管樁生產(chǎn)工藝流程設(shè)計與設(shè)備改造
2018-09-14 16:57:50
綠色生產(chǎn)是指以節(jié)能、降耗
、減污為目標，以管理和技術(shù)為手段，實施工業(yè)生產(chǎn)全過程污染控制，使污染物的產(chǎn)生量最少化的一種綜合措施。管樁生產(chǎn)企業(yè)在選擇廠址一般從運輸條件
、原材料供應(yīng)條件以及產(chǎn)品使用輻射區(qū)域等因素進行考慮，首先應(yīng)盡量遠離居民生活區(qū)的工業(yè)規(guī)劃區(qū)
，水運陸路交通方便最好靠近河流碼頭
，便于砂
、石、水泥等大宗原材料和管樁成品運輸，減少二次搬運和存儲。在滿足工藝要求和安全環(huán)保的前提下，盡量少占地。根據(jù)廠外道路的走向、車間的工藝流程、砂石等原材料的堆放、各規(guī)格產(chǎn)品搭配及庫存量、動力系統(tǒng)（包括電力系統(tǒng)、鍋爐房或蒸汽動力系統(tǒng)以及空壓機房動力系統(tǒng)）、輔助設(shè)施來合理布置廠區(qū)總平面圖。比如動力系統(tǒng)盡量靠近用能設(shè)備，不但可以縮短管線投入，而且可以減少能量損耗。
一、工藝流程設(shè)計及工藝改進創(chuàng)新
良好的工藝流程設(shè)計不僅僅在項目建設(shè)階段可做到減少投資
，到達生產(chǎn)期更能發(fā)揮積極作用，提高勞動效率，保障安全生產(chǎn)。1. 管樁離心余漿回收生產(chǎn)工藝
由于PHC管樁強度要求較高（≥C80），膠凝材料用料較多
，每立方混凝土膠凝材料用量在500kg左右（各生產(chǎn)廠家視水泥標號、原材料品質(zhì)和強度富余系數(shù)不同會有所不同），經(jīng)過離心成型后，每立方混凝土會產(chǎn)生多達100?120kg余漿
，這些余漿中含有約20%?30%左右的膠凝材料
。這些離心成型后產(chǎn)生的余漿在管樁生產(chǎn)之初都作為固體廢物拉走處理
，到20世紀初管樁企業(yè)開始將這些管樁離心后產(chǎn)生的余漿回收使用
，變廢為寶
，可以減少膠凝材料用量約30kg/m3混凝土
。以一條年產(chǎn)120萬m管樁生產(chǎn)線為例
，每年可節(jié)約直接原材料成本近200萬元
，經(jīng)濟效益相當可觀，同時又達到生產(chǎn)過程廢物減量化
、綠色環(huán)保的目的。
2. 免壓蒸管樁工藝
近幾年由于環(huán)保要求
，很多地方禁止使用燃煤鍋爐，這也促進了免壓蒸管樁新工藝的發(fā)展
，減少對蒸汽的依賴
，降低了管樁生產(chǎn)能耗
，同時管樁的品質(zhì)也有一定程度的提升
。經(jīng)筆者公司做的一些實際生產(chǎn)統(tǒng)計研究，在保證管樁各方面指標不變的情況下，采用聚羧酸高效減水劑的免壓蒸工藝生產(chǎn)PHC管樁可以節(jié)約約一半的蒸汽用量，節(jié)能效果顯著?div id="d48novz" class="flower left">
，F(xiàn)在這一新工藝朝著雙免（即免初級養(yǎng)護和壓蒸養(yǎng)護）工藝方向發(fā)展，這將更進一步降低管樁生產(chǎn)能耗。此外，還可以通過使用新材料如納米微珠、超細的礦渣粉
、高活性的微硅粉等礦物外摻劑取代部分水泥生產(chǎn)管樁，達到免壓蒸或雙免工藝生產(chǎn)的高品質(zhì)管樁產(chǎn)品
。
3. 養(yǎng)護冷凝水回收循環(huán)利用
管樁養(yǎng)護過程產(chǎn)生大量的冷凝水
，其排放不僅浪費了資源
，對環(huán)境也造成一定的污染
。
現(xiàn)在有些管樁生產(chǎn)企業(yè)把管樁養(yǎng)護過程產(chǎn)生的冷凝水作為混凝土攪拌用水
，收到不錯的效果
，廢水經(jīng)處理后循環(huán)利用
，節(jié)水又環(huán)保
，值得深入研究。另外
，將這些冷凝水收集后作為鍋爐用水也是一個值得研究探討的課題。
4. 混凝土泵送布料工藝
管樁混凝土泵送工藝是采用混凝土泵送機
，通過插入鋼模內(nèi)的導管，將稱量好的混凝土料均勻分布到鋼模內(nèi)的布料方式
。這種方式是在鋼筋籠裝好后
，澆入混凝土之前將上下模合好打緊
，這樣可以免去人工鏟料過程
，合縫不會有夾料現(xiàn)象，上下模易于合緊
，管樁離心成型時合縫漏漿現(xiàn)象大大減少。該工藝創(chuàng)新可以在減少用工
、降低勞動強度的同時提高產(chǎn)品質(zhì)量
，減少混凝土料浪費，有利于保持生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境衛(wèi)生的干凈整潔
。
二、原材料管理
管樁有八大主要原材料：砂
、石
、水泥
、摻合料
、鋼筋、外加劑
、端頭板和螺旋筋。大部分屬于不可再生資源且消耗量巨大
，比如砂、石
、水泥和摻合料
。首先對這些大宗原材料做好ABC分類管理
，按最優(yōu)采購量采購原材料
。廠區(qū)內(nèi)原材料分類堆場，做好儲存及使用管理
，同時在生產(chǎn)環(huán)節(jié)避免材料浪費，做到物盡其用
。另外，優(yōu)選材料
，做好材料優(yōu)化比配
，采用新的替代品也是有利于環(huán)保節(jié)能
。比如采用高嶺土尾礦等機制砂代替河沙
，采用鵝卵石替代碎石，采用管樁生產(chǎn)過程中的廢次品混凝土破碎后作為再生骨料使用等措施
，可以減少對不可再生資源的掠奪式開采使用，減輕對資源的破壞，從而做到保護環(huán)境。
三、管樁設(shè)備的改進
設(shè)備更新時優(yōu)先采用國家
、行業(yè)推薦的節(jié)能 、高效、環(huán)保的生產(chǎn)設(shè)備及工具
，淘汰落后
、低效
、不環(huán)保的設(shè)備及工具。
1. 變頻器的使用
管樁離心成型是管樁生產(chǎn)中質(zhì)量保證的關(guān)鍵一環(huán)
，同時也是能耗較大的一個工藝過程。管樁成型離心工藝的離心過程分為三個階段
，低速、中速和高速
，時間一般分別為3min
、3min和6min。早期的管樁成型離心機采用電磁滑差調(diào)速
，每階段電機的輸出區(qū)別不大
，電能很大一部分消耗在做無用功上，離心機的工作效率很低
。在20世紀初管樁企業(yè)開始大量使用交流變頻器
，特別是在管樁成型設(shè)備離心機上。通過變頻器控制離心轉(zhuǎn)速
，不但操作方便、穩(wěn)定可靠
，而且可以大量節(jié)約電能
。筆者曾做過這方面測定
，相對于老式的電磁滑差調(diào)速離心機
，變頻調(diào)速離心成型過程最多節(jié)能可達50%左右，經(jīng)濟效益相當可觀，節(jié)電率非常明顯。
2. 鍋爐的改造和更新
早期管樁生產(chǎn)企業(yè)大多采用小噸位鍋爐，比如在廣東東莞大多數(shù)是20t以下鍋爐
，使用了10年后不但效率低下，而且環(huán)保方面也達不到要求。早幾年生產(chǎn)企業(yè)開始進行鍋爐改造，采用生物質(zhì)燃料，或者用汽化爐。隨著環(huán)保要求的不斷提高，這些經(jīng)改造后的鍋爐還是達不到排放標準，因而陸續(xù)的淘汰了這些舊鍋爐，采用燃氣（天然氣）鍋爐，完成更新?lián)Q代。3. 行車自動抓鉤抱模夾具的改造
早期管樁生產(chǎn)行車采用鏈條或鋼絲繩吊運管樁模具
，一條生產(chǎn)線基本需要6?7個（離心成型過程2個、出養(yǎng)護池1個、拆模1?2個，合模2個）掛鉤工人，手部被鏈條或鋼絲繩夾傷現(xiàn)象時有發(fā)生 。近年來行車采用自動抓鉤和抱模裝置技術(shù)，不僅減少了勞動用工
，減輕了工人勞動強度，同時提高了勞動生產(chǎn)率
，提升了設(shè)備安全性能
，有利于保障生產(chǎn)安全，創(chuàng)造環(huán)境和諧
，促進企業(yè)綠色管理。
4. 離心成型噪音的控制
管樁離心成型時由于離心機跑輪和鋼模跑輪的相對摩擦運動及鋼模的跳動或竄動沖擊離心機跑輪，產(chǎn)生的噪音高達90dB左右
，對車間生產(chǎn)人員造成噪聲傷害。為了消減此噪音，可以采取給每臺離心設(shè)備安裝隔音室，這樣管樁離心過程在隔音室中進行，利用隔音室的吸音、隔音作用，降低噪音排放。另外還可以采取將離心機跑輪采取包膠形式，可以明顯減小離心成型時產(chǎn)生的噪音。同時對離心機和鋼模要進行經(jīng)常性保養(yǎng)維護以及維修，保證離心的平穩(wěn)性，不僅可以改善管樁質(zhì)量，而且可以明顯減小噪音強度。另外車間生產(chǎn)人員做好防護措施外，也要做好自我防護工作。除離心機噪音外，還有壓蒸釜排汽及空壓機噪音，可以通過加裝消音器等方法消減或消除噪音。