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        鑄造車間設計中的環(huán)境保護措施

        2014-06-06 07:18:06楊濤林
        鑄造設備與工藝 2014年2期
        關鍵詞:設備

        楊濤林,余 博

        (中國汽車工業(yè)工程公司,天津 300113)

        《中華人民共和國環(huán)境保護法》第二十六條規(guī)定:“建設項目中防治污染的措施,必須與主體工程同時設計、同時施工、同時投產(chǎn)使用?!边@一規(guī)定在我國環(huán)境立法中通稱為“三同時”制度,在工程項目建設的各個階段,必須貫徹有關環(huán)境保護的“三同時”制度。鑄造行業(yè)歷來被認為是污染大戶,據(jù)有關資料顯示[1],我國1 t鑄件的三廢排放量是發(fā)達國家的10倍左右。即每生產(chǎn)1 t合格鑄件,大約要排放粉塵 50 kg,廢氣 1 000 m3~2 000 m3,廢砂 1 t~1.3 t,廢渣300 kg.在鑄造車間設計時,必須重視環(huán)境污染的治理措施,做到有針對性、經(jīng)濟性和實用性,確保各項污染物的排放指標符合國家相關標準的要求。本文以大規(guī)模生產(chǎn)的發(fā)動機缸體鑄造車間為例,探討環(huán)境污染的治理措施。

        1 鑄造車間的主要污染源及污染物

        鑄造車間各工部的主要污染源及污染物(粉塵、廢氣)見表1.

        鑄造車間廢水來源、種類及排放方式見表2.

        鑄造車間噪聲源較多,主要高噪聲設備及噪聲級見表3.

        表1 各工部主要污染源及污染物(粉塵、廢氣)

        表2 鑄造車間廢水

        表3 噪聲源一覽表

        鑄造車間產(chǎn)生的固體廢棄物主要有廢砂、廢爐渣;除塵系統(tǒng)產(chǎn)生的生產(chǎn)性粉塵;生活垃圾;廢機油及擦拭機器或地面的沾油廢棉紗。固體廢棄物見表4.

        表4 固體廢物一覽表

        2 環(huán)境污染治理措施

        2.1 粉塵、廢氣治理

        1)熔化工部

        中頻無芯感應熔煉電爐出鐵水、加料、熔煉時均產(chǎn)生大量煙氣,采用高溫濾料的氣箱脈沖袋式除塵器,去除效率大于99%.除塵管路及設備,除塵器、風機均需選用耐高溫型產(chǎn)品。除塵風管與電爐吸煙罩法蘭連接,風管一般通過爐前區(qū)域的地溝引向車間外除塵器,某項目的電爐除塵見圖1.

        烤包器設局部排風系統(tǒng),利用煙氣的熱壓自然排煙,其出口設筒形風帽或無動力渦輪通風器,將烤包余熱廢氣排出室外后高空排放,某項目的烤包器排風見圖2.

        為排除熔化工部室內余熱和部分煙氣,在熔化工部屋面(電爐區(qū)域側上方)設屋頂通風機進行換氣。

        圖1 電爐除塵

        圖2 烤包器排風

        2)造型工部

        澆注段采用上吸式均流側吸罩沿澆注段密布,以排除澆注過程中產(chǎn)生的煙塵,其煙塵經(jīng)除塵器系統(tǒng)凈化后排入大氣。某項目的澆注段側吸罩見圖3.

        冷卻段設排風系統(tǒng),以排除冷卻通廊內產(chǎn)生的煙氣,使冷卻通廊內煙氣不向車間內逸散。

        振動落砂機由于發(fā)塵量大,采用密閉式排風罩排風。除進出鑄件等必要部位開口外,連同機械手密封,形成一個大的密閉空間,以確保含塵空氣不向車間逸散。含塵空氣經(jīng)除塵器系統(tǒng)凈化后排入大氣。落砂機底部溜槽設置排塵口并入落砂機除塵系統(tǒng)。

        為排除造型線余熱和部分煙氣,在造型線上方屋面設屋頂通風機進行換氣。

        3)砂處理工部

        砂處理工部的雙盤冷卻器、混砂機、皮帶輸送系統(tǒng)、振動輸送槽、精細六角篩等設備在生產(chǎn)時會產(chǎn)生大量粉塵,對其除塵系統(tǒng),除塵設備采用氣箱脈沖袋式除塵器,凈化后的排放廢氣滿足《大氣污染物綜合排放標準》的要求。某項目的砂處理除塵見圖4.

        圖3 澆注段側吸罩

        圖4 砂處理除塵

        4)制芯工部

        冷芯盒制芯機產(chǎn)生三乙胺等有害氣體,設備本身設置密閉罩排風,并配套有害氣體吸收凈化裝置,其有害氣體經(jīng)凈化后排入大氣。為進一步稀釋和排除冷芯盒制芯區(qū)域的難聞氣味和有害氣體,改善車間環(huán)境,除了適量增大設備局部排風量外,沿車間外墻設置邊墻式排風機,加強局部區(qū)域通風效果。

        熱芯盒制芯機產(chǎn)生一定量的煙塵和有機廢氣,在取芯操作工位設置傘形罩、加熱工位設置密閉罩排風。為防止砂芯表干爐內熱煙氣外逸,在爐門口設置散形罩,將爐內熱氣排除室外。

        為排除制芯工部難聞氣味和有害氣體,設屋頂通風機進行換氣。

        5)清理工部

        振動擊芯機、拋丸清理設備生產(chǎn)時產(chǎn)生大量的粉塵,對其加設密封除塵罩,收集到的粉塵采用布袋除塵器凈化處理后達標排放。沿磨削機操作工位設置上吸式側吸罩,含塵氣體經(jīng)除塵器凈化后排入大氣。人工打磨工位設置密閉清理隔間,可減少粉塵外溢。常見的隔間內打磨工位抽風形式有兩種,一種是隔間內設計側吸式抽風罩(如圖5),另一種是在打磨工位格子板下方設置抽風管(如圖6),收集到的粉塵采用布袋除塵器凈化處理后達標排放(表 5).

        2.2 廢水治理

        鑄造車間廢水污染源主要有制芯機尾氣凈化產(chǎn)生的三乙胺吸收廢液;設備循環(huán)冷卻溢流水;理化實驗室排放的實驗廢水;廠區(qū)生活、淋浴污水。

        三乙胺廢水及實驗廢水進入生產(chǎn)廢水池,經(jīng)預處理后,上清液與生活、淋浴污水混合,排入污水處理站,污泥經(jīng)提升泵提升至污泥濃縮槽;潔凈廢水直接排入雨水系統(tǒng)。

        表5 某年產(chǎn)24萬臺發(fā)動機缸體鑄造車間部分設備風量

        圖5 人工打磨工位上吸式側吸罩

        圖6 人工打磨工位底抽風

        2.3 噪聲治理

        1)鑄造車間高噪聲設備如落砂機、擊芯機、拋丸清理機等,噪聲通常在 95 dB(A)~110 dB(A)左右。需采取隔聲減振降噪措施,工藝設備盡可能設置在隔聲吸聲密閉間內,設備基礎加裝減振基礎。采取措施后使車間外噪聲可控制在75dB(A)以下。通風除塵系統(tǒng)風機噪聲通常在90dB(A)~105dB(A)左右。除塵系統(tǒng)離心風機選用低噪節(jié)能優(yōu)質產(chǎn)品,并配置減振座架、軟接頭等;盡量將風機設置單獨的風機間或采用隔音房。近年來設計的鑄造車間落砂機和人工打磨隔音房節(jié)點示意如圖7.

        2)壓縮空氣站設有空氣壓縮機,壓縮機密閉在隔聲箱體內,設減振基礎,進、出氣口設消聲器,排氣口加裝橡膠軟連接頭,設隔聲值班操作間。采取措施后使站房外噪聲不大于70dB(A).

        圖7 隔音房節(jié)點示意

        3)總圖布置時,盡量將噪聲大的噪聲源遠離廠界和敏感點,通過遠距離衰減達到降噪的目的。

        4)廠區(qū)綠化時,考慮高大喬木和低矮灌木相結合措施,利用綠化帶的吸聲作用達到降噪的目的。

        5)對于點源污染,設計考慮均設在建筑物內,通過建筑的隔聲,達到降噪的目的。

        2.4 固體廢物處置

        鑄造車間產(chǎn)生的固體廢棄物處置措施如下:

        1)廢砂存放在廢砂斗中、廢爐渣存放在電爐旁的爐渣斗中、生產(chǎn)性粉塵存放在各除塵器的集灰斗中,定期由汽車外運到環(huán)衛(wèi)部門指定地點填埋,運輸過程采取防護措施,防止二次污染。

        2)廢機油、沾油廢棉紗和漆渣收集并按《危險廢物儲存污染控制標準》中有關規(guī)定進行儲存,待收集到一定量后與廠區(qū)的危險固體廢物一起交給環(huán)衛(wèi)部門進行處置。

        4)生活垃圾(其中20%左右的有用成分,如廢紙等回收)集中存放,由環(huán)衛(wèi)部門統(tǒng)一外運至垃圾無害化處理廠進行無害化處理。

        3 結 語

        鑄造車間的環(huán)境保護措施與具體的鑄造工藝密切相關,在進行車間環(huán)境保護設計時應緊密結合具體的鑄造工藝與設備。本文提出的環(huán)境保護措施有效改善了大規(guī)模生產(chǎn)的發(fā)動機鑄造車間環(huán)境,各種污染物得到有效治理,實現(xiàn)了達標排放。

        [1]孔維軍,劉小龍.鑄造工廠的環(huán)保與節(jié)能[J].鑄造設備研究,2008(05):5-7.

        [2]丁原朝,鑄造車間的粉塵治理[J].鑄造設備研究,2003(4):38-40.

        [3]曹培,巴吾東,王永兵.鑄造車間樹脂砂有害氣體祛除的研究[J].鑄造設備研究,2008(3):25-28.

        [4]吳永正.鑄造車間噪聲調查和測定[J].鑄造設備研究,1998(2):75-80.

        [5]馬永杰.鑄造生產(chǎn)節(jié)能和環(huán)保[J].鑄造設備研究,2003(6):46-48.

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