骨料厂工艺设计中节能降耗措施研究

引言

骨料在建筑工程中不可或缺，广泛应用于混凝土生产、道路建设等领域。骨料厂的生产过程涵盖原料开采、破碎、筛分、运输等多个环节，每个环节都伴随着能源的大量消耗。在全球倡导节能减排和可持续发展的大背景下，骨料厂面临着降低能耗、减少排放、提高资源利用率的紧迫任务。通过优化工艺设计，采取有效的节能降耗措施，不仅能降低骨料厂的运营成本，增强其市场竞争力，还能为环境保护和资源可持续利用做出积极贡献。

1 骨料厂生产工艺概述

1.1 原料开采

骨料的原料来源主要包括天然岩石和矿山尾矿等。开采方式有露天开采和地下开采，露天开采常用爆破和挖掘设备，地下开采涉及复杂的巷道掘进和矿石回采作业。不同开采方式能耗和资源利用率有差异，如露天开采设备功率大、能耗高，但开采效率高；地下开采需通风、排水等辅助系统，能耗构成复杂。

1.2 破碎环节

破碎是将大块原料破碎成较小颗粒的关键步骤，通常分粗碎、中碎和细碎。粗碎常用颚式破碎机，中碎可采用圆锥破碎机或反击式破碎机，细碎多使用冲击式破碎机。不同破碎机工作原理和能耗特性不同，如颚式破碎机结构简单、可靠性高，但能耗相对较高；圆锥破碎机采用层压破碎原理，能耗较低、产品粒度均匀。

1.3 筛分与洗选

筛分是根据颗粒大小对破碎后的物料进行分级，常用振动筛等设备。洗选是去除骨料中的泥土、杂质等，提高骨料质量，洗砂设备有螺旋洗砂机、轮斗洗砂机等。筛分和洗选过程需消耗电能和水资源，且设备运行效率影响能耗。

1.4 运输与储存

运输包括厂内原料和成品的运输，以及厂外成品的运输。厂内常用皮带输送机，厂外多用卡车。储存需设置合适的料仓和堆场，保证骨料的供应稳定性。运输和储存环节能耗与运输距离、设备选型及储存方式有关。

2 骨料厂工艺设计中节能降耗措施

2.1 选用高效节能设备

在破碎机选择上，圆锥破碎机和冲击式破碎机比传统颚式破碎机更节能。圆锥破碎机利用层压破碎原理，物料在破碎腔内受多个破碎点挤压破碎，能量利用率高，与颚式破碎机相比，可降低能耗 20%-30% 。冲击式破碎机适用于制砂和整形，采用石打石或石打铁原理，能有效减少能量浪费，提高产品质量和生产效率。皮带机、风机等设备采用变频调速电机，能根据负载自动调节功率。当设备空载或轻载时，电机降低转速，减少电能消耗；负载增加时，电机自动提高转速满足工作需求，避免空载和过载能耗。高效筛分机如直线振动筛和高频筛，筛分效率高，能缩短物料处理时间，降低能耗。直线振动筛通过振动电机产生激振力，使物料在筛面上做直线运动，筛分精度高、处理量大；高频筛利用高频振动使物料在筛面上快速分层，对细颗粒物料筛分效果好。

2.2 工艺流程改进

第一，简化生产流程。通过原料预筛分去除细料和杂质，减少破碎机处理量，降低能耗。使用棒条筛或滚筒筛在原料进入破碎机前进行预筛分，将符合粒度要求的细料直接分离出来，避免其进入破碎机过度破碎，减少破碎机工作时间和能耗。采用“多碎少磨”原则，优化破碎段数。传统三级破碎可改为两级破碎，减少中间环节，降低物料转运和破碎能耗。同时，推广联合破碎工艺，如颚破与圆锥破组合，利用层压破碎原理提高破碎效率，减少能量消耗。第二，精准控制生产参数。根据原料特性，如硬度、粒度等，动态调整破碎机腔型、筛网孔径和皮带速度。硬度大的原料选择合适的破碎机腔型和较大的破碎力，避免过度粉碎；不同粒度要求的产品，选择相应孔径的筛网，调整皮带速度保证物料在设备内合理停留和输送，提高生产效率，降低能耗。采用分级洗砂技术，对含泥量高的原料先进行预洗，去除大部分泥土和杂质，再通过脱水筛回收细砂，减少重复清洗次数，降低水资源消耗和洗砂能耗。

2.3 能源管理与资源循环利用

（1）电力优化。安装智能电表和能耗监测系统，实时跟踪设备用电数据，准确识别高耗能环节，如破碎机、水泵等。通过数据分析，找出能耗高的原因，针对性地采取节能措施，如调整设备运行参数、优化设备组合等。有条件的骨料厂可推广分布式光伏发电，利用厂房屋顶等空间安装光伏板，将太阳能转化为电能，满足部分白天用电需求，减少外购电量，降低能源成本，实现能源多元化。（2）水资源循环利用。建设洗砂水闭环系统，洗砂水经沉淀池沉淀，去除大部分固体颗粒，再进行絮凝处理，进一步去除细小悬浮物和胶体物质，处理后的清水流入清水池循环使用，减少清水消耗 90% 以上。同时，使用高频脱水筛、真空过滤机等设备，提高固液分离效率，减少细砂流失和污水排放，降低污水处理能耗。（3）废料处理与资源再利用。对废料如石粉、泥饼等进行分类处理。石粉可作为建筑材料的添加剂，用于生产水泥、混凝土等，提高产品性能；泥饼可用于制砖、填方等，替代部分新料采购，实现资源再利用，减少废料排放和原材料消耗。通过布袋除尘、喷淋抑尘等措施减少粉尘排放，同时回收石粉作为副产品销售，提升资源利用率。选用低噪声设备，降低隔音设施的能耗，减少对周边环境的影响。

2.4 日常维护与人员管理

制定严格的设备维护计划，定期对设备进行全面检查、清洁、润滑和调试。除及时更换易损件外，还需对设备的传动系统、电气系统等关键部位进行细致检查，确保设备运行稳定，减少故障停机时间，保证设备始终处于高效运行状态，降低能耗。另外，加强对操作人员的节能培训，使其掌握节能操作技巧，如避免破碎机过载运行，根据物料特性合理调节设备参数和水量等。通过培训，提高操作人员节能意识，使其认识到节能降耗对企业和环境的重要性。推行岗位责任制，将能耗指标纳入考核体系，对节能表现优秀的员工给予奖励，对能耗超标的员工进行督促和指导，激励员工积极参与节能降耗工作，形成全员参与的良好氛围。

3 结束语

骨料厂工艺设计中的节能降耗是一个系统工程，涉及设备选型与优化、工艺流程改进、能源管理与资源循环利用以及日常维护与人员管理等多个方面。通过选用高效节能设备、优化设备运行、简化工艺流程、精准控制生产参数、加强能源管理和资源循环利用、做好设备日常维护以及提高人员节能意识等综合措施，能够有效降低骨料厂的能耗，提高资源利用率，减少生产成本和环境污染，实现骨料厂的可持续发展。

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