1、安全高效、節(jié)能環(huán)保新技術(shù)新工藝在管樁廠生產(chǎn)、建設(shè)中的應(yīng)用作 者：李全民2011.06.20【摘要】：本文簡述了管樁廠在建設(shè)或生產(chǎn)中存在的安全隱 患、低效缺陷和能耗浪費(fèi)，重點(diǎn)分析了應(yīng)用更為 安全、高效、節(jié)能環(huán)保的新工藝新技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)和 體會，以及 介紹了正在研 制的節(jié)能技改項(xiàng)目所取 得的階段性成果和發(fā)展方向。 【作者單位】：鹽城市同力新型建材有限公司【關(guān)鍵詞】：PHC管樁、安全高效、生產(chǎn)線設(shè)計(jì)、節(jié)能環(huán)保、 節(jié)電、節(jié)煤、余熱利用、免蒸壓、余漿利用 廢水循環(huán) 我國從九十年代初開始大量應(yīng)用PHC高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁至今已近二十年，年產(chǎn)量和使用量都已達(dá)3億多米，生產(chǎn)廠家也發(fā)展到500多家，產(chǎn)值近400億元

2、，而且管樁產(chǎn)量年增長率也在以10%-15%的速度在增長。但是各個(gè)管樁企業(yè)的發(fā)展很不平衡，無論是企業(yè)的規(guī)模、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品質(zhì)量，還是企業(yè)的內(nèi)部管理、經(jīng)濟(jì)效益都有極大的差距。有的管樁企業(yè)發(fā)展迅速成為行業(yè)巨艦，如建華、三和、浙東、中技，還有海通、寶豐、金鑫等，有的管樁企業(yè)經(jīng)營管理不善，失去市場競爭力，或被兼并，或破產(chǎn)倒閉，還有的管樁企業(yè)難以為計(jì)，管理混亂，發(fā)展緩慢，茍以度日。筆者從事多年的管樁廠設(shè)計(jì)、籌建、生產(chǎn)技術(shù)管理和企業(yè)全面管理工作，從而在安全高效、節(jié)能環(huán)保的新技術(shù)、新工藝方面總結(jié)出了如下經(jīng)驗(yàn)和體會，供大家相互交流和學(xué)習(xí)。一、安全高效新工藝新技術(shù) 眾所周知，由于管模、管樁的粗大笨重，各工裝（張拉

3、具，尤其大直徑管樁）也是比較笨重，決定了管樁生產(chǎn)工藝還不可能像家電、汽車、鋼材、水泥等的流水線自動(dòng)化生產(chǎn)。目前我國還沒開發(fā)出像日本、韓國一樣自動(dòng)化程度高、機(jī)械性能可靠的管樁機(jī)械設(shè)備，如果完全依賴設(shè)備進(jìn)口，投入與產(chǎn)出極不成正比，投資高，維護(hù)成本高，對操作工的技術(shù)要求也高，目前還不適應(yīng)我國的國情，我們只能逐步消化、吸收、改進(jìn)。那么管樁生產(chǎn)工藝的安全性設(shè)計(jì)尤為重要，管樁作為勞動(dòng)密集型的制造企業(yè)，每年全國管樁廠發(fā)生的重大傷亡事故層出不窮，連建華管樁、三和管樁堪稱世界老大、老二的企業(yè)也不可避免，工傷事故、設(shè)備事故風(fēng)險(xiǎn)性也比較大，當(dāng)然安全管理占了很大的因素，但也有一大部分生產(chǎn)線布局不合理導(dǎo)致。主要反映在立

4、體交叉作業(yè)、移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械設(shè)備與固定操作崗位點(diǎn)過近、車間的安全操作工藝及安全設(shè)施設(shè)計(jì)不完善等等因素引起。具體反映在： 1、重物空中過，人在地上留由于管樁規(guī)格眾多、直徑不等、長度不同的管樁在同一個(gè)車間制作，尤其是規(guī)模較小的生產(chǎn)線僅有一條的管樁企業(yè)根本就無法甄別分規(guī)格生產(chǎn)。如果生產(chǎn)線設(shè)計(jì)不合理，極易出現(xiàn)這樣那樣的安全事故。目前國內(nèi)代表性的生產(chǎn)線工藝布局為二種類型，一種稱作直線型，布料、合模、離心、蒸養(yǎng)、脫模、裝配均在同一跨主車間內(nèi)，另一種就是循環(huán)型（二跨循環(huán)），布料、合模、脫模、裝配與離心、蒸養(yǎng)分別各占一跨車間，合模后和出池后管樁模具均要用擺渡車移動(dòng)過去。這兩種生產(chǎn)線布局（起吊模具或管樁）不可避免

5、地要跨越地面員工頭頂，如果廠房的跨度不夠?qū)挘绻孛鎲T工沒有及時(shí)避讓或避讓不徹底，如果起升或降落時(shí)大車運(yùn)行失控或操作失誤，如果行車工之間配合不好，一臺行車失控或失誤沖撞了另一臺正在作業(yè)的行車等等，從而引發(fā)的安全事故數(shù)不勝數(shù)，上海一管樁廠由于行車間沖撞導(dǎo)致行車工頭部撞到駕駛室窗框死亡，安徽一管樁廠合模時(shí)行車邊運(yùn)行邊降落模蓋時(shí)，行車失控橫掃前臺地面，致5人重傷，河南某管樁廠行車工降落一根長鋼模到脫模場地時(shí)沒注意到下方員工正在拆卸一根短鋼模頭尾板，結(jié)果鋼模壓頂當(dāng)場死亡，還有廣東某管樁廠模蓋未脫鉤完畢就開動(dòng)大車將模蓋帶翻砸落地面員工，致二死一傷，還有車間跨度設(shè)計(jì)不夠?qū)挘谧?5米長樁時(shí)，撞壞蒸汽管道、

6、廠房立柱、撞掉上行車樓梯平臺等等，帶來了極大的安全隱患，這里不再一一講述了。3、設(shè)備的安全設(shè)施設(shè)計(jì)不完善如離心區(qū)擋墻有的用鋼板制作，強(qiáng)度不夠，應(yīng)用鋼筋混凝土比較合理；離心區(qū)基礎(chǔ)標(biāo)高應(yīng)降低1.0-1.5米為宜，噪聲也小，廠房跨度設(shè)計(jì)還應(yīng)留有1.5米左右寬的安全通道，否則飛模或合模螺絲掉落飛出時(shí)極易出現(xiàn)安全事故；高壓蒸養(yǎng)工藝應(yīng)與在管道上設(shè)計(jì)安裝蒸汽電動(dòng)閥門并與關(guān)門連鎖，不僅實(shí)現(xiàn)有壓不能開門，還要實(shí)現(xiàn)門未關(guān)好送不了汽，上海某管樁廠、南京某管樁廠、廣東某管樁廠就是因?yàn)殚T未關(guān)到位就送汽引起高壓釜爆炸。那么到底什么樣的生產(chǎn)線布局才是比較安全的，筆者認(rèn)為目前4-6跨車間大循環(huán)線這種新生產(chǎn)工藝比較先進(jìn)、安全可

7、靠性高，這也是實(shí)踐證明了的，如三和管樁集團(tuán)的幾個(gè)分公司運(yùn)行良好，這種生產(chǎn)線避免了離心機(jī)與喂料區(qū)緊鄰，避免了大量的跨越立體交叉作業(yè)，工序流向單向無往返，許多工序崗位只需顧前不必顧后，只需顧下不需顧上。由于管模在輸送鏈上不斷的向前移動(dòng)，合模、拆模時(shí)操作工可以在固定的崗位上進(jìn)行操作，風(fēng)炮可以懸掛在空中不需要人提，而且是在廠房的二側(cè)，拆板或裝配時(shí)在管模的兩端，不需要走到廠房中間去，行車起吊重物不需要跨越人頭，十分安全可靠，行車與地面員工配合少，效率也高。 布料線、喂料小車不在地上開，而是在空中專用軌道上運(yùn)行，與前臺員工基本上無沖突，不需要像地面喂料車、布料平車運(yùn)行時(shí)員工要避讓，也很安全可靠，大大提高了

8、效率。脫模后半成品管樁用專用的輸送機(jī)送到裝車場地再進(jìn)行裝車，避免了因管樁跨越人頭、裝車區(qū)緊鄰裝配區(qū)而帶來的安全隱患。這種新穎的生產(chǎn)線最大的特點(diǎn)就是將生產(chǎn)線前臺、后臺幾個(gè)工序分別通過橫跨幾個(gè)廠房的輸送鏈實(shí)現(xiàn)工序串聯(lián)，減少行車的起吊次數(shù)和行車與地面崗位、行車與行車之間的配合。這種生產(chǎn)線目前最高產(chǎn)量已達(dá)到日產(chǎn)8000多米，而生產(chǎn)班每班用人僅50多人，人均產(chǎn)量大大提高，勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，安全性能大大提高了。目前也有管樁廠通過2-3跨的循環(huán)線輔以優(yōu)化的喂料、合模、拆模、裝配工藝，有的用長平車來代替輸送鏈來減少投資也不失為一個(gè)可行的辦法。也有的管樁廠通過使用長管模一次做二根樁，甚至為了避免行車之間配合不好

9、、運(yùn)行干擾設(shè)計(jì)成上下兩層行車各行其道也是一種新生產(chǎn)工藝的探索，但安全隱患依然存在，因?yàn)榱Ⅲw交叉作業(yè)難以避免。目前各個(gè)設(shè)備廠家研制的起重機(jī)自動(dòng)抓鉤也逐步開始在管樁行業(yè)投入使用，減少了人力掛鉤的不安全性，提高了效率。還有自動(dòng)切斷墩頭機(jī)可以實(shí)現(xiàn)無人看守、無人操作，滾焊機(jī)自動(dòng)卸籠、自動(dòng)返回，以及側(cè)開門雙臥軸強(qiáng)制式攪拌機(jī)等等，緩解了人力緊缺，提高了安全性和生產(chǎn)效率。2、節(jié)煤(蒸汽)方面A、鍋爐改造：預(yù)應(yīng)力混凝土管樁常壓養(yǎng)護(hù)、高壓養(yǎng)護(hù)都需要用過飽和 蒸汽來實(shí)現(xiàn)。要么使用電廠的發(fā)電蒸汽，要么自備鍋爐產(chǎn)生蒸汽。 如果自備鍋爐一般來說都是選用燃煤鍋爐，因?yàn)槊旱某杀鞠鄬^低。 在南方，無煙煤的資源較多，一般選用沸

10、騰爐適用熱值低的無煙煤 作燃料，有規(guī)模的大廠上35噸發(fā)電鍋爐，既發(fā)電又解決蒸汽的問題。 在中部、北方，一般選用鏈條燃煤鍋爐，適用于煙煤，但目前優(yōu)質(zhì) 煤資源也很缺少，一般在5000大卡左右的煤就不錯(cuò)了，為了適應(yīng)差 煤種，鏈條爐最好選擇用分層燃燒技術(shù)，安裝分層煤斗，使煤層塊 煤在下、粉煤在上均勻分布，燃燒均勻充分，不致于跑紅料，南京 三和、蘇州三和對原鍋爐煤斗改造、安裝后可適用4500大卡、含水 率12%-14%的差煤種，且燃燒充分，爐渣剩余含碳量從20%左右下 降到6%-8%左右，節(jié)煤達(dá)10%以上，既節(jié)省了燃煤又減少了污染排 放。也有使用水煤漿鍋爐來減少污染。目前還有廠家使用稻殼、秸 稈或與煤混

11、合使用，也是節(jié)約煤資源，減少大氣和二氧化碳的排放。B、保溫新技術(shù) 傳統(tǒng)的鍋爐蒸汽管道、高壓釜、養(yǎng)護(hù)池蓋等保溫均采用巖棉或玻纖 等材 料，下雨時(shí)還會有雨水滲進(jìn)管道、高壓釜的保溫棉中，尤其設(shè)備好多部分還是裸露在外面，導(dǎo)致散熱嚴(yán)重，如鍋爐的煙道、省煤器外殼，高壓釜的二端釜門圏、中間筒體加強(qiáng)法蘭、底部鋼支座、閥門等等，以及蒸養(yǎng)池蓋表面。如果使用隔熱保溫涂料對裸露表面進(jìn)行涂刷，可以使高壓釜表面溫度控制在40-50左右，而此時(shí)釜內(nèi)溫度為180左右。它是顛覆傳統(tǒng)的革命性保溫材料，它集環(huán)保、保溫、隔熱、防水、防腐（耐酸堿）、阻燃于一體。一個(gè)直徑DN100的鑄鋼閥門一天散熱耗煤達(dá)到20kg，一臺3.2米高壓釜僅

12、釜門圏散熱耗煤一天達(dá)到500kg，一個(gè)蒸養(yǎng)池蓋一天散熱耗煤大概300 kg，因此，如果采用隔熱保溫涂料，一天一個(gè)釜至少能夠節(jié)省 400kg煤，一個(gè)養(yǎng)護(hù)池蓋節(jié)省250kg煤。 C、裝車入釜和卸車出釜工藝設(shè)計(jì)應(yīng)合理 我們曾經(jīng)測試過，一臺3.2米26.5米高壓釜從冷釜(20-30)升溫升壓到熱釜（6080）狀態(tài)，需耗煤1.2噸-1.5噸，因此如何保證高壓釜在最短時(shí)間內(nèi)兩車管樁出釜后即進(jìn)釜，從而減少散熱，因此在出入釜工藝設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮出釜、入釜時(shí)一氣呵成，一頭出釜另一頭進(jìn)釜。盡量避免只能出釜一車后，才能再裝另一車等待進(jìn)釜，既浪費(fèi)了熱量，也降低了高壓釜的利用率。D、余熱利用 管樁廠因是蒸汽養(yǎng)護(hù)，所以產(chǎn)生

13、大量的高溫余汽和冷凝水，如蒸養(yǎng)池的冷凝水，高壓的冷凝水，鍋爐的排污水等等溫度都在80以上，我們將這些高溫冷凝水集中收集，專門用于熱水養(yǎng)護(hù)管樁，已在三和集團(tuán)多個(gè)管樁廠成功應(yīng)用，由于水的保溫性好，散熱慢，對于常壓養(yǎng)護(hù)管樁工藝既穩(wěn)定又節(jié)省熱能，而高壓的余汽在倒入另一臺釜或回用到蒸養(yǎng)池后最后的0.3MPa以下的余汽可以加熱冷水用于澡堂等等。E、免蒸壓工藝的使用 畢竟資源不可再生，煤資源越來越緊缺，使用高壓釜生產(chǎn)PHC管樁，固定投資大、耗能也高。采用高壓釜蒸壓工藝消耗的煤成本增加了每米管樁3-5元，占整個(gè)管樁廠煤耗的60%-70%,而且高溫高壓的管樁蒸壓工藝雖然提高了產(chǎn)品的強(qiáng)度，但對混凝土的抗裂、抗凍及

14、耐久性能有不同程度的破壞，并且能耗大，污染環(huán)境，不符合國家節(jié)能減排的政策，江蘇三和管樁于08年開始進(jìn)行免蒸壓試驗(yàn)，采用特制的外加劑和混凝土配方，經(jīng)過2年多研制已開發(fā)出了免蒸壓的管樁產(chǎn)品。上海中交三航局浦東分公司生產(chǎn)的大口徑管樁也同樣使用了免蒸壓工藝，脫模后混凝土強(qiáng)度都達(dá)到了C75以上，1-2天后達(dá)到C80以上。前者是采用特制的減水劑，后者是采用的S115礦粉，目前我們鹽城市同力新型建材有限公司也在不斷的進(jìn)行免蒸壓工藝試驗(yàn)，二種方法都試驗(yàn)了，效果還是可以的，蒸養(yǎng)后脫模強(qiáng)度達(dá)到了C80-C85，但是對原材料質(zhì)量比較敏感，應(yīng)用于生產(chǎn)線實(shí)際操作還有一段過程。經(jīng)測算蒸壓與免蒸壓管樁的制造成本幾乎相當(dāng)，采

15、用免蒸壓工藝關(guān)鍵還能減少固定投資，減少用地面積，節(jié)約能源，減少污染，既環(huán)保又經(jīng)濟(jì)。總之，圍繞安全高效、節(jié)能環(huán)保方向管樁行業(yè)的新技術(shù)新工藝還要不斷創(chuàng)新，在管樁廠建設(shè)初期就應(yīng)根據(jù)各自的發(fā)展規(guī)模認(rèn)真考察、合理規(guī)劃設(shè)計(jì)工藝布局，在管樁廠生產(chǎn)和發(fā)展過程中要不斷進(jìn)行技術(shù)改造、技術(shù)創(chuàng)新，這樣我們的管樁企業(yè)才能生機(jī)勃勃、健康發(fā)展。比如，目前的裝配工藝和拆板工藝還必須彎腰操作，頭尾板等粗大笨重還需要人工抬、搬，應(yīng)開發(fā)可以機(jī)械搬、抬頭尾板的機(jī)械手，裝配、拆板時(shí)可以升降的工作臺，從而減少彎腰操作，提高安全性，降低勞動(dòng)強(qiáng)度；清上模工藝還沒有完全自動(dòng)化，雖然蘇州三和管樁已實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)噴脫模劑工藝，但我們還需要研發(fā)機(jī)械翻轉(zhuǎn)

16、的抓手，實(shí)現(xiàn)機(jī)械清模，從而提高清模質(zhì)量、改善工作環(huán)境、減少人工；管樁、方樁半成品、成品脫模、裝車、儲存、發(fā)貨時(shí)還需要人工掛鉤，也要研發(fā)自動(dòng)掛鉤設(shè)備，從而提高安全性和生產(chǎn)效率。還有離心機(jī)的噪聲污染治理、新型材料制造加工重量較輕的頭尾板張拉具、彈簧附著式的合模螺絲代替懸掛式的 合模螺絲、先合模后灌料的喂料方式、真空吸盤抓吊管樁半成品、電加熱鍋爐蒸汽和風(fēng)能太陽能的熱能蒸汽開發(fā)利用等等都是今后我們管樁行業(yè)安全高效、節(jié)能環(huán)保的研究方向。參考文獻(xiàn)：1、廖振中， 管樁與機(jī)械， 中國礦業(yè)出版社， 2007.82、馬國寧、劉云、葉小林，免壓蒸預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁生產(chǎn)用 水泥的研究與應(yīng)用， 混凝土與水泥制品，2010.73、住建部，