对于铸造企业来说,如何在环保的高压态势下,保持企业与环保的协调发展是企业必须面对的问题。
本文通过分析企业现状和环保要求,提出切实合理的改进措施,并付诸实践,使之在尽量控制成本的基础上达到环保的要求,实现经济环保双赢。
关键词:铸造,环保,协调发展
一、前言
2013年,“雾霾”成为年度关键词。这一年的1月,4次雾霾过程笼罩30个省(区、市),在北京,仅有5天不是雾霾天。有报告显示,中国最大的500个城市中,只有不到1%的城市达到世界卫生组织推荐的空气质量标准,与此同时,世界上污染最严重的10个城市有7个在中国。2014年1月4日,国家减灾办、民政部首次将危害健康的雾霾天气纳入2013年自然灾情进行通报。2014年2月,习近平在北京考察时指出:应对雾霾污染、改善空气质量的首要任务是控制PM2.5,要从压减燃煤、严格控车、调整产业、强化管理、联防联控、依法治理等方面采取重大举措,聚焦重点领域,严格指标考核,加强环境执法监管,认真进行责任追究。2017年,李克强总理亲自将“坚决打好蓝天保卫战”写入报告。
国家出台了《中华人民共和国大气污染防治法》修订版,《大气污染防治行动计划》等,河北省也相继出台了《河北省大气污染防治行动计划》,制定实施了新的锅炉排放标准和工业企业挥发性有机物排放标准等,推动煤改气,煤改电项目实施,旨在减弱或消除雾霾对人们日常生活的影响。
本文通过对铸造企业过去和现状的阐述和分析,简要说明了在新的环保形势下,铸造企业如何就地绿色升级,以便更好的发展。
1. 简介
铸造行业属于重污染行业,特别是熔炼时采用焦炭作为原料所产生的工艺废气和燃烧废气对大气环境的污染尤其严重。自2014年以来,政府要求铸造企业推行节能减排措施,鼓励有条件的铸造企业将冲天炉更换为电炉,以减轻环保减排的压力。
2.企业产污节点与升级改造
鉴于环保的要求,我公司决定于2015年对铸造车间的熔化、造型工序进行技术改造,采用中频感应电炉替代污染严重的冲天炉,在熔炼和球化区均设置了集气罩,与除尘器相连,对产生的废气进行收集处置。如图1和图2所示。
新建两套半自动化机械造型线代替手工造型,在浇注区,冷却区均设置了集气罩,与除尘器相连,对产生的废气进行收集处置。如图3和图4
对于浇注前的烤包工序,我公司意识到采用燃烧木材烘烤的方法,会产生大量烟尘,造成不可控的无组织排放。之后采取定点烤包,设置集气罩收集,经除尘器处理的办法消除了无组织排放。随着天然气管道进入厂区,我公司拟计划安装两台天然气烤包器替代燃烧木材烘烤的措施,达到无烟排放。如图5和图6。
粘土砂和树脂砂的砂处理系统均采用密闭设计,并在容易产生扬尘的地方设置吸尘点,能够有效的控制二次扬尘,并降低粉尘的浓度,使安全的风险可控。如图7和图8。
树脂砂铸件由于尺寸大,无法在造型线上生产,我公司保留了其手工造型的部分。但是通过固定造型工位,设置移动集气罩,延长冷却时间等方法收集浇注后产生的废气,经除尘器处理,消除了无组织排放的同时使车间内工人的作业环境得到了极大的改善。如图9和图10。
铸件落砂也是极易产生二次扬尘的工序。为此我公司对落砂机进行了改进,设计成三面封闭状态,设置集气罩收集落砂产生的粉尘,经过除尘器过滤处理后达标排放。如图11和图12。
铸件抛丸工序是在密闭的悬挂式抛丸机中进行抛丸,产生的粉尘通过集气罩装置进入除尘设备过滤后达标排放。如图13和图14。
抛丸后的铸件进入到打磨工序,为了根治打磨时粉尘无组织排放的问题,同时也是为了改善作业场所的环境,我公司设置有18个固定打磨工位,采用三面封闭的设计,其中15个专门为18寸以下铸件设置,3个为20寸以上铸件设置,粉尘通过集气罩装置进入除尘设备过滤后达标排放。如图15和图16。
浸漆工序于2009年通过环评验收,我公司投资兴建了一条全封闭的喷漆沾漆生产线,利用天然气加热烘干的方式极大的缩短铸件涂层干燥的时间,从而解决挥发性有机物无组织排放的问题,同时产生的挥发性有机物通过吸附材料以及活性炭吸附装置收集达标排放。
我公司自建填埋场,负责贮存不能再生的废砂和粉尘等固体废弃物,极易产生二次扬尘,我们通过采取每天洒水,苫盖等措施加强对二次扬尘的控制。
公司占地约270亩,偌大的厂区除了车间、办公楼等建筑设施外还有很大空间的裸露地面,也采取了硬化地面和绿化的方式防止地面尘土飞扬。同时,公司建立有重污染天气应急响应预案,与政府发布的重污染天气应急预案保持一致。公司配备有两台吸尘车以及一台洒水车,通过持续作业能够满足整个厂区洒水抑尘的要求。发生重污染天气灾害的时候,通过减停产、增加洒水频次、苫盖扬尘区域等措施达到应急响应要求。
表1 各排污节点除尘器及其检测结果
工序名称 | 除尘器型号 | 过滤面积 | 引风机风量 | 去除效率 | 检测结果 | |
烤包工序 | MC-Ⅱ | 256m2 | 25000m3/h | 99% | 颗粒物(mg/m3) | 4.11 |
自动造型 | PPC128-2*8 | 2048m2 | 180000m3/h | 99% | 颗粒物(mg/m3) | 5.19 |
熔炼球化 | PPC128-6 | 768m2 | 61000m3/h | 99% | 颗粒物(mg/m3) | 9.94 |
粘土砂系统 | PPC96-6 | 576m2 | 65000m3/h | 99% | 颗粒物(mg/m3) | 12.4 |
树脂砂系统 | XMC84-6 | 504m2 | 70000m3/h | 99% | 颗粒物(mg/m3) | 11.3 |
树脂砂手工区 | PPC96-8 | 768m2 | 85000m3/h | 99% | 颗粒物(mg/m3) | 9.21 |
落砂工序 | PPC96-8 | 768m2 | 85000m3/h | 99% | 颗粒物(mg/m3) | 9.21 |
抛丸工序 | MC-250 | 256m2 | 18000m3/h | 99% | 颗粒物(mg/m3) | 5.39 |
打磨工序 | PPC96-2*8 | 1024m2 | 120000m3/h | 99% | 颗粒物(mg/m3) | 6.87 |
浸漆工序 | 45000m3/h | 84% | 非甲烷总烃(mg/m3) | 1.48 |
3. 设计思路
以最复杂的造型线除尘器管路的设计为例,按照《袋式除尘工程通用技术规范》,参考美国设计规范《Industrial Ventilation》,设计并安装了造型线浇筑段和冷却段的管道,集气罩等,并与除尘器相连。
3.1 设计前准备
经过充分讨论后,把造型区分为浇注区和冷却区,这样既能捕集在浇注时产生的废气,又能捕集铸件冷却后产生的废气。
3.2 浇注区管道设计
浇注区设计5个集气罩,管道及风量参数设计见表2.
通风计算(集气罩和分支管路)
集气罩编号 | 流量Q(m3/h) | 管道尺寸(mm) | 管道截面积A(m2) | 气速V(m/min) |
1 # | 23,107 | 680 | 0.363 | 1,067 |
2 # | 23,107 | 680 | 0.363 | 1,067 |
3 # | 23,107 | 680 | 0.363 | 1,067 |
4 # | 23,107 | 680 | 0.363 | 1,067 |
5 # | 23,107 | 680 | 0.363 | 1,067 |
3.3 冷却区管道设计
冷却区管道设计若干个密闭的顶吸集气罩,第一冷却段设计参数见表3.
表3 第一冷却段设计参数
通风计算(直管道)
集气罩编号 | 流量Q(m3/h) | 管道尺寸(mm) | 管道截面积A(m2) | 气速V(m/min) |
1 & BD1 | 2,718 | 230 | 0.042 | 1,067 |
2 & BD2 | 2,039 | 200 | 0.031 | 1,067 |
3 & BD3 | 2,039 | 200 | 0.031 | 1,067 |
4 & BD4 | 2,039 | 200 | 0.031 | 1,067 |
5 & BD5 | 2,039 | 200 | 0.031 | 1,067 |
6 & BD6 | 2,039 | 200 | 0.031 | 1,067 |
7 & BD7 | 2,039 | 200 | 0.031 | 1,067 |
8 & BD8 | 2,039 | 200 | 0.031 | 1,067 |
变径管道
管道编号 | 管道尺寸(mm) | 管道尺寸(mm) | 小Ø流量(m3/h) | 大Ø流量(m3/h) |
TT1 | 500 | 580 | 12,234 | 16,990 |
TT2 | 200 | 310 | 2,039 | 4,757 |
TT3 | 450 | 500 | 10,195 | 12,234 |
TT4 | 400 | 450 | 8,156 | 10,195 |
TT5 | 350 | 400 | 6,117 | 8,156 |
第二冷却段设计参数见表4。
表4第二冷却段设计参数
通风计算(直管道)
集气罩编号 | 流量Q(m3/h) | 管道尺寸(mm) | 管道截面积A(m2) | 气速V(m/min) |
1 & BD1 | 2,039 | 200 | 0.031 | 1,067 |
2 & BD2 | 2,039 | 200 | 0.031 | 1,067 |
3 & BD3 | 2,039 | 200 | 0.031 | 1,067 |
4 & BD4 | 2,039 | 200 | 0.031 | 1,067 |
5 & BD5 | 2,039 | 200 | 0.031 | 1,067 |
6 & BD6 | 2,039 | 200 | 0.031 | 1,067 |
7 & BD7 | 2,039 | 200 | 0.031 | 1,067 |
8 & BD8 | 2,039 | 200 | 0.031 | 1,067 |
9 & BD9 | 4,927 | 315 | 0.078 | 1,067 |
10&BD10 | 2,464 | 220 | 0.038 | 1,067 |
11&BD11 | 2,464 | 220 | 0.038 | 1,067 |
变径管道 | ||||
管道编号 | 管道尺寸(mm) | 管道尺寸(mm) | 小Ø流量(m3/h) | 大Ø流量(m3/h) |
TT1 | 200 | 285 | 2,039 | 4,078 |
TT2 | 285 | 350 | 4,078 | 6,117 |
TT3 | 350 | 400 | 6,117 | 8,156 |
TT4 | 400 | 450 | 8,156 | 10,195 |
TT5 | 450 | 500 | 10,195 | 12,234 |
TT6 | 500 | 530 | 12,234 | 14,273 |
TT7 | 530 | 570 | 14,273 | 16,312 |
TT8 | 570 | 650 | 16,312 | 21,237 |
TT9 | 220 | 315 | 2,464 | 4,928 |
综合所有流量数据来看,应选用风量至少153760m3/h的风机。
4. 总结与展望
本文通过对公司产污节点和改进措施的现状描述,结合国家法律法规,反映了在新的环保形势下的铸造企业如何生存和发展。以公司自身为例,对采取的治理措施进行了详细的说明。整个铸造行业排放的大气污染物只是雾霾产生的众多因素之一,雾霾的治理也不是一蹴而就的,是一项复杂的系统工程,是需要多部门共同协作配合才能实现的。作为企业,通过自己积极主动作为,贡献自己的一份力量,才能早日消除雾霾,使人民重新生活在蓝天绿水中。