鍍銀生產線及污水酸霧處理系統的安全技術改進

平高集團有限公司 李付平 孫如偉

■引言

集團公司電鍍廠擔負鍍銀生產工藝及污水酸霧（廢氣）處理等作業過程，其特點是鍍銀生產線自動化程度較高且生產作業線長，占用空間較大、作業高度較高，生產兩班倒，集體協同流水線作業，工藝性能獨特質量要求高，輔助水電氣暖系統龐大復雜，作業環境相對較差，污水酸霧（廢氣）處理排放必須符合環保標準要求，安全生產和環境保護至關重要。根據集團公司推行TPM全員生產自主維護管理及安全性評價要求，結合近年電鍍生產改擴建工程，對新增擴建的鍍銀生產線、污水酸霧（廢氣）處理系統進行問題查找和整改完善，群策群力，全員參與，分析查找故障原因，安全隱患；深入排查安全運行作業及環境保護等存在的潛在不穩定因素，分析研究和實施技術改進方案，完善安全防護和環境保護治理措施，打造生產過程本質安全，確保環境保護治理達標，完善職業健康保障水平，提高生產效率和降本增效，取得較好效果。

■鍍銀生產線及污水酸霧（廢氣）處理基本情況和功能

鍍銀工藝是當前高壓開關導電零部件及相關機電器件表面處理的關鍵工藝和先進技術，廣泛應用于相關行業。根據企業發展規劃，擴大再生產，改造擴建電鍍廠房引進鍍銀生產線及配套污水酸霧（廢氣）處理系統。基本情況和功能：1、大導體鋁件鍍銀生產線，主要型號規格：UA-3C-52W-31M,長度：32.5m，寬度：7.8m，高度：4.2m；主要進行大導體鋁件鍍銀工藝處理；2、小導體鋁件鍍銀生產一線，主要型號規格：UA-2C-42W-26M，長度：28.4m，寬度：7.8m，高度：4.2m；生產線長度較短，專用于小導體鋁件鍍銀工藝處理。3、小導體鋁件鍍銀生產二線，其功能參數與一線基本相同，根據工藝布局設計安裝；4、銅件鍍銀生產線，主要型號規格：M-3C-20W-51M-3L，長度：29m，寬度7.8m，高度4.2m；專用于銅件鍍銀工藝處理，其基本功能與鋁件鍍銀生產線大致相同；5、長導體鋁件鍍銀生產線，非標設計，主要規格：長度：36m，寬度：12.2m，高度：8.2m，根據企業產品導電桿長度鍍銀需求設計，最長可加工3.8m鋁導體，作業空間較高，配置有長導體上料/卸料操作裝置和機構等。各生產線主要生產工藝流程：鍍件由運輸機送至相應工位槽進行電鍍的各個工序，直到鍍件完成所有工序的加工，最后，將掛具等相關工件進行退鍍處理。生產線的控制方法：采用程控與手控相結合的形式，在正常生產過程中均可由PLC控制系統完成整個電鍍過程；手控系統用于工藝流程變更時，其能自動計時，監控各種工作參數，手動自動可以互相轉換。各整條生產線呈U型布局，前端為上料作業區，尾端為卸料作業區，中間為人行通道。

污水酸霧（廢氣）處理系統基本功能，在鍍銀生產作業過程中，產生大量廢水酸霧（廢氣）污染環境，影響員工身體健康和環境保護，因此，必須配套設計安裝污水處理系統及酸霧（廢氣）凈化處理系統。污水處理系統主要功能與作用：各種污水分開收集處理，各有不同的收集池，然后進行分項處理，根據廢水不同的化學類別加用不同化學藥劑進行凈化處理，污泥蒸發等方式，達到國家安全環保排放標準要求。酸霧（廢氣）凈化處理系統主要功能及工作原理：在鍍銀生產過程中產生大量酸霧（廢氣）污染環境，影響健康，必須采取措施，將酸霧（廢氣）由風機導入酸霧（廢氣）凈化處理塔，通過采用填料、噴淋分組分級式等方式凈化處理酸霧（廢氣）后，尾氣由排出口經風道排入大氣，凈化后的尾氣排放應符合《大氣污染物綜合排放標準》GB16297的規定。基本情況如圖所示：圖1為大導體鋁件鍍銀生產線，圖2為銅件鍍銀生產線，圖3為小導體鋁件鍍銀生產一線，圖4為小導體鋁件鍍銀生產二線，圖5為長導體鋁件鍍銀生產線，圖6為污水處理系統，圖7為酸霧（廢氣）凈化處理塔系列，圖8為改擴建廠房鍍銀生產工藝平面布置圖等。

圖1 大導體鋁件鍍銀生產線

圖2 銅件鍍銀生產線

圖3 小導體鋁件鍍銀生產一線

圖4 小導體鋁件鍍銀生產二線

圖5 長導體鍍銀生產線

圖6 污水處理系統

圖7 酸霧（廢氣）凈化處理塔系列

圖8 改擴建廠房鍍銀生產工藝平面布置圖

■制作應用銀板稱重取樣安全操作平臺

在電鍍生產線生產工藝過程中，根據生產成本要求及鍍銀質量要求，不論是大小鋁件鍍銀還是銅件鍍銀均需要對鍍銀材料銀板進行銀板定期取樣稱重，然后再放回，以確定銀板消耗情況及檢驗鍍銀件質量，核算成本等，常規的銀板取樣稱重，由操作員工爬到平臺到鍍槽體上，進行取銀板作業，如圖9為大導體鋁件鍍銀生產線員工在常規取銀板，站立不方便，取銀板作業過程頻繁，存在機械傷害和高處墜落等安全隱患；圖10為改造前瀝干溶液進行銀板稱重，稱重結束進行補加。鍍銀溶液被帶出存在安全隱患和污染工作環境。

圖9 鍍銀生產線改進前取銀板

圖10 改造前瀝干溶液進行銀板稱重及補加

因此，根據現場具體情況及作業過程，研究分析確定在鍍槽體上方制作安裝可移動拆裝裝置——銀板稱重取樣安全操作平臺。根據作業環境，該平臺采用不銹鋼制作，根據不同生產線結構鍍槽尺寸大小，制作相應的平臺，該平臺采用分解結構，使用時組裝在一起，放置在自動生產線鍍槽體上方，由操作者站在安全操作平臺上進行銀板取樣稱重，然后再放回，效果很好，如圖11為銀板稱重取樣安全操作平臺設計圖，圖12為銀板稱重取樣安全操作平臺，圖13為制作改造安全操作平臺配套裝置。使用銀板稱重取樣安全操作平臺后進行取樣（銀版）稱重操作過程，降低了作業風險，保證安全作業，增加取樣頻率，及時掌握銀板消耗情況，降本增效，取得較好效果。制作使用銀板稱重取樣安全操作平臺，增加安全操作保障，通過應用明顯提高工作效率，保證安全作業，效果明顯。如圖14為改進后操作過程保證安全作業。

圖11 銀板稱重取樣安全操作平臺設計圖

圖12 銀板稱重取樣安全操作平臺

圖13 制作改造安全操作平臺配套裝置

圖14 改進后操作過程保證安全作業

■鍍銀生產線自動槽蓋開啟系統改造

大導體鍍銀生產線及銅件鍍銀生產線自動槽蓋開啟控制系統為曲柄搖桿機構。改造前其自動槽蓋開啟系統由PP槽蓋、支座、曲柄搖桿機構、立柱、導論、電機等組成，其工作原理為：通過電機驅動曲柄搖桿機構動作，使生產線槽蓋開合，使之自動蓋槽開槽，防止液體飛濺和電鍍廢氣流竄，能有效的防止有毒有害氣體、液體對人體造成的傷害和對環境的污染。在使用操作過程中發現原設計有一定陷缺：表現為電機驅動曲柄搖桿機構動作震動較大、槽蓋開啟不到位、產生變形；立柱強度不夠、易傾斜支承力不夠不平衡、易產生導輪偏離軌道槽，導致槽蓋開啟不到位；零部件落在槽蓋上，導致立柱曲柄壓彎、變形、使槽蓋開合過程中槽蓋板產生不規則開合，繼續運行導致行車保護損壞，存在增加維修費用、影響生產等隱患。如圖15所示改造前控制機構損壞變形情況，經研究分析，根據結構，增加立柱或橫向支柱支撐，在其右側加裝不銹鋼直角支架或橫向支架以保證穩定性，平衡力的傳遞和釋放，對三條鍍銀生產線，加裝不銹鋼支架改進，克服以前的不足，運行狀態穩定，消除安全隱患，經改造后底座穩定，立柱強度增大，至今運行良好，滿足生產使用要求。效果非常顯著。如圖16、圖17、圖18所示。在此基礎上定期加強維護保養：1、自動蓋板動作范圍內嚴禁放置雜物，槽蓋板上不得加載物件，及時清除槽蓋板上的灰塵和污垢；2、及時檢查各鏈接部位及新增支架焊接處是否緊固，并隨時觀察整體開啟槽蓋過程振動狀況；3、檢查電機是否有足夠的啟動力矩，檢查槽蓋轉動部分是否有螺栓松脫；4、檢查曲柄搖桿機構連接部位是否嚴重磨損、碰撞，清潔導向輪、調整導向輪位置；5、檢查蓋板是否裂紋變形嚴重，應及時更換維護等。促進鍍銀生產線運行作業過程安全可靠，運行穩定。

圖15 控制開啟蓋板機構損壞變形

圖16 增加不銹鋼立柱支架

圖17 增加不銹鋼橫拐角支架

圖18 增加不銹鋼立直角支架

■對鍍銀生產線等系統增加防護板（欄）

鍍銀生產線及污水酸霧（廢氣）處理系統，加上輔助水電氣暖等系統，占地面積大，作業現場相對較大，作業環境相對較差，附屬設備較多，作業空間受局限，在生產作業過程及傳遞交接指揮參觀過程中，存在安全隱患，造成生產線附屬設施等損壞及易造成人身意外傷害等，根據具體情況，進行技術改進，加裝和完善安全防護裝置。如圖19在大導體鋁件鍍銀生產線北側處制作安裝防護板，采用PVC板材；如圖20小導體鋁件鍍銀生產一線南側防護板，采用PVC板材；如圖21所示對小導體鋁件生產二線南側暴露部位，附屬設備處加裝安全防護欄，采用鋼管加高裝置，進行隔離防范，并涂上黑黃安全標志色標，給予警示；如圖22所示，生產線吊運機增加平臺及護欄，有利于檢修觀察生產情況，保護人身安全；如圖23長導體鋁件鍍銀生產線南側防護板，采用PVC板材，對外置過濾機附屬設備單獨防護，效果很好；如圖24長導體鋁件鍍銀生產線掛料機構防護欄，進行隔離防護；如圖25生產線供熱管道閥門增加防護欄，防止碰觸意外傷害；如圖26污水處理系統污泥蒸發間防燙傷護欄等，采取安全防范，避免誤入碰撞等意外傷害，增強安全防護隔離功能，效果較好。

圖19 大導體鋁件鍍銀生產線北側防護板

圖20 小導體鋁件鍍銀生產一線南側防護板

圖21 小導體鋁鍍銀生產二線一側防護板

圖22 生產線吊運機增加平臺及護欄

圖23 長導體鋁件鍍銀生產線南側防護板

圖24 長導體鍍銀生產線上卸料機構防護欄

圖25 生產線供氣管道閥門增加防護欄

圖26 污水處理系統污泥蒸發間防燙傷護欄

■污水處理系統藥品添加過程改進

電鍍過程污水處理系統至關重要，是保證電鍍過程污水處理的必需裝置。污水處理系統及處理過程中必須對回用水處理環節定期加裝藥品添加劑氯化鈉（NaCL）進行還原處理等。由于藥品添加劑筒體較高（約2000mm），加藥位置狹小，每袋添加劑——氯化鈉重量約50kg，加裝添加劑時需員工站在板凳或人字梯上搬運添加劑進行添加，如圖27所示常規送添加劑氧化鈉過程，即使送上去了，由于桶的材質為塑料桶，人站在凳子上也很不安全，存在安全隱患，勞動強度較大，工作效率低，根據污水處理系統特點，經分析認為，應改造增加上料（藥品添加劑）系統，消除人工上料安全隱患，降低勞動強度，促進職業健康。設計制作了污水處理系統自動上料機構，如圖28所示，利用風能制作送料裝置，以車間壓縮空氣作動力，代替無油風機制作送料裝置及料斗，靠壓縮空氣吹動添加劑自動上料，減低制作成本，充分利用空間，降低復雜程度，操作簡便，深受作業人員歡迎。

圖27 人工送料過程不安全勞動強度大

圖28 靠壓縮空氣吹動添加劑自動上料

■酸霧（廢氣）凈化系統改進

酸霧（廢氣）凈化系統主要功能，是對電鍍生過程中產生的酸霧（廢氣）等有害氣體，通過酸霧（廢氣）凈化處理塔予以凈化達標排出，保證職業健康和凈化作業環境。新廠房鍍銀生產線原配置酸霧（廢氣）凈化處理塔，集中安裝在新廠房二樓輔助房，其為濕法吸收型凈化設備，功能設計為填料、噴淋分組分級式，其工作原理為：酸霧（廢氣）由風機導入凈化塔，通過勻風格柵使廢氣酸霧勻速進入一級填料功能段，進行一級噴淋，使得廢氣酸霧與噴淋液一次充分接觸，經一級處理后的酸霧（廢氣）減速進入二級填料噴淋功能段，再使廢氣得到更充分的氣液二相接觸反應，然后再經脫液器脫液除霧后，尾氣由排放口經風道排入大氣。其凈化處理過程，對水壓水量要求比較高，投運以來由于自來水長期壓力較小且水量較少，不能滿足酸霧（廢氣）凈化處理塔的用水需求，造成酸霧（廢氣）凈化處理塔噴淋系統不能安全正常運轉，不符合國家環保要求，造成鍍銀生產線停產。經研究，進行用水系統改造，將污水處理系統凈化即將排放的酸堿回用水加以利用，增加制作一套回水利用供水系統，供新廠房所有酸霧（廢氣）凈化處理塔使用，效果很好。從節能降耗、提高設備運行率等方面考慮，改變酸霧（廢氣）處理塔供水源，使用電鍍污水處理系統處理過的電鍍廢水，通過管路改造，添加提升增壓泵，增加供水壓力，使處理過的電鍍廢水進入到酸霧（廢氣）處理塔的吸收液池中進行再利用。第一，可改善供水壓力不足的問題，避免因酸霧（廢氣）凈化處理塔無法工作而造成的不良后果；第二、節約水資源，新廠房酸霧（廢氣）凈化處理塔每天用水量15噸左右，全年用水近5000噸，改造后使用回用水每年可節約費用2萬元左右；第三、有效提高環境保護力度，凈化后的尾氣排放符合《大氣污染物綜合排放指標》，氯化氫（HCL）氣體凈化效率在95%以上，硫酸霧（H2SO4）氣體凈化率90%以上，堿霧（NaOH）氣體凈化效率達到93%以上。如圖29為酸霧凈化處理塔回水利用系統，圖30為回水利用提升增壓泵，改造后酸霧（廢氣）凈化處理塔回水利用系統有效滿足使用要求。

圖29 酸霧凈化處理塔回水利用管路系統

圖30 回水利用提升增壓泵

■結語

電鍍生產線作業及污水酸霧（廢氣）凈化處理是生產相對風險較大、影響環境保護的作業過程，其生產過程中設備運行的本質安全是電鍍作業過程生產的重要保障。污水酸霧（廢氣）處理達標是環境保護的基本要求，通過對電鍍生產工藝過程鍍銀生產線和污水酸霧（廢氣）處理系統采取相應的技術改造，大大提高了電鍍生產線及污水酸霧（廢氣）處理系統的安全作業性能和使用效率，完善了生產過程的本質安全和環境保護手段，增強了員工的安全歸屬感和職業健康水平，降本增效、節約資源，促進了企業生產經營工作的發展。