滨绥线某梁场自动化蒸养系统的设计及应用

自动化蒸养系统在XX梁场中的设计及应用【内容提要】滨绥线XX至XX扩能改造工程XX标一分部施工范围内有一XX制梁场，施工任务为1580片32m预制T梁，施工特点为施工任务紧，质量要求高，结合当前的铁路质量要求形势，本梁场在2010年7月份安装了新型的自动化蒸养系统，本文就简介了该系统的设计、作用及发挥的效果进行了技术总结，科学合理的进行了布置及安装，计算机系统的应用，自动温控调节系统发挥的作用，该系统在本工程中发挥了巨大的作用，为完成本工程的在2年工期内完成1580片预制T梁提供了保证。【关键词】自动化蒸养预制梁计算机应用1.工程概况牡绥项目XX标一分部XX制梁场设在XX站与既有伊林站之间，中心里程DK415+200，临近兴源至下城子公路左侧，XX梁场建在中心DK415+200处，主要利用公路运输，依靠两侧均连接301国道的兴源至下城子公路。为方便利用既有线以及结合XX轨排基地场地建设，从既有伊琳站8号道岔引铁路便线进入梁场，从梁场引便线至XX站并插一组道岔进入XX站，进入新建牡绥铁路以便架梁，梁场施工及生产生活用水采取打深水井解决方式，用以满足制梁及生产生活用需要，施工用电引自兴源变电所，引电力干线1.5km至施工现场，并设800KVA变压器一台以解决施工用电，并配备250GF自发电机组2台，作为备用电源，梁场内设2台90m3/h混凝土拌合站供制梁混凝土。梁场分为生产区、生活区两大区域。生产线分为砂石料存放区、钢筋存放及加工成型区、混凝土搅拌站、小型构件存放区、制梁区、存梁区等。制梁区配备两台90t龙门吊，跨度22m，用于钢筋制作及模板安拆，存梁区平行制梁区布置，间距8m，中间布置龙门吊走行轨，采用180t可转向龙门吊移梁，跨度42m。每组制梁台座对应15孔存梁台座，每片存梁区按照长34m，宽2.5m，梁缝间距0.4m布置。采用双层存梁。提梁区设岔线3条，布置2台90t龙门吊，跨度26m，走行轨基础采用换填砂夹碎石处理。其余各工序的物流衔接采用龙门吊、专用运输车等机械完成，各工区根据自身特点配备专用的生产加工机具。现将本工程中制梁生产区所安装的自动蒸养系统施工及作用叙述如下：2.自动蒸养系统设计2.1、自动蒸养系统功能蒸汽养护系统是预制T梁生产的重要环节，使保证预制T梁生产质量，缩短养护周期的必要措施。该系统是针对预制T梁的连续化生产所开发的专用蒸养系统。主要设计依据是《时速250公里客运专线有碴轨道后张法预应力混凝土简支桥梁》、《250km/h客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》和《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》。根据现场的实际情况，本着系统结构简单、安全可靠的原则设计了本养护系统。其控制模式是在蒸养房内形成规则的温度梯度场，预制T梁在连续的生产和运动中，分别通过“静养区间”、“升温区间”、“恒温区间”和“降温区间”，完成整个的蒸养过程，并到下一工序。2.2、自动蒸养系统功能蒸养系统主要由四部分构成，即养护罩系统；蒸汽加热系统；温度采集系统和程序温控系统。养护罩系统具有很强的保温性能，最大限度地减少桥梁与外界的环境接触，创造一个适宜的养护环境；蒸汽加热系统是将锅炉的蒸汽按照控制规则，自动的喷射到养护罩内，为了保证升温的均衡，蒸汽的喷射孔口径和间距都经过了科学的计算；温度采集系统由巡检仪和布置在梁体各部的温度传感器组成；温控系统采用了分布式控制策略，以增加系统的可靠性。温控系统由中央控制器和现场温控仪组成，二者之间使用无线数传方式，并采用工业标准的通信协议，具有很高的安全性。2.2、自动蒸养系统设计方案：2.2.1基本工作原理该养护系统是针对连续化预制T梁生产线开发的蒸汽养护系统，在安装空间上处于预制T梁生产生产区的中间部位，从时间结构上分为了四个空间时期，即“静养期”、“升温期”、“恒温期”和“降温期”。其示意图如下：丢静养期极升温期男恒温期锡降温期运>具3敞小时乡4少8美分钟芝4丘8湖分钟柿4咳8印分钟党4估8榆分钟护4逃8敢小时慕4恐8植分钟匪4贿8阻分钟在静养期内，预制T梁处于自然的环境温度，所停留的时间大于3个小时；在升温期，每片预制T梁经过间隔48分钟的4次阶段，逐渐升高温度，且升温速度小于15℃/h，升温区的末端与恒温区的温差不得大于5℃；在恒温期间，预制T梁处于稳定的温度环境中，恒温区蒸汽养护温度不得高于65℃，温度的稳定范围不大于±5℃。，每片预制T梁经过恒温区的时间为48小时；而在降温空间，每一片预制T梁经过间隔48分钟的2次，逐渐降低温度，降温速率不大于20℃/h，预制T梁养生棚吊出时，表层温度与环境温度的温差小于15℃。因此，上述的四个空间，轨枕自上工序进来，一直到下工序为止。其经历的温度变化规律模型为下图所示：2.2.2基本工作组成及功能基于上述的工艺要求，系统的基本组成和功能结构如下：升温期的温度梯度场的控制，逐渐升温的空间，升温梯度场的形成是靠管道本身喷汽量的自然散发形成的。客恒温期的踪温、湿度译控制，控馒制整个空扛间的温湿毁度，形成消一个稳定掉的，最佳策的养护空挂间，恒温缴阶段热量仁消耗主要以有散失于首周围介质跑的热量、舰漏失蒸汽引损失的热钓量两部分瞎。养护期全间单位时痒间需要供怜给的最大版热量为升线温期和恒该温期的热民量消耗的嘴总和径降温期的耀温度控制榆。与升温国空间相反智，形成一惑个自左到疤右的温度君下降梯度返场，降温曲梯度场的红形成是靠员管道本身淹喷汽量的袜自然散发归形成的。宜2.2.尝2追控制系统清构成严整个控制洞系统由三蚁个控制系鼓统构成。纠即升温区技控制，恒泉温区控制流和降温区输控制。三宝个区间实在质上是由缸三个恒温臂控制完成生的，三个孝区间的控姻制实现由厉一样台序PL兔C粮完成。系敲统结构框雄图如下：锣系统由两柿个子系统借构成，两当个子系统角相互独立接，形成了蔬蒸养系统号的冗余结多构，保证财了系统的举安全。诊温度的监炸测系统。坛由各区间乏的温度传础感器组和协中央控制宰器组成，厘可以实时迎监测各空闯间的温度敌梯度状态会。奋温度控制踏系统。由贞一保台踢PL及C飞及各区间罚的温度传催感器、电盘磁换向阀胡、蒸汽喷情管、喷淋芽管道、轴是流风机等体组成。通男过呜PL车C侦实现对温熊度梯度场趣的控制现碌场托的待PL它C列控制器均味通过网络常与中央控私制器连接漆，中央控值制器可以肺实现对区洁间温度的蜂设定，可刺以实现对翻温度状态寨的记录和预查询等。窗2.2.杠3秧系统的实京施植预酒制雾T康梁蒸养通萍道设计，孤单个通道希长度迁约谷3市2盘米，布置川在台座两伏侧，距台畅座外边死缘就0.2缠m撇。其构成凳：阀加热：加似热管道的帖蒸汽喷嘴钻位置及孔决径应通过奔热量的平教衡、温度搜梯度场的风策略等参廉数进行计裹算。自传感器组梨：传感器初组的位置忽及数量要付适量，即阅满足对温到度梯度场松的测量与忍控制，也兴要尽量使尘系统结构苦简单，安眉全性高。裙蒸汽控制晶：蒸汽的惭控制是通踢过换向阀哈实现的，扭其控制算邪法采痰用撞PI尿D尊控制算法清，通过换畏向阀闭合坊的时间，某来保证温厉度的控制基。因此换搬向阀应具悼有稳定和贪可靠性。声蒸养通道肤施工：整昆个蒸养通丝道和管网且的建设由亡梁场电焊漂工及水暖既工施工建妇设。次3高.狐自动蒸养绝系统施工端3.1胀签工作内容分3.1.骡1摔蒸汽养护洽系统及温适控系统设卸计组性负责供热坚系统设计遍，并指导侮现场的安智装调试。俭负责电气剖控制系统在的采购及份现场安装场调试工作阶。裕负责自动税化蒸养系滑统现场操德作的培训龄工作滋3.1.瓜1瞒蒸汽养护特实施组攀负责养护沈罩惯(千蒸养趋室诸)垮的制作及次安装工作吧。漠负责供热锦管网的制址作及安装砍工作。创3.封2粘电气控制年系统方案情本方案对艰梁场二十幻六个台座但制梁的蒸休汽养护进眼行自动控愧制。弊3.2.纱1夺控制系统愤由一台计挤算机控制浅七套设备眨（每一套庆设备控制孔四个制梁胸台座）。量完成对整训个梁场所御有台座箱获梁蒸养的锤过程控制粉。控制系执统分布图除如下：值3.2.姑2调传感器的杀布置韵在梁体隶内崇(层端购部镰)彼埋尼设明1辈个，梁体双表面即梁皱顶面放真置顷1后个，养护如室内环境叹安柱装总1菌个，挂于悼模板上，宇室外安热装旗1串个，设于煮控制箱底剧。共计设侄置令4稀个传感器薪。记3.2.松3庭蒸汽加热拖管道的布续置叨在梁体底惩板两侧设展置蒸汽加足热管道，担主管道于义梁外梁间烛设地沟铺牧设。在主罪管道上分钱别设置蒸洁汽电磁换筹向阀，并苗通过台座司蒸养控制蹄柜控制电惭磁阀的开查闭。攀电气控制缴设备故（产2怒6晴台座）北序号凯名悼艳肃称诵型路都压号肤单位公数量杂1订中央控制闻器寻研祥工控糕机沫台阳1草2艳温度控制屡柜戚益通牙套竖7害3军温度巡检咸仪敲益通草套剥7熟4渗温度传感钥器剖个挥150租5由无线数传标系统鸽套爆8亲6撇电磁换向钱阀（汽）虾个扶26降8速导旱草极线杂套敏26搏9续相关软件才套欣1鞋3.泄3继实施步骤改由蒸汽养尝护系统及版温控系统定设计组进剪行现场勘篮测、调查托，设计出个每个台座季布置的管繁网图，并证列出技术舌参数及设扭备清单。夕由蒸养实苏施组配合惕锅炉厂家作建造供热冲管网。僵蒸汽养护类系统及温娱控系统设平计组设计惊并采购电耐气控制设糕备并到现些场安装调矿试。我由蒸汽养很护系统及刺温控系统腿设计组在离现场指导嚷前五片梁腾的生产，驴并在前两货片梁的梁宴内埋设传爸感器，取睁得各种数初据，然后谜设置蒸养显参数，开润始批量蒸伟养。秒4透．施工现拼场情况宿4.常1愿养护罩的往制作抛养护罩的炕选择确定隐：养护罩遵由养护罩斗架和养护柜被两大部激分组成。财破嫁养护被应跑该具有良拨好的保温轿性、防潮逢性、抗拉潜性及柔韧怜性，且成佛本低。宜内选用纳米榆复合纤维损保温毡。隙产品有关刮性能参数殊如下：包丽括单层防马水复合保算温材料、殊双层高室先结构保温挨材料和厚瓜型三层气颠室结构保滨温材料；怪定烟重靠80搁0您—醋1100两g/m桥2少；抗拉性办强爱65段0靠－效1100栏N/5C常M义;枕保温挂率辞82弯%酿；具有防趁水防大雨旧功宵能妥.者防污膛染今,谢防潮性强奉。讯养护罩架蓬由续7奋组型钢焊摧接成的桁积架结构组待成。养护母罩架的确幼定以满足傻强度和刚说度要求为乖原则，同猜时考虑使歪用方便、鹅成本低。船4.2倡供热系统测的组成拒4.2.估1滨热量计算野职涛为确定供阵热系统的厌热厕源抱—皇—击锅炉的容汁量，应该叨首先计算忆蒸汽养护坡过程中的铸热量消耗妨。热量消据耗的计算妇主要考虑售以下几个栏方面：扫4.2.吹1.古1猪升温期的吧热量消耗略予阀加热混凝必土制品所消消耗的热磁量域炼粒砼制品中非蒸发水分片所消耗的茄热与量轧珍谢疏钢模、桥勉梁中的钢衬筋及其他书钢结构所暂消耗的热由量盯孙中潮充满养护析设备自由篮空间的蒸奖汽耗热量警赔梳养护设备浩蓄热和散超失的热量东、冷凝水竖带走的热鱼量、逸失哈介质的耗巾热量会办犬水泥的水欣化热拼4.2.额1.课2忽恒温阶段攀的热量消闷耗原恒温阶段攻热量消耗东主要有散亩失于周围粒介质的热涝量、漏失被蒸汽损失要的热量两射部分。短4.2.什1.着3鸽养护期间神热量消耗瞧养护期间肿单位时间逗需要供给摘的最大热茫量为升温肠期和恒温镇期的热量怠消耗的总幸和。难4.逼3哗供热设备仁、部件的甘选择捐锅炉：锅速炉的选择霸以其容量调满足整个校养生期的帝热量消耗网为原则。玻管道：管萄道的布置践依据为：猜使整个养望生梁的区筝间均匀充神满蒸汽。疾4.4邻每温度采集头系统穷试验梁内忍部温度的览采集是温共控系统的抓关键，通厉过温度的构采集来分猪析制定出嫩控制参数荣，从而控面制梁体外钢部温度，降使之与梁湾体内部的济温差不超秋过郑1遗5猜℃忘。试验梁则温度的采抗集首先要浮在梁体内室外布坑置兽1落6更个荒PT10粘0户传感器，黎其中梁体节内部布示置刻8怎个，外部但及表面布敌置紧8哑个，通豆过鹊1认6走路吉JCJ5日00彩B窝巡检仪对呜其温度进螺行采集。拒4.诉5少程序温控例系统丝程序温度筐控制系统主采用了分氧布式蜓（茧DC鹿S够）控制策些略，每个眯台座由一模台控制柜视完成温度披的程序控念制。其中天，中央控写制器与各痰台座的控签制柜之间娱的指令、赵数据传输搅，通过无疫线网络完嘱成，最多追台座可根达织12吵7葡个。中央鼻控制机由转一台工业可控制机及令控制软件养构成，自距动记录各慈台座桥梁衔测试点的喊温度值，哭按要求下段达操作指框令等，具脊有历史数耗据、温度瞎曲线的查款阅功能，抚人机界面跌友好，操混作简单。震台座的温晚度控制柜游包括：多绕点温度巡恭检仪、程筑序温度控缴制仪、手予动的控制已按钮和电染控装置等满。坏4.胆6悠温控系统柿的基本功尚能坏4.6.驴1眯温控系统魄的主操作叠界面奸温度控制壤界面，可制同时检测亦、控制各它台座的蒸径养过程，怨具有温控盛阶段显示萝，参数设累置，实时牺数据记录嫁，历史数迅据查询等雄功能。各奏台座显示锁界面可相距互切换。篮4.6.狸2喇实时数据仍采集进寿弓该模块可理以实时采丛集、记录防梁体各测掩点温度，质具有波形影显示，数壁据报表显该示，断电郑数据自动团恢复等功券能。宣4.6.漫3模历史数据煌查询餐对任意已圆蒸养生产辽的桥梁根泻据编号查滔询其蒸养字过程的历冠史数据。此4.6.觉4尚参数设置坏可以设置和静养时间少及温度，害升温时间妖及温度，求恒温时间描及温度，叠降温时间签及温度等略蒸养工艺贡参数。犬4.6.杏5樱参数查看赴可以查看岗当前设置鬼的静养时伶间及温度目，升温时背间及温度额，恒温时漠间及温度败，降温时渣间及温度贼等蒸养工适艺参数。中4.覆7卡系统实施受整个蒸养按系统的实夺施由两步陵完成，第起一步，试胡验梁的测铅试。即在援梁体内部剑设置温度歌测试点，鄙在手动控踩制蒸汽的套情况下，抬测量梁体捞温度，得锤到温度的还变化特征粱。第二步薪，取消内茅部测点，煮依据试验戒梁的测试看温度规则耍，设置梁两体外部测宝试点，确胸定蒸养方挤案和策略