并进入储液器8，然后液态制冷剂经过下部空冷器3和上部空冷器4前各自的膨胀阀节流后变成低温低压的雾状液态制冷剂，而后分别进入下部空冷器3和上部空冷器4的盘管内蒸发换热成低温低压的气态制冷剂，而后被气液分离器9将气态制冷剂中携带的未蒸发的液体分离出来后，气态制冷剂最终回到压缩机11，如此周期进行循环。

(2)空气系统循环：离心风机6的吸力将料仓回风道15中的热空气通过空冷进风管13进入空冷器上体部分4及空冷器下体部分3盘管的外侧，经与盘管内的制冷剂热交换，被降温成冷空气，冷空气经过离心风机进风管5进入离心风机6，离心风机6对冷风进行加压，压力风通过离心风机由出风管7进入料仓进风道14，冷空气从料仓进风道14流出通过骨料仓16内的粗骨料之间的间隙进入料仓回风道15之前与粗骨料进行热交换，升温后的冷空气再进入料仓回风道15，如此周期进行循环。

(3)控制系统：每个骨料冷却模块20的设备电气控制集中在一个控制集装箱18内，进行集中控制生产运行管理。每个下方集装箱1内安装了摄像监控，在控制集装箱18内可以观察到各设备的情况。每个骨料冷却模块20内安装1个风机事故开关(未图示)、1个压缩机事故开关(未图示)，应对紧急情况使用。控制系统采用集中控制可减少运行管理人员，在一个独立的集装箱集中控制避免了设备噪音和设备温升等环境影响对运行人员身体的伤害。

具体实施项目分析比较

某施工项目原混凝土系统骨料一次风冷配备制冷容量1045×10⁴KJ/h(250×10⁴kcal/h)，采用液氨制冷系统主要设备包括：2台LG25IIIA氨压机组(500KW)、1台LG20IIIA氨压机组(250KW)，2台WN900卧式冷凝器，2台ZA-15高压贮液器，2台DX15低压循环贮液器，5台CNF50-160氨泵，2台GKL-3200高效空气冷却器、2台GKL-2800高效空气冷却器、4台4-75-11No12E离心式风机(90KW)，2台DFN-700、2台ISG300-380B水泵(90KW)。骨料一次风冷系统运行设备总功率合计约1870KW。

该施工项目新增本实用新型的骨料冷却系统一次风冷配备制冷容量1045×10⁴KJ/h(250×10⁴kcal/h)，主要设备：4组AC750E制冷机组(每组包括制冷容量261.25×10⁴KJ/h、空冷器热交换面积3200m²、电机功率364KW)。新增骨料一次风冷系统运行设备总功率合计约1456KW。

二种不同的制冷系统特点比较

二种不同的制冷系统特点比较说明

1)由于模块式安全环保型制冷系统采用的制冷剂为氟里昂R507，氟里昂R507不具有可燃爆性、几乎无毒性，为一般化学品不属于重大危险源，相对于液氨制冷系统消除了一个重大危险源。

2)由于模块式安全环保型制冷系统采用模块化将压力容器小型化、管道短与制冷设备安装在集装箱内为整体设备且经过严格检测出厂，在现场不需要再次检测。

3)由于模块式安全环保型制冷系统采用的制冷剂非重大危险源、没有独立的大型压力容器和复杂的压力管道。故安全环保型、模块式制冷系统不属于特种行业，制冷系统建设时不需要向相关部门备案，运行操作人员也不需要持特种作业证上岗。

4)由于模块式安全环保型制冷系统采用模块化将设备、容器及管道全部固定在集装箱内，露天布置不需要建车间。相对于液氨制冷系统少了设备、容器及管道的安装程序，使安装(拆除)简单工期缩短、制冷系统占地区域小，同时也减小了土建施工的工期和工程量。

5)由于模块式安全环保型制冷系统采用模块化集装箱，使制冷系统设备转运到下一个工地或仓库储存时运输方便，制冷系统设备可露天储存不需要建室内仓库储存。

6)由于模块式安全环保型制冷系统采用了先进的电子技术，电气自动化控制程度高，整个系统控制为全自动控制系统。在运行操作过程中相对于液氨制冷系统简单、安全可靠，制冷系统需要的运行人员少。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种骨料冷却系统，包括若干个骨料冷却模块（20），每一个所述骨料冷却模块（20）用于一个骨料仓（16）中的骨料的冷却，其特征在于，所述骨料冷却模块（20）包括设置于第一集装箱内的空冷器、离心风机（6）、储液器（8）、气液分离器（9）、蒸发式冷凝器（10）、压缩机（11）和油分离器（12），所述气液分离器（9）、压缩机（11）、油分离器（12）、蒸发式冷凝器（10）和储液器（8）依次相连接，所述储液器（8）的输出端与所述空冷器的输入端连接，所述空冷器的输出端与所述气液分离器的输入端连接，所述空冷器的一端通过空冷进风管（13）与所述骨料仓（16）的料仓回风道（15）连通，另一端与所述离心风机（6）的离心风机进风管（5）连通，所述离心风机（6）的离心风机出风管（7）与所述骨料仓的料仓进风道（14）连通。

2.根据权利要求1所述的一种骨料冷却系统，其特征在于，所述骨料冷却系统还包括一个控制模块（19），所述控制模块（19）用于集中控制全部所述骨料冷却模块（20）。

3.根据权利要求2所述的一种骨料冷却系统，其特征在于，所述控制模块（19）位于控制集装箱（18）内。

4.根据权利要求1所述的一种骨料冷却系统，其特征在于，所述空冷器包括上部空冷器（4）和下部空冷器（3），所述上部空冷器（4）和下部空冷器（3）上下连接，所述上部空冷器（4）的顶端与所述空冷进风管（13）连接，所述下部空冷器（3）的下端与所述离心风机进风管（5）连接；所述储液器（8）的输出端分别与所述上部空冷器上端和下部空冷器上端的输入端连接；所述上部空冷器下端和下部空冷器下端的输出端分别与所述气液分离器（9）的输入端连接。

5.根据权利要求4所述的一种骨料冷却系统，其特征在于，所述第一集装箱包括下方集装箱（1）和上方集装箱（2），所述上方集装箱（2）位于所述下方集装箱（1）的上方，所述上部空冷器（4）、所述储液器（8）和所述蒸发式冷凝器（10）位于所述上方集装箱（2）内，所述下部空冷器（3）、离心风机（6）、气液分离器（9）、压缩机（11）和油分离器（12）位于所述下方集装箱（1）内。

6.根据权利要求5所述的一种骨料冷却系统，其特征在于，所述下方集装箱（1）和上方集装箱（2）之间的连接管道采用法兰连接。

7.根据权利要求1所述的一种骨料冷却系统，其特征在于，所述骨料冷却模块采用的制冷剂为R507A。

8.根据权利要求1所述的一种骨料冷却系统，其特征在于，所述压缩机（11）为螺杆压缩机。

9.根据权利要求5所述的一种骨料冷却系统，其特征在于，在所述下方集装箱（1）内设置有风机事故开关和压缩机事故开关。

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