杜雅蘭，李東凱，盧曉東，盧歡,劉金旭，楊一雄，杜啟文，趙慶坤，王偉

(1.中國鐵道科學(xué)研究院節(jié)能環(huán)保勞衛(wèi)研究所，北京 100081； 2.沈陽動車段，遼寧 沈陽 110100； 3.鐵道第三勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司，天津 300142)

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職業(yè)健康與安全

綠色生產(chǎn)車間在沈陽動車段的設(shè)計應(yīng)用

杜雅蘭1，李東凱2，盧曉東1，盧歡1,劉金旭1，楊一雄2，杜啟文2，趙慶坤3，王偉3

(1.中國鐵道科學(xué)研究院節(jié)能環(huán)保勞衛(wèi)研究所，北京 100081； 2.沈陽動車段，遼寧 沈陽 110100； 3.鐵道第三勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司，天津 300142)

面對全球日益嚴(yán)峻的環(huán)境問題，綠色車間的生產(chǎn)新理念被引入生產(chǎn)車間。鐵路車輛檢、維修站段在不斷開發(fā)綠色產(chǎn)品的同時也在把生產(chǎn)過程向環(huán)保靠攏。沈陽動車段在設(shè)計理念上的立足之本——綠色生產(chǎn)，不僅致力于提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，同時也致力于實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，制定了涵蓋原材料選購、零部件測試、生產(chǎn)與售后使用階段等各個環(huán)節(jié)的一整套綠色環(huán)保方案，實現(xiàn)產(chǎn)前、產(chǎn)中和產(chǎn)后的環(huán)保控制，對產(chǎn)生污染物的生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行污染治理，從而確保對作業(yè)場所及周邊環(huán)境的影響降到最低。

綠色生產(chǎn)車間；動車段；污染源

目前，鐵路許多站段的工藝設(shè)備技術(shù)水平較低、環(huán)保意識淡薄，對難于治理的污染源一般采用露天、外委等方式進(jìn)行檢修作業(yè)，或即使在室內(nèi)進(jìn)行檢修和噴涂，也未對含有機(jī)物和顆粒物的廢氣采取任何治理措施，以致含有大量廢氣呈無組織排放方式排入到大氣環(huán)境中，不僅對操作人員的身體造成傷害、對車間周圍環(huán)境造成極大的污染。

綠色生產(chǎn)是鐵路一種新型的可持續(xù)發(fā)展的交通運輸理念，其核心內(nèi)涵是社會、經(jīng)濟(jì)、資源和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展[1]。它通過鐵路自身優(yōu)勢減少對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)效應(yīng)，避免人類活動對外部環(huán)境的過度索取，實現(xiàn)鐵路設(shè)計、修建、運營和管理的綠色環(huán)保，為可持續(xù)發(fā)展的交通提供新模式。沈陽動車段就是本著這些要求，在保證職業(yè)衛(wèi)生和綠色環(huán)保的雙重標(biāo)準(zhǔn)下興建的。本文對沈陽動車段綠色生產(chǎn)車間的設(shè)計進(jìn)行了總結(jié)。

1 檢修基地概況

沈陽動車段位于沈陽市蘇家屯區(qū)，所處地區(qū)屬溫帶半濕潤大陸性氣候。夏季風(fēng)向為東南;冬季風(fēng)向為西北。沈陽南站以南、哈大客專以西、既有沈丹線以北，占地約61hm2，設(shè)計年檢修CRH3或CRH5型8輛編組動車組三級修200列能力。

為實現(xiàn)綠色環(huán)保車間，在設(shè)計階段依據(jù)《鐵路技術(shù)管理規(guī)程(高速鐵路部分)》，結(jié)合沈陽動車段車輛檢修工藝流程、技術(shù)規(guī)程等，對段內(nèi)的檢修進(jìn)行工藝分析，找出污染源點及職業(yè)病危害因素，分別設(shè)置不同的治理措施；在局部塵源點治理的基礎(chǔ)上對整個檢修庫又進(jìn)行綜合治理方案的設(shè)計，提出了一種滿足職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)雙重標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)的改善對策。

2 污染源分析

沈陽動車段于2015年1月投入生產(chǎn)。主要包括運用庫區(qū)和檢修庫區(qū)兩大部分，設(shè)計檢修庫(含靜調(diào)庫)74 377 m2。其中檢修庫區(qū)設(shè)施有三級檢修檢查庫線3條、靜調(diào)線2條、試驗線1條，以及轉(zhuǎn)向架檢修間及相應(yīng)配套設(shè)施，三級檢修庫含污染源點，包括牽引電機(jī)檢修線、小部件檢修線、CRH3、CRH5型車裙板檢修流水線。轉(zhuǎn)向架檢修間包括CRH3、CRH5型車鋼簧檢修流水線、轉(zhuǎn)向架構(gòu)架檢修線、桿件、排石器檢修線等。主要產(chǎn)生污染物的工位及職業(yè)病防護(hù)設(shè)施見表1。

表1 主要污染物工位及防護(hù)設(shè)施

由表1可知，沈陽動車段檢修工藝產(chǎn)生的污染物主要是苯、甲苯、二甲苯及粉塵顆粒物。其中小部件檢修車間的牽引電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子、端蓋檢修、牽引電機(jī)傳動安全裝置拆裝、裙板噴漆、動車部件噴漆、動車部件烘干和轉(zhuǎn)向架檢修車間的鋼簧噴漆、轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動檢修、轉(zhuǎn)向架構(gòu)架檢修、轉(zhuǎn)向架桿件檢修、轉(zhuǎn)向架排石器檢修作業(yè)時產(chǎn)生大量的揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)；噴漆產(chǎn)生漆霧中含有有機(jī)溶劑苯、甲苯、二甲苯。

鋼簧拋丸、部件打磨等作業(yè)產(chǎn)生大量的粉塵顆粒物；粉塵顆粒物不僅污染環(huán)境，而且吸入人體后，極易引發(fā)呼吸道、肺部疾病。同時，逸散的粉塵也會加快對設(shè)備的磨損，使產(chǎn)品質(zhì)量下降。

因此，沈陽動車段綠色生產(chǎn)從預(yù)估建廠、設(shè)計、生產(chǎn)和產(chǎn)品對環(huán)境的影響預(yù)先防范措施入手，使得每一個污染源點及所生產(chǎn)的產(chǎn)品都符合國家職業(yè)衛(wèi)生健康和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，降低對環(huán)境保護(hù)和職業(yè)衛(wèi)生的負(fù)面影響；在為動車提供高級修同時，致力于將環(huán)境污染控制在最低限度。2.1 牽引電機(jī)檢修流水線

部件檢修車間牽引電機(jī)檢修線用于牽引電機(jī)部件的打磨、除塵、噴漆，以及安全裝置的拆卸，具體工藝見圖1。

圖1 牽引電機(jī)檢修工藝流程

牽引電機(jī)在工作架上定位拆裝，拆卸安全裝置、轉(zhuǎn)子、定子后，分別運送至牽引電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子、端蓋檢修區(qū)、牽引電機(jī)定轉(zhuǎn)子及配件的清洗區(qū)和牽引電機(jī)傳動安全裝置拆裝區(qū)域。操作人員手持打磨設(shè)備對轉(zhuǎn)子、定子等其他配件表面打磨，打磨之后進(jìn)行補(bǔ)漆。牽引電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子、端蓋檢修區(qū)、牽引電機(jī)定轉(zhuǎn)子及配件的清洗區(qū)產(chǎn)生的污染物主要為打磨產(chǎn)生的金屬性粉塵和噴漆產(chǎn)生的苯、甲苯、二甲苯等苯系物。

牽引電機(jī)傳動安全裝置拆裝區(qū)域主要產(chǎn)生的污染物為金屬性粉塵。

2.2 小部件檢修車間小部件檢修流水線

小部件檢修車間小部件檢修線用于動車小部件的清洗、噴漆、烘干，具體工藝見圖2。

圖2 小部件檢修車間小部件檢修工藝流程

拆卸下來的裙板、玻璃鋼等小部件經(jīng)由天車送至三級修車間的裙板玻璃鋼板清洗區(qū)域；經(jīng)高壓水槍沖洗，分別送入各小部件打磨區(qū)域，清洗產(chǎn)生的主要污染物為沖洗產(chǎn)生的粉塵。操作人員手持打磨設(shè)備對裙板、玻璃鋼等小部件進(jìn)行表面打磨，產(chǎn)生的主要污染物為金屬性粉塵；打磨后進(jìn)入動車部件噴漆區(qū)域進(jìn)行噴漆，污染物為苯、甲苯、二甲苯等苯系物，作業(yè)時操作人員需佩戴連體防護(hù)服、防毒口罩、耳塞。噴漆完成后，小部件被運送至動車部件烘干區(qū)域進(jìn)行烘干，產(chǎn)生的污染物為苯、甲苯、二甲苯等苯系物。

2.3 CRH3、CRH5型車裙板檢修線

小部件檢修車間CRH3、CRH5型車裙板檢修流水線用于打磨后的CRH3、CRH5型車裙板的吹掃、噴漆、烘干、強(qiáng)制冷卻，具體工藝見圖3。

圖3 CRH3、CRH5型車裙板檢修工藝流程

首先CRH3、CRH5型車裙板在裙板玻璃鋼板清洗區(qū)域清洗，污染物為粉塵顆粒物；之后，送入裙板打磨區(qū)域。操作人員手持打磨設(shè)備對裙板進(jìn)行表面打磨，打磨產(chǎn)生的主要污染物為金屬性粉塵。打磨完好的裙板經(jīng)由叉車送至檢修區(qū)域，首先需要吹掃掉裙板表面遺留的金屬性粉塵。吹掃后操作人員對裙板正反面進(jìn)行底漆、面漆噴涂。產(chǎn)生污染物為苯、甲苯、二甲苯等苯系物，作業(yè)時操作人員需佩戴連體防護(hù)服、防毒口罩、耳塞。噴漆完成后，對裙板進(jìn)行流平、烘干，烘干過程中污染物為苯、甲苯、二甲苯等苯系物。烘干后對裙板進(jìn)行強(qiáng)冷。

2.4 CRH3、CRH5型車鋼簧檢修線

轉(zhuǎn)向架檢修車間CRH3、CRH5型車鋼簧檢修流水線用于CRH3、CRH5型車鋼簧的清洗、拋丸、噴漆(噴粉)、烘干、冷卻等，具體工藝見圖4。

圖4 CRH3、CRH5型車鋼簧檢修工藝流程

CRH3、CRH5型車鋼簧經(jīng)超聲波清洗，之后經(jīng)叉車送入鋼簧拋丸區(qū)域。自動拋丸設(shè)備對動車鋼簧內(nèi)外圈進(jìn)行拋丸，污染物為金屬性粉塵。拋丸后操作人員對鋼簧內(nèi)外圈噴漆(粉)，污染物為苯、甲苯、二甲苯等苯系物，作業(yè)時操作人員需佩戴連體防護(hù)服、防毒口罩、耳塞。內(nèi)外圈噴漆(粉)完成后，對鋼簧內(nèi)外圈進(jìn)行流平烘干，烘干過程中產(chǎn)生苯、甲苯、二甲苯等污染物。烘干后對鋼簧進(jìn)行強(qiáng)冷。

2.5 轉(zhuǎn)向架檢修車間構(gòu)架檢修線

轉(zhuǎn)向架檢修車間構(gòu)架檢修流水線用于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的打磨、補(bǔ)漆。

通過行車把轉(zhuǎn)向架構(gòu)架送至檢修區(qū)域，放在工作臺上定位，操作人員持打磨設(shè)備對構(gòu)架進(jìn)行表面打磨。打磨之后對構(gòu)架進(jìn)行補(bǔ)漆。轉(zhuǎn)向架構(gòu)架檢修流水線產(chǎn)生的污染物主要為打磨產(chǎn)生金屬性粉塵和噴漆產(chǎn)生的苯、甲苯、二甲苯等苯系物。

2.6 轉(zhuǎn)向架檢修車間桿件、排石器檢修線

轉(zhuǎn)向架檢修車間桿件、排石器檢修線用于轉(zhuǎn)向架桿件、排石器的打磨、補(bǔ)漆。

對轉(zhuǎn)向架桿件和排石器進(jìn)行拆卸，通過行車分別送至檢修區(qū)域，放在工作架上定位，操作人員持打磨設(shè)備對桿件、排石器進(jìn)行表面打磨。打磨之后對桿件、排石器進(jìn)行補(bǔ)漆。轉(zhuǎn)向架桿件、排石器檢修流水線產(chǎn)生的污染物主要為打磨產(chǎn)生的金屬性粉塵和噴漆產(chǎn)生的苯、甲苯、二甲苯等苯系物。

3 環(huán)境治理措施設(shè)計

沈陽動車段檢修過程中產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)，與SOx、NOx和顆粒物相比，揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)組成復(fù)雜，治理不能采用單一的凈化技術(shù)，需要根據(jù)污染物的性質(zhì)和排放特點選擇不同的凈化技術(shù)進(jìn)行治理[2],分為源頭治理和末端治理兩個步驟。

3.1 環(huán)境污染源頭治理

對于揮發(fā)性有機(jī)廢氣和粉塵顆粒物的治理，沈陽動車段首先從污染源頭進(jìn)行控制，減少VOCs和粉塵的排放量，具體措施包括：

(1)對于具有噴漆、補(bǔ)漆等工藝的檢修流水線，采用更低污染的油漆和溶劑，對環(huán)境污染較少的原材料。

(2)在各含污染源的檢修流水線增加吸聲減震隔墻，防止有機(jī)廢氣和粉塵顆粒無組織逸散，減少設(shè)備運行噪聲，減少二次污染。

(3)鋼簧自動噴漆流水線與裙底板玻璃鋼板自動噴漆流水線采用手動補(bǔ)漆與自動噴漆相互結(jié)合的方式，有效減少有機(jī)溶劑的使用量，提高生產(chǎn)效率。

(4)對各含污染源的檢修流水線采用無泵水幕凈化、靜電噴涂等技術(shù)，從根源上減少污染源的產(chǎn)生，降低末端治理的負(fù)荷。

3.2 環(huán)境污染末端治理

CRH3、CRH5型動車包含噴漆、烘干、拋丸等作業(yè)，產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)廢氣和粉塵顆粒物，根據(jù)不同的污染源的性質(zhì)和排放特點，選擇不同的治理措施進(jìn)行治理。

3.2.1 噴漆、打磨、烘干和冷卻工藝的治理措施

為消除不同的工藝產(chǎn)生的污染物，各設(shè)一個獨立空間。噴漆室泛指一個完全封閉或半封閉、具有良好通風(fēng)和照明設(shè)備的專門用于噴涂涂料的房間或圍護(hù)結(jié)構(gòu)體。室內(nèi)氣流組織能夠防止漆霧、溶劑蒸汽向外逸散，并使其集中安全引入排風(fēng)系統(tǒng)[3]。

打磨室與噴漆室相似，功能主要是凈化動車各種部件打磨過程產(chǎn)生的粉塵從而達(dá)到治理打磨時車間內(nèi)呼吸帶污染的目的。

烘干室一般由室體、加熱裝置、循環(huán)風(fēng)機(jī)和控制系統(tǒng)組成[4]，烘干室屬于非標(biāo)設(shè)備，利于動車部件噴漆或噴粉后的快速表干。

冷卻室一般設(shè)置在烘干工序之后，對工件進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，方便操作人員上下件。

上述末端措施不僅能及時迅速地排除噴涂過程中產(chǎn)生的漆霧和溶劑蒸氣，防止其污染工作環(huán)境和被涂面，確保安全生產(chǎn)，并能最大限度地捕集漆霧，不使其排到室外，使排風(fēng)機(jī)和排風(fēng)管不積漆;而且能按所用涂料的噴涂工藝和涂層裝飾性等級的要求，創(chuàng)造最佳的涂裝條件和工作環(huán)境，如能供給調(diào)溫、調(diào)濕和凈化無塵的空氣，良好的照明，使噴涂作業(yè)不受外界環(huán)境(溫度、濕度等氣候條件)的影響，一年四季噴涂作業(yè)區(qū)內(nèi)的溫度、濕度始終保持在工藝要求的范圍內(nèi)，以確保噴涂質(zhì)量恒定[5]。

3.2.2 不同工藝產(chǎn)生的VOCs與粉塵混合物的凈化措施

牽引電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子、端蓋檢修線、CRH3、CRH5型車裙板噴漆流水線、CRH3、CRH5型車轉(zhuǎn)向架鋼簧噴漆流水線全部設(shè)置了濕式或干式凈化裝置，均采用二級凈化，不僅能夠去除檢修工藝中苯、甲苯、二甲苯，還能凈化粉塵等顆粒物。

牽引電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子、端蓋檢修線、轉(zhuǎn)向架附件檢修線分別位于三級檢修庫和轉(zhuǎn)向架檢修間入口，來往的車輛人員較多，采用伸縮式設(shè)備解決了空間問題。

伸縮式設(shè)備是為了解決單獨工作區(qū)及占用場地的問題而綜合利用專門研究設(shè)計的。一般固定式設(shè)備遇到將重型工件移入移出的工序，對于需要用天車、臺車搬運的工件就無法實現(xiàn)運輸，而伸縮式設(shè)備可克服此弊端。首先通過電控柜控制移動前室收縮合攏，讓出工作場地。待工件用天車安放就位后可控制移動前室打開至“罩”住工件即可，而不用再移動工件，這樣可以完全不影響天車的工作，并且形成一個單獨的工作區(qū)。污染的治理結(jié)合三級修車間工位實際情況，在保證治理效果的前提下，設(shè)計采用高效節(jié)能的一體化設(shè)備，從而達(dá)到符合職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)雙重標(biāo)準(zhǔn)的目的。

4 特點分析

4.1 沈陽動車段在規(guī)劃、設(shè)計、施工、運營等階段考慮到了大量綠色技術(shù)，在環(huán)境保護(hù)、節(jié)能降耗、生態(tài)平衡、人文景觀、安全舒適等問題上達(dá)到人與自然相互和諧，人與社會的和諧，具有良好的可持續(xù)發(fā)展性。相信隨著沈陽動車段的不斷發(fā)展，污染源綜合治理措施必將發(fā)揮出巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

4.2 沈陽動車段各含污染物的崗位全部設(shè)置了職業(yè)衛(wèi)生防護(hù)設(shè)施。在節(jié)能方面，利用變頻控制系統(tǒng)與裙板、鋼簧、拋丸等生產(chǎn)工藝設(shè)備相結(jié)合，提高自動化程度，熱量與電力系統(tǒng)相互交換，更好地使用環(huán)保能源，實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。

4.3 部件檢修車間CRH3、CRH5型車零部件、裙板、鋼簧分別獨立設(shè)置打磨、噴漆房，房間內(nèi)呈微負(fù)壓，防止廢氣和粉塵逸出;并設(shè)置煙霧報警器，杜絕安全隱患。利用無泵水幕凈化技術(shù)與自動化噴漆工藝設(shè)備相結(jié)合，可節(jié)省30%左右的原材料油漆，同時采用二級凈化系統(tǒng)使漆霧和有機(jī)廢氣排放相應(yīng)減少。收集的固廢通過垃圾分類處置、零件包裝重復(fù)利用、危險廢棄物統(tǒng)一收集并由專業(yè)公司進(jìn)行處理，實現(xiàn)了廢棄物的環(huán)保處理。封閉式的設(shè)備把加工產(chǎn)生的噪聲降到80dB以下，使工作環(huán)境更舒適。

5 結(jié)語

通過對沈陽動車段檢修工藝的分析，確定了污染源點及職業(yè)危害因素，通過采取污染源綜合治理措施，滿足了職業(yè)衛(wèi)生環(huán)保雙重指標(biāo)和綠色鐵路的先進(jìn)理念。現(xiàn)在的生產(chǎn)車間里工人們汗流浹背、與廢氣、廢液、噪聲朝夕相伴的大生產(chǎn)年代的現(xiàn)象已不復(fù)存在；今天的生產(chǎn)車間就像辦公室，掃地車使車間地面光亮整潔、恒溫空調(diào)使作業(yè)區(qū)環(huán)境舒適，廢氣、廢水、噪聲等通過職業(yè)衛(wèi)生防護(hù)措施隔離和處理，生產(chǎn)車間就像進(jìn)入了后工業(yè)時代，在這樣的環(huán)境中工作自然是心情舒暢。

[1] 張巖.可持續(xù)發(fā)展的“綠色鐵路”系統(tǒng)研究[J].科學(xué)與管理，2009(6)：11-13.

[2] 中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會廢氣凈化委員會.我國有機(jī)廢氣治理行業(yè)2013年發(fā)展綜述[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2014(10)：112-115.

[3] 楊奎，成鳳華.噴漆室在涂裝生產(chǎn)線中的合理選用[J].現(xiàn)代涂料與涂裝，2006(10)：32-33.

[4] 孟洪軍，胡清寒，邢宏楠，等.噴烘一體室與噴漆室、烘干室分開設(shè)置的經(jīng)濟(jì)技術(shù)性比較[J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2013(7)：50-52.

[5] 任永柱，馮德進(jìn)，薛濤.噴漆室空調(diào)盤管的防護(hù)與改造[J].現(xiàn)代涂料與涂裝，2013，16(12)：63-65.

Application and Design of Green Production Workshop in Shenyang EMU Depot

DU Yalan1，LI Dongkai2，LU Xiaodong1,LU Huan1，LIU Jinxu1，YANG Yixiong2， DU Qiwen2，ZHAO Qingkun3,WANG Wei3

(1.EnergySaving&EnvironmentalProtection&OccupationalSafetyandHealthResearchInstitute，ChinaAcademyofRailwaySciences，Beijing100081,China;2.ShenyangEMUDepot,Shengyang110100,China; 3.TheThirdRailwaySurveyandDesignInstituteGroupCorporation,Tianjin300142,China)

Against with the increasingly serious environmental problems in the world，new concept of green production workshop was introduced into the production. Railway vehicle inspection，repair stations developed green products constantly following the concept of environmental protection. Shenyang EMU Depot was based on the design concept of green production，not only to provide quality products，but also to realize the sustainable development of economy and ecological environment，formulated a set of green environmental protection program covering raw materials purchase，parts testing，production and after-sales use stages. Shenyang EMU Depot controlled all the stages of prenatal，production and delivery to ensure that the pollution to environment was the lowest.

green production workshop； high speed train set depot； contaminant source

2095-1671(2015)05-0222-05

2015-10-08；

2015-10-12

杜雅蘭(1964—)，女，北京人，副研究員，主要從事安全工程、節(jié)能環(huán)保方面的工作。

R136

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