绿色生产车间在沈阳动车段的设计应用

杜雅兰，李东凯，卢晓东，卢欢,刘金旭，杨一雄，杜启文，赵庆坤，王伟

(1.中国铁道科学研究院节能环保劳卫研究所，北京 100081； 2.沈阳动车段，辽宁 沈阳 110100； 3.铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300142)



职业健康与安全

绿色生产车间在沈阳动车段的设计应用

杜雅兰1，李东凯2，卢晓东1，卢欢1,刘金旭1，杨一雄2，杜启文2，赵庆坤3，王伟3

(1.中国铁道科学研究院节能环保劳卫研究所，北京 100081； 2.沈阳动车段，辽宁 沈阳 110100； 3.铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300142)

面对全球日益严峻的环境问题，绿色车间的生产新理念被引入生产车间。铁路车辆检、维修站段在不断开发绿色产品的同时也在把生产过程向环保靠拢。沈阳动车段在设计理念上的立足之本——绿色生产，不仅致力于提供优质产品，同时也致力于实现经济与生态环境的可持续发展，制定了涵盖原材料选购、零部件测试、生产与售后使用阶段等各个环节的一整套绿色环保方案，实现产前、产中和产后的环保控制，对产生污染物的生产环节进行污染治理，从而确保对作业场所及周边环境的影响降到最低。

绿色生产车间；动车段；污染源

目前，铁路许多站段的工艺设备技术水平较低、环保意识淡薄，对难于治理的污染源一般采用露天、外委等方式进行检修作业，或即使在室内进行检修和喷涂，也未对含有机物和颗粒物的废气采取任何治理措施，以致含有大量废气呈无组织排放方式排入到大气环境中，不仅对操作人员的身体造成伤害、对车间周围环境造成极大的污染。

绿色生产是铁路一种新型的可持续发展的交通运输理念，其核心内涵是社会、经济、资源和环境的协调发展[1]。它通过铁路自身优势减少对生态环境产生的负效应，避免人类活动对外部环境的过度索取，实现铁路设计、修建、运营和管理的绿色环保，为可持续发展的交通提供新模式。沈阳动车段就是本着这些要求，在保证职业卫生和绿色环保的双重标准下兴建的。本文对沈阳动车段绿色生产车间的设计进行了总结。

1 检修基地概况

沈阳动车段位于沈阳市苏家屯区，所处地区属温带半湿润大陆性气候。夏季风向为东南;冬季风向为西北。沈阳南站以南、哈大客专以西、既有沈丹线以北，占地约61hm2，设计年检修CRH3或CRH5型8辆编组动车组三级修200列能力。

为实现绿色环保车间，在设计阶段依据《铁路技术管理规程(高速铁路部分)》，结合沈阳动车段车辆检修工艺流程、技术规程等，对段内的检修进行工艺分析，找出污染源点及职业病危害因素，分别设置不同的治理措施；在局部尘源点治理的基础上对整个检修库又进行综合治理方案的设计，提出了一种满足职业卫生标准和环保标准双重标准相应的改善对策。

2 污染源分析

沈阳动车段于2015年1月投入生产。主要包括运用库区和检修库区两大部分，设计检修库(含静调库)74 377 m2。其中检修库区设施有三级检修检查库线3条、静调线2条、试验线1条，以及转向架检修间及相应配套设施，三级检修库含污染源点，包括牵引电机检修线、小部件检修线、CRH3、CRH5型车裙板检修流水线。转向架检修间包括CRH3、CRH5型车钢簧检修流水线、转向架构架检修线、杆件、排石器检修线等。主要产生污染物的工位及职业病防护设施见表1。

表1 主要污染物工位及防护设施

由表1可知，沈阳动车段检修工艺产生的污染物主要是苯、甲苯、二甲苯及粉尘颗粒物。其中小部件检修车间的牵引电机定子、转子、端盖检修、牵引电机传动安全装置拆装、裙板喷漆、动车部件喷漆、动车部件烘干和转向架检修车间的钢簧喷漆、转向架基础制动检修、转向架构架检修、转向架杆件检修、转向架排石器检修作业时产生大量的挥发性有机物(VOCs)；喷漆产生漆雾中含有有机溶剂苯、甲苯、二甲苯。

钢簧抛丸、部件打磨等作业产生大量的粉尘颗粒物；粉尘颗粒物不仅污染环境，而且吸入人体后，极易引发呼吸道、肺部疾病。同时，逸散的粉尘也会加快对设备的磨损，使产品质量下降。

因此，沈阳动车段绿色生产从预估建厂、设计、生产和产品对环境的影响预先防范措施入手，使得每一个污染源点及所生产的产品都符合国家职业卫生健康和环保标准，降低对环境保护和职业卫生的负面影响；在为动车提供高级修同时，致力于将环境污染控制在最低限度。2.1 牵引电机检修流水线

部件检修车间牵引电机检修线用于牵引电机部件的打磨、除尘、喷漆，以及安全装置的拆卸，具体工艺见图1。

图1 牵引电机检修工艺流程

牵引电机在工作架上定位拆装，拆卸安全装置、转子、定子后，分别运送至牵引电机定子、转子、端盖检修区、牵引电机定转子及配件的清洗区和牵引电机传动安全装置拆装区域。操作人员手持打磨设备对转子、定子等其他配件表面打磨，打磨之后进行补漆。牵引电机定子、转子、端盖检修区、牵引电机定转子及配件的清洗区产生的污染物主要为打磨产生的金属性粉尘和喷漆产生的苯、甲苯、二甲苯等苯系物。

牵引电机传动安全装置拆装区域主要产生的污染物为金属性粉尘。

2.2 小部件检修车间小部件检修流水线

小部件检修车间小部件检修线用于动车小部件的清洗、喷漆、烘干，具体工艺见图2。

图2 小部件检修车间小部件检修工艺流程

拆卸下来的裙板、玻璃钢等小部件经由天车送至三级修车间的裙板玻璃钢板清洗区域；经高压水枪冲洗，分别送入各小部件打磨区域，清洗产生的主要污染物为冲洗产生的粉尘。操作人员手持打磨设备对裙板、玻璃钢等小部件进行表面打磨，产生的主要污染物为金属性粉尘；打磨后进入动车部件喷漆区域进行喷漆，污染物为苯、甲苯、二甲苯等苯系物，作业时操作人员需佩戴连体防护服、防毒口罩、耳塞。喷漆完成后，小部件被运送至动车部件烘干区域进行烘干，产生的污染物为苯、甲苯、二甲苯等苯系物。

2.3 CRH3、CRH5型车裙板检修线

小部件检修车间CRH3、CRH5型车裙板检修流水线用于打磨后的CRH3、CRH5型车裙板的吹扫、喷漆、烘干、强制冷却，具体工艺见图3。

图3 CRH3、CRH5型车裙板检修工艺流程

首先CRH3、CRH5型车裙板在裙板玻璃钢板清洗区域清洗，污染物为粉尘颗粒物；之后，送入裙板打磨区域。操作人员手持打磨设备对裙板进行表面打磨，打磨产生的主要污染物为金属性粉尘。打磨完好的裙板经由叉车送至检修区域，首先需要吹扫掉裙板表面遗留的金属性粉尘。吹扫后操作人员对裙板正反面进行底漆、面漆喷涂。产生污染物为苯、甲苯、二甲苯等苯系物，作业时操作人员需佩戴连体防护服、防毒口罩、耳塞。喷漆完成后，对裙板进行流平、烘干，烘干过程中污染物为苯、甲苯、二甲苯等苯系物。烘干后对裙板进行强冷。

2.4 CRH3、CRH5型车钢簧检修线

转向架检修车间CRH3、CRH5型车钢簧检修流水线用于CRH3、CRH5型车钢簧的清洗、抛丸、喷漆(喷粉)、烘干、冷却等，具体工艺见图4。

图4 CRH3、CRH5型车钢簧检修工艺流程

CRH3、CRH5型车钢簧经超声波清洗，之后经叉车送入钢簧抛丸区域。自动抛丸设备对动车钢簧内外圈进行抛丸，污染物为金属性粉尘。抛丸后操作人员对钢簧内外圈喷漆(粉)，污染物为苯、甲苯、二甲苯等苯系物，作业时操作人员需佩戴连体防护服、防毒口罩、耳塞。内外圈喷漆(粉)完成后，对钢簧内外圈进行流平烘干，烘干过程中产生苯、甲苯、二甲苯等污染物。烘干后对钢簧进行强冷。

2.5 转向架检修车间构架检修线

转向架检修车间构架检修流水线用于转向架构架的打磨、补漆。

通过行车把转向架构架送至检修区域，放在工作台上定位，操作人员持打磨设备对构架进行表面打磨。打磨之后对构架进行补漆。转向架构架检修流水线产生的污染物主要为打磨产生金属性粉尘和喷漆产生的苯、甲苯、二甲苯等苯系物。

2.6 转向架检修车间杆件、排石器检修线

转向架检修车间杆件、排石器检修线用于转向架杆件、排石器的打磨、补漆。

对转向架杆件和排石器进行拆卸，通过行车分别送至检修区域，放在工作架上定位，操作人员持打磨设备对杆件、排石器进行表面打磨。打磨之后对杆件、排石器进行补漆。转向架杆件、排石器检修流水线产生的污染物主要为打磨产生的金属性粉尘和喷漆产生的苯、甲苯、二甲苯等苯系物。

3 环境治理措施设计

沈阳动车段检修过程中产生的挥发性有机物(VOCs)，与SOx、NOx和颗粒物相比，挥发性有机物(VOCs)组成复杂，治理不能采用单一的净化技术，需要根据污染物的性质和排放特点选择不同的净化技术进行治理[2],分为源头治理和末端治理两个步骤。

3.1 环境污染源头治理

对于挥发性有机废气和粉尘颗粒物的治理，沈阳动车段首先从污染源头进行控制，减少VOCs和粉尘的排放量，具体措施包括：

(1)对于具有喷漆、补漆等工艺的检修流水线，采用更低污染的油漆和溶剂，对环境污染较少的原材料。

(2)在各含污染源的检修流水线增加吸声减震隔墙，防止有机废气和粉尘颗粒无组织逸散，减少设备运行噪声，减少二次污染。

(3)钢簧自动喷漆流水线与裙底板玻璃钢板自动喷漆流水线采用手动补漆与自动喷漆相互结合的方式，有效减少有机溶剂的使用量，提高生产效率。

(4)对各含污染源的检修流水线采用无泵水幕净化、静电喷涂等技术，从根源上减少污染源的产生，降低末端治理的负荷。

3.2 环境污染末端治理

CRH3、CRH5型动车包含喷漆、烘干、抛丸等作业，产生挥发性有机废气和粉尘颗粒物，根据不同的污染源的性质和排放特点，选择不同的治理措施进行治理。

3.2.1 喷漆、打磨、烘干和冷却工艺的治理措施

为消除不同的工艺产生的污染物，各设一个独立空间。喷漆室泛指一个完全封闭或半封闭、具有良好通风和照明设备的专门用于喷涂涂料的房间或围护结构体。室内气流组织能够防止漆雾、溶剂蒸汽向外逸散，并使其集中安全引入排风系统[3]。

打磨室与喷漆室相似，功能主要是净化动车各种部件打磨过程产生的粉尘从而达到治理打磨时车间内呼吸带污染的目的。

烘干室一般由室体、加热装置、循环风机和控制系统组成[4]，烘干室属于非标设备，利于动车部件喷漆或喷粉后的快速表干。

冷却室一般设置在烘干工序之后，对工件进行强制冷却，方便操作人员上下件。

上述末端措施不仅能及时迅速地排除喷涂过程中产生的漆雾和溶剂蒸气，防止其污染工作环境和被涂面，确保安全生产，并能最大限度地捕集漆雾，不使其排到室外，使排风机和排风管不积漆;而且能按所用涂料的喷涂工艺和涂层装饰性等级的要求，创造最佳的涂装条件和工作环境，如能供给调温、调湿和净化无尘的空气，良好的照明，使喷涂作业不受外界环境(温度、湿度等气候条件)的影响，一年四季喷涂作业区内的温度、湿度始终保持在工艺要求的范围内，以确保喷涂质量恒定[5]。

3.2.2 不同工艺产生的VOCs与粉尘混合物的净化措施

牵引电机定子、转子、端盖检修线、CRH3、CRH5型车裙板喷漆流水线、CRH3、CRH5型车转向架钢簧喷漆流水线全部设置了湿式或干式净化装置，均采用二级净化，不仅能够去除检修工艺中苯、甲苯、二甲苯，还能净化粉尘等颗粒物。

牵引电机定子、转子、端盖检修线、转向架附件检修线分别位于三级检修库和转向架检修间入口，来往的车辆人员较多，采用伸缩式设备解决了空间问题。

伸缩式设备是为了解决单独工作区及占用场地的问题而综合利用专门研究设计的。一般固定式设备遇到将重型工件移入移出的工序，对于需要用天车、台车搬运的工件就无法实现运输，而伸缩式设备可克服此弊端。首先通过电控柜控制移动前室收缩合拢，让出工作场地。待工件用天车安放就位后可控制移动前室打开至“罩”住工件即可，而不用再移动工件，这样可以完全不影响天车的工作，并且形成一个单独的工作区。污染的治理结合三级修车间工位实际情况，在保证治理效果的前提下，设计采用高效节能的一体化设备，从而达到符合职业卫生标准和环保标准双重标准的目的。

4 特点分析

4.1 沈阳动车段在规划、设计、施工、运营等阶段考虑到了大量绿色技术，在环境保护、节能降耗、生态平衡、人文景观、安全舒适等问题上达到人与自然相互和谐，人与社会的和谐，具有良好的可持续发展性。相信随着沈阳动车段的不断发展，污染源综合治理措施必将发挥出巨大的经济效益。

4.2 沈阳动车段各含污染物的岗位全部设置了职业卫生防护设施。在节能方面，利用变频控制系统与裙板、钢簧、抛丸等生产工艺设备相结合，提高自动化程度，热量与电力系统相互交换，更好地使用环保能源，实现节能减排的目的。

4.3 部件检修车间CRH3、CRH5型车零部件、裙板、钢簧分别独立设置打磨、喷漆房，房间内呈微负压，防止废气和粉尘逸出;并设置烟雾报警器，杜绝安全隐患。利用无泵水幕净化技术与自动化喷漆工艺设备相结合，可节省30%左右的原材料油漆，同时采用二级净化系统使漆雾和有机废气排放相应减少。收集的固废通过垃圾分类处置、零件包装重复利用、危险废弃物统一收集并由专业公司进行处理，实现了废弃物的环保处理。封闭式的设备把加工产生的噪声降到80dB以下，使工作环境更舒适。

5 结语

通过对沈阳动车段检修工艺的分析，确定了污染源点及职业危害因素，通过采取污染源综合治理措施，满足了职业卫生环保双重指标和绿色铁路的先进理念。现在的生产车间里工人们汗流浃背、与废气、废液、噪声朝夕相伴的大生产年代的现象已不复存在；今天的生产车间就像办公室，扫地车使车间地面光亮整洁、恒温空调使作业区环境舒适，废气、废水、噪声等通过职业卫生防护措施隔离和处理，生产车间就像进入了后工业时代，在这样的环境中工作自然是心情舒畅。

[1] 张岩.可持续发展的“绿色铁路”系统研究[J].科学与管理，2009(6)：11-13.

[2] 中国环境保护产业协会废气净化委员会.我国有机废气治理行业2013年发展综述[J].中国环保产业，2014(10)：112-115.

[3] 杨奎，成凤华.喷漆室在涂装生产线中的合理选用[J].现代涂料与涂装，2006(10)：32-33.

[4] 孟洪军，胡清寒，邢宏楠，等.喷烘一体室与喷漆室、烘干室分开设置的经济技术性比较[J].机电产品开发与创新，2013(7)：50-52.

[5] 任永柱，冯德进，薛涛.喷漆室空调盘管的防护与改造[J].现代涂料与涂装，2013，16(12)：63-65.

Application and Design of Green Production Workshop in Shenyang EMU Depot

DU Yalan1，LI Dongkai2，LU Xiaodong1,LU Huan1，LIU Jinxu1，YANG Yixiong2， DU Qiwen2，ZHAO Qingkun3,WANG Wei3

(1.EnergySaving&EnvironmentalProtection&OccupationalSafetyandHealthResearchInstitute，ChinaAcademyofRailwaySciences，Beijing100081,China;2.ShenyangEMUDepot,Shengyang110100,China; 3.TheThirdRailwaySurveyandDesignInstituteGroupCorporation,Tianjin300142,China)

Against with the increasingly serious environmental problems in the world，new concept of green production workshop was introduced into the production. Railway vehicle inspection，repair stations developed green products constantly following the concept of environmental protection. Shenyang EMU Depot was based on the design concept of green production，not only to provide quality products，but also to realize the sustainable development of economy and ecological environment，formulated a set of green environmental protection program covering raw materials purchase，parts testing，production and after-sales use stages. Shenyang EMU Depot controlled all the stages of prenatal，production and delivery to ensure that the pollution to environment was the lowest.

green production workshop； high speed train set depot； contaminant source

2095-1671(2015)05-0222-05

2015-10-08；

2015-10-12

杜雅兰(1964—)，女，北京人，副研究员，主要从事安全工程、节能环保方面的工作。

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