李 勝

（晉能控股裝備制造集團(tuán)智能制造事業(yè)部， 山西 晉城 048000）

引言

面對日趨強(qiáng)化的資源環(huán)境約束，煤礦企業(yè)必須增強(qiáng)危機(jī)意識，樹立綠色、低碳發(fā)展理念，以節(jié)能減排為重點(diǎn)，增強(qiáng)可持續(xù)發(fā)展能力。同時(shí)要堅(jiān)持以人為本，把科技創(chuàng)新與提高人民生活質(zhì)量、解決人民群眾最關(guān)心的健康問題緊密結(jié)合起來，改善車間的生產(chǎn)環(huán)境，保證職工身體健康安全。

隨著環(huán)保形勢日趨嚴(yán)峻，生產(chǎn)車間的每一個(gè)工序環(huán)保問題整改都被提上日程，對環(huán)保設(shè)備設(shè)施的研究和使用勢在必行。重點(diǎn)是鑄造車間的打磨工序、氣割工序、清鏟工序、澆注工序、煉鋼工序和制裝車間的焊接工序。為了便于除塵設(shè)備的安裝和使用，我們將車間的各工序分區(qū)域進(jìn)行研究，針對每一個(gè)工序煙塵的特征，制定了相對應(yīng)的除塵方案和措施。

1 除塵工藝特點(diǎn)

1.1 煉鋼澆注除塵特點(diǎn)

本工序包括鑄造車間內(nèi)共有澆注線1 條（澆注區(qū)域尺寸約為42 m×9 m），以及2 t 中頻爐1 臺(tái)，爐體2 個(gè)，一用一備。本工序煙塵產(chǎn)生的特征是：出鋼澆注過程中煙塵產(chǎn)生量較大，煙氣擴(kuò)散速度較快，收集難度較大[1]。

車間在煉鋼澆注過程中會(huì)產(chǎn)生大量的煙塵，被操作工人長期吸入會(huì)嚴(yán)重?fù)p害身體健康。

1.2 打磨氣割清鏟氣割除塵特點(diǎn)

打磨區(qū)工位共計(jì)面積為16 m×5 m，設(shè)4 個(gè)打磨工位。打磨工件為鑄鋼件，打磨物多為砂粒；打磨時(shí)產(chǎn)生大量的重金屬顆粒、氧化物和有害粉塵，極易被人體吸收，既污染車間環(huán)境又危害工人的身心健康。

氣割區(qū)域面積為6 m×6 m 的空間，污染物為氣割槍產(chǎn)生的煙塵，氣割時(shí)產(chǎn)生大量的煙塵，煙塵含有大量的粉塵顆粒物，煙氣擴(kuò)散速度較快。

清砂區(qū)域共計(jì)面積為10 m×8 m，設(shè)一個(gè)工位，主要污染物為浮塵，清鏟時(shí)由于鑄件上還附帶部分沒有振落的硅砂，清鏟時(shí)容易產(chǎn)生大顆粒砂塊和砂粒粉塵較多。

1.3 焊接除塵特點(diǎn)

焊接治理區(qū)域?yàn)楣? 跨，跨距18 m，長度約80 m，治理面積約1 440 m2；焊接煙塵特點(diǎn)：煙塵較空氣重，煙塵上升速度較慢，需要增加送風(fēng)系統(tǒng)。要求對治理區(qū)域整體進(jìn)行除塵處理，冬季對室外引入新風(fēng)進(jìn)行加熱[2]。

鉚焊車間的工作環(huán)境較為惡劣，在焊接的過程中，產(chǎn)生大量的金屬粉塵和有毒物質(zhì)，如氧化錳、氧化鋅、乙醛、硫化物及碳?xì)浠衔锏?，這些物質(zhì)大多以化合態(tài)的形式漂浮在空氣中，且大多為亞微米粒子，易被人體吸收，對工人身體健康危害較大，可導(dǎo)致慢性中毒、吸肺病和神經(jīng)衰弱等職業(yè)病。

2 除塵工藝方案設(shè)計(jì)

2.1 煉鋼澆注除塵設(shè)計(jì)

2.1.1 收集裝置的設(shè)計(jì)原則

煉鋼澆注煙塵收集受車間天車高度和廠房承重影響，設(shè)計(jì)需要遵循以下原則：

1）對產(chǎn)塵源直接進(jìn)行捕捉，有效地阻止了煙塵擴(kuò)散和避免操作工人直接吸入煙塵，使工人從惡劣的環(huán)境中解放出來，減輕身體負(fù)荷，營造一個(gè)舒適的工作環(huán)境；

2）捕捉方式科學(xué)合理地設(shè)置，不影響工人操作工藝及車間生產(chǎn)效率；

3）在保證捕捉效果的前提下，減少系統(tǒng)總風(fēng)量，從而合理地降低項(xiàng)目資金；

4）管道系統(tǒng)布局設(shè)計(jì)科學(xué)、走向合理，不影響行車的吊裝；

5）除塵器選型合理，滿足煙塵凈化要求，使用壽命長，維護(hù)簡單；

6）考慮車間屬于老廠房，保證廠房承重，不影響廠房屋面防雨等因素。

2.1.2 煉鋼澆注除塵工藝方案

本項(xiàng)工序治理的煙塵點(diǎn)主要是集中在澆注區(qū)及中頻爐設(shè)備區(qū)， 依據(jù)車間現(xiàn)場情況，制定出以下工藝方案：

1）本工序設(shè)計(jì)采用陽光板封閉車間屋頂（主要產(chǎn)塵區(qū)上方）形成一個(gè)大頂吸罩的方式對鑄造煙塵進(jìn)行收集，收集的煙塵通過主管道匯入室外主機(jī)處理，凈化后的潔凈空氣通過沖天管排出，過濾掉的粉塵通過設(shè)備自動(dòng)清灰由卸灰口進(jìn)入灰桶。

2）考慮到管道存在支路，在各支管處設(shè)置一個(gè)手動(dòng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)吸風(fēng)口的風(fēng)量平衡，以保證捕捉效果。

3）為適應(yīng)用戶的不同工況需求，設(shè)備采用變頻控制，降低設(shè)備的運(yùn)行能耗，節(jié)約能源。

具體系統(tǒng)方案布局圖見圖1、圖2、圖3 所示：

圖1 鑄造煉鋼澆注治理系統(tǒng)整體方案三維圖

圖2 主要產(chǎn)塵區(qū)大頂吸罩方案三維圖

圖3 煙塵主管道整體布局圖

2.2 打磨氣割清鏟氣割除塵

2.2.1 收集裝置的設(shè)計(jì)原則

打磨工序，打磨過程中，粉塵量非常大，采用頂吸加工作臺(tái)對粉塵進(jìn)行治理, 采取頂面抽風(fēng)的方式將打磨過程中產(chǎn)生的粉塵捕捉，通過管道送入濾筒式除塵器過濾達(dá)標(biāo)排放（管道設(shè)置阻火器）。為更好收集效果，增加工作間，同時(shí)在工作間頂部增加自動(dòng)門，工作間正面加裝折疊對大門，下部設(shè)計(jì)為軟連接，在保證打磨安全的同時(shí)其不影響行車吊裝工件進(jìn)出。

氣割工序，氣割區(qū)采用懸臂移動(dòng)式吸塵罩進(jìn)行收集，不得影響起吊，設(shè)置手動(dòng)閥門。

清鏟工序，采用采用側(cè)吸除塵裝置加送風(fēng)裝置，考慮清鏟區(qū)面積較大，四周設(shè)置總風(fēng)裝置及風(fēng)帶，保證灰塵不外溢，設(shè)置手動(dòng)閥門，便于鑄件的擺放，不影響天車起吊安全。

2.2.2 打磨氣割清鏟氣割除塵工藝方案

圖4 為三機(jī)公司鑄造西跨除塵布置平面圖，標(biāo)記了各打磨氣割清鏟氣割除塵工序車間整體布局。

圖4 三機(jī)公司鑄造西跨除塵布置平面圖（單位：mm）

2.3 焊接除塵

2.3.1 收集裝置的設(shè)計(jì)原則

考慮焊接工藝要求及車廠房為鋼結(jié)構(gòu)廠房，設(shè)計(jì)原則如下：

1）工作區(qū)域粉塵質(zhì)量濃度≤4 mg/m3；

2）焊接區(qū)域風(fēng)速≤0.5 m/s，不影響焊接質(zhì)量；

3）排放濃度、排放速率達(dá)到環(huán)保的規(guī)定；

4）設(shè)備噪音≤85 dB（A）；

5）冬季采用暖氣熱水對新風(fēng)加熱；

6）送風(fēng)主管和回風(fēng)主管固定在廠房頂部，保持廠房的承重和行車起吊工件不受影響。

2.3.2 焊接除塵工藝方案

在焊接車間，如圖5 中箭頭所指示風(fēng)路視圖所示，由于在高度上具有穩(wěn)定的溫度梯度，如果以較低的風(fēng)速，將溫差較低的新鮮空氣直接送入室內(nèi)工作區(qū)，低溫的新風(fēng)在重力作用下先是下沉，隨后慢慢擴(kuò)散，在地面上形成一層薄薄的新鮮空氣層。而室內(nèi)熱源產(chǎn)生的熱氣流由于浮力作用而上升，并不斷吸卷周圍空氣。這樣在后續(xù)新風(fēng)的推動(dòng)作用下和頂部抽風(fēng)口的抽吸作用下，地面上方的新鮮空氣緩緩上升，形成向上的均勻氣流類，于是工作區(qū)的含煙含塵空氣為后續(xù)的新風(fēng)所取代。當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定后，在室內(nèi)由于濃度差而形成兩個(gè)區(qū)域。上部為混合區(qū)，下部為向上流動(dòng)的潔凈區(qū)，達(dá)到除塵目的。

圖5 焊接車間除塵系統(tǒng)示意圖

3 實(shí)際運(yùn)行效果對比

3.1 煉鋼澆注除塵啟用前后效果對比

車間煉鋼澆注除塵設(shè)備未啟用之前，車間煙霧、粉塵濃度比較大，能見度差，見圖6。設(shè)備啟用后，車間環(huán)境明顯得到改善，空氣清新，工人工作場景見圖7。

圖6 煉鋼澆注除塵設(shè)備未啟用效果圖

圖7 煉鋼澆注除塵設(shè)備啟用效果圖

3.2 打磨氣割清鏟氣割除塵啟用前后效果對比

打磨氣割清鏟氣割工序原來粉塵較大，工人需要嚴(yán)格防護(hù)，環(huán)境較差，見圖8。設(shè)備啟用后，環(huán)境得到明顯改善，見圖9。

圖8 打磨氣割清鏟未安裝除塵設(shè)備圖

圖9 打磨氣割清鏟安裝除塵設(shè)備效果圖

3.3 焊接除塵設(shè)備啟用前后效果對比

焊接工序煙霧、有害氣體較多，設(shè)備啟用之前，環(huán)境惡劣，見圖10。除塵設(shè)備啟用后，環(huán)境空氣得到明顯改善，見圖11。

圖10 焊接除塵設(shè)備未啟用圖

圖11 焊接除塵設(shè)備啟用效果圖

4 應(yīng)用效果分析

通過安裝和應(yīng)用除塵設(shè)備系統(tǒng)，各車間環(huán)境指標(biāo)已經(jīng)到達(dá)了生態(tài)環(huán)保車間要求，職業(yè)健康現(xiàn)場檢測各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)優(yōu)，能有效地解決職工的身體健康問題。

同時(shí)，滿足環(huán)保部門頻繁的督察、檢查，使車間各生產(chǎn)工序到達(dá)達(dá)標(biāo)排放。不會(huì)再因?yàn)榄h(huán)保檢查排放不達(dá)標(biāo)導(dǎo)致停產(chǎn)。

5 結(jié)論

1）為了達(dá)到除塵效果，風(fēng)機(jī)風(fēng)量是一個(gè)關(guān)鍵數(shù)據(jù)，必須經(jīng)過系統(tǒng)核算確定；

2）所有除塵設(shè)備設(shè)施的安裝和使用，必須保證生產(chǎn)安全，例如打磨除塵設(shè)備安裝必須考慮行車的起吊安全；

3）除塵收集裝置設(shè)計(jì)成半封閉或全封閉，對煙塵的收集效果會(huì)達(dá)到最佳。