铸造铸铁管件冲天炉及电炉废气机加工噪声.docx
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铸造铸铁管件冲天炉及电炉废气机加工噪声
1.总论
1.1项目背景
****经济技术开发区****管件有限公司原厂设在马圈子村，为民****企业，主要产品为自来水、煤气球墨铸铁管件，80%出口。
该企业被****省信誉等级评定委员会认证为AA级企业，其产品已通过ISO9002产品质量体系认证。
球墨铸铁管比一般灰口铸铁管有一系列优点，从国际贸易市场上看，铸铁管出口的全是球铁管。
西方发达国家球铁管生产量均占铸铁管生产量的90%以上，铸铁管的发展趋势是球铁管替代灰铸铁管。
近年来国内球墨铸铁管件销路看好，生产增长很快，****管件有限公司按原生产能力年产400吨，已不能满足市场要求。
此外，公司原技术、设备较落后（按传统铸造工艺生产、质量较差、污染重），急需改造。
为此该企业与日本久室田株式会社合作，引进先进全新的消失膜生产线，以提高产品质量，减轻污染，改善作业环境，使产品与国际接轨。
该企业拟在****公路****道口西南侧新建一占地29000m2的厂区，计划年生产铸铁管件3000吨。
在项目建设之前，根据《中华人民共和国环境保护法》和国务院[1998]第253号令《建设项目环境保护管理条例》中的有关规定，****经济技术开发区****管件有限公司委托****市环境保护科学研究院承担该项目的环境影响评价工作。
1.2评价目的
本项目属于冶金与机加工行业，为重污染项目。
主要污染物为冲天炉及电炉烟气、机加工噪声等。
本次评价将对项目进行详细的工程分析，在此基础上，结合选址周围自然与社会环境概况，就污染物的种类、产生量、排放情况进行分析，对其带来的不利影响和项目单位可采取的有效的污染防治对策进行阐述。
从而为项目今后的建设和环境保护主管部门对项目的审批提供科学依据。
1.3评价依据
1.3.1法律、法规
a.《中华人民共和国环境保护法》1989.12.26；
b.国务院[1998]第253号令《建设项目环境保护管理条例》1998.11.18；
c.《中华人民共和国大气污染防治法》2000.4.29；
d.国家环境保护局《关于建设项目环境保护分类管理名录第一批》2001.2.17；
e.《****省环境保护条例》1993.9.27；
1.3.2工程技术资料及立项批复文件
a.****经济技术开发区经济发展局文件
****开经局发[2002]66号《关于建设厂房的立项批复》2001.5.5；
b.****经济技术开发区****管件有限公司提供的有关技术资料；
c.****管件有限公司环境影响评价合同书；
1.4评价标准
1.4.1环境质量标准
①（GB3095-1996）《环境空气质量标准》二级标准。
TSP浓度限值：
年平均0.2mg/m3，日平均0.3mg/m3；
SO2浓度限值：
年平均0.06mg/m3，日平均0.15mg/m3；
②（GB3096-93）《城市区域环境噪声标准》1类标准（因项目位于海东工业开发区），东侧因靠近****公路因而执行4类标准。
1类标准昼间55dB（A），夜间45dB（A）。
4类标准昼间70dB（A），夜间55dB（A）。
1.4.2排放标准
①（GB9078-1996）《工业炉窑大气污染物排放标准》二级标准，冲天炉烟尘浓度的最高允许浓度为150mg/m3，烟气黑度（林格曼级）1。
有害污染物最高允许排放浓度：
氟化物6mg/m3；二氧化硫2000mg/m3。
②（GB13271-2001）《锅炉大气污染物排放标准》中二类区Ⅱ时段标准：
烟尘排放浓度≤200mg/m3
SO2排放浓度：
≤900mg/m3
③（DB21-59-89）《****省沿海地区污水直接排入海域标准》Ⅱ类标准。
其中：
pH:
6~9；CODcr：
150mg/l，悬浮物：
150mg/l。
④（GB12348-90）厂界噪声执行《工业企业厂界噪声标准》中Ⅰ级标准（东侧执行Ⅳ级标准），Ⅰ级标准昼间55dB（A），夜间45dB（A）。
Ⅳ级标准昼间70dB（A），夜间55dB（A）。
1.4.3国家环保总局标准
①《环境影响评价技术导则》HJ/T2.1~2.3~93；
②《环境影响评价技术导则·声环境》HJ/T2.4-1995；
1.5评价范围
根据建设项目工艺特点及周围环境情况，确定本项目评价范围如下：
1.5.1空气环境
以建设项目冲天炉排气筒为中心，东西长1km，南北长1km，评价范围1km2。
1.5.2噪声环境
声环境评价范围为厂界噪声。
1.6评价内容与评价重点
评价内容包括：
项目工程分析、污染源分析、项目所在地环境质量状况、项目环境影响分析及污染防治措施等内容。
评价重点为：
铸造车间——冲天炉及电炉废气影响分析。
机加工车间——设备噪声影响分析。
1.7污染控制与环境保护目标
污染控制：
本项目在建设期及运****期的各个阶段，都应采用切实有效的污染防治措施以确保各污染因子达标排放，符合环保“三同时”的要求。
环境保护目标：
⑴大气环境保护目标
本项目大气环境保护目标为厂区南侧居民、葡萄等果树及东侧****的蔬菜大棚不受烟尘危害。
⑵噪声环境保护目标
保护厂区周界声环境，使其满足《工业企业厂界噪声标准》GB12348-90中Ⅰ类标准。
2建设项目概况
2.1项目名称及建设性质
项目名称：
****管件有限公司建设项目。
建设性质：
新建。
2.2项目规模及投资情况
项目规模：
年产球墨铸铁管件3000t。
投资情况：
项目总投资1500万元。
2.3建设地点及占地面积
建设地点：
****公路****道口西南侧。
占地面积：
项目总占地面积29000m2，建筑面积5000m2。
2.4生产组织定员及生产班制
生产组织定员：
项目定员400人，其中管理人员50人。
生产班制：
年工作日300天。
2.5厂区平面布置
项目建有铸造车间、机加工车间、办公室、仓库等设施，具体平面布设见图2-1，项目厂区平面布设及周围环境示意图。
3.工程分析
3.1原料、能源消耗及产品
原料：
生铁：
3300t（损耗10%）（其中熔化时自身损耗2%，浇铸损失3%，铁渣损失5%）
焦碳：
270t；
聚乙烯塑料EPS（做模）：
10t，（使用后生成H2O和CO2消失）；
稀土镁、孕育剂（SiFe75%）：
72.9t；
硅石：
21.6t；
石灰石：
60t；
能源：
用电20000kwh。
项目单位采用一台1t/h蒸汽锅炉用于生产消失模和冬季取暖，年燃煤30t。
水：
新鲜水：
6600t/a，用水取自自来水管网；（其中生产中需要600t/a，用于补充锅炉循环水及冲天炉渣水淬。
生活用水6000t/a）
循环水：
4t/d；
产品：
年产铸铁件1000kg；
3.2主要设备
表3-1项目设备一览表
序号
设备名称
台数
备注
1
预式水冷冲天炉
1台
5t/h
2
电炉
1台
1t/h
3
锅炉
1台
1t/h，蒸汽
4
成型机
7台
5
吊车
2台
10t；5t
6
消失膜铸造设备
1套
日本
7
立式车床
1台
125型
8
镗床
1台
168型
9
水压机
2台
10
叉车
1台
11
摇臂钻
1台
50
12
车床
3台
普通
3.3生产工艺流程
3.3.1球墨铸铁管件生产工艺流程简述
将生铁、石灰石、焦碳按批料分层投入冲天炉中，鼓入空气，经过煅烧将生铁熔化，当温度加热至1350℃时，炉渣水淬后、粒化运走。
铁水流入电炉继续升温，铁水遇到电炉底部的稀土镁等助剂后，发生球化与孕育反应，当铁水在电炉中温度上升为1500℃，铁水流入钢包，用吊车进行浇铸铁件，管件模具采用日本引进的消失模工艺，模型采用聚乙烯塑料制成（将聚乙烯塑料EPS加热，在成型机内成型，吹出颗粒，把颗粒送入消失模制造机中，压力成型，制得各种类型的消失模），把塑料模具置于砂中，制成砂型，并留有铁水入口和出气口，当塑料模具遇到炙热的铁水时，塑料被熔化，分解成水和二氧化碳，进入空气中。
铁水注入模型熔化后留下的空腔，待铸铁件冷却后，除去砂表面，即得到表面较为光滑的铸铁管件，管件再经过机加工车间，用砂轮机、车床、冲床、钻床对其进行加工，刷油后经过焊接车间的焊接处理，就制得成品，检验后，包装入库。
具体工艺流程见图3-1，铸铁管件生产工艺流程图。
生铁焦碳石灰石
鼓风机冲天炉水淬、粒化堆渣场
电炉球化、孕育
聚乙烯塑料成型机浇铸
机加工
焊接
检验
包装、入库
铸铁管件
图3-1铸铁管件生产工艺流程图
该工艺两个比较重要的工段包括：
⑴铸造车间；⑵机加工车间；
⑴铸造车间
本项目铸造车间采用冲天炉加电炉双联熔炼铸铁，是一种先进的熔炼方法。
没有只单独使用冲天炉熔炼铸铁的原因是由于冲天炉熔炼铸铁的优缺点如下：
优点：
1）设备简单、操作方便；
2）生产率高，而且根据需要可连续或间断出铁；
3）热效率高（可达50~70%），熔炼铁水成本低；
缺点：
出铁温度和化学成分不易严格控制。
没有单独使用电炉是因为，一般来说，对熔炼高级铸铁或铁水质量与温度要求高的，可以采用电炉、反射炉或坩埚炉。
但是这些熔炉的生产率低，熔化铁水成本较高。
为此，本项目采用联用。
首先用冲天炉来熔化铁水至1350℃，再用电炉升温至1500℃和调整化学成分，发挥了各自特点，熔得铁水既保证质量，又有比电炉较高的生产率和较低的成本。
1）冲天炉构造
图3-2，为冲天炉的炉体构造总图。
外壳是一个直立的圆筒，用厚为6~12mm钢板焊成，内砌耐火材料。
钢板与耐火材料间隔一层厚30~50mm的绝热材料。
炉体由以下几部分组成：
①炉身
从炉底板至加料口下缘为炉身，是冲天炉的主要部位，按各段
作用不同，分为炉缸、过热区、熔化区和预热区。
②炉底
由炉底板、炉底门和炉腿组成。
炉底板一般用铸铁或铸钢，厚30~40mm并有加强筋，炉腿通常是铸铁。
炉底门通过铰链连接在炉底板上，一般采用20~25mm的铸铁或钢板作成，门上钻有小孔，以增加透气性。
2）铁水浇铸
聚乙烯（EPS）粒料加入成型机内，用蒸汽加热，吹出适用粒料，进入消失模制造机，按生产产品设计需要在消失模铸造机装箱、浇铸、冷却、模型消失，成品加工——打掉小冒口。
有的产品要送入机加工车间，进行车、抛光（抛光机）、打压、防腐（油漆）等处理，制得成品。
⑵机加工车间：
将所需铸铁管按产品要求规格经过下料、粗车，再经过精车、粗精磨及抛光、焊接、组装、喷漆等工序即制得球墨铸铁管件标准件、配套件，装配后即为成品。
具体工艺见图3-3。
下料粗车精车粗精磨抛光焊接组装喷漆实验产品
图3-3铸铁管件机加工工艺流程图
3.4污染因素分析
3.4.1废气污染分析
3.4.1.1锅炉污染分析
该厂购置一台1吨燃煤锅炉，用于生产和取暖，年燃煤30t，烟尘排放浓度2000mg/m3，二氧化硫960mg/m3，年排烟尘0.8t，二氧化硫0.38t。
锅炉吨位虽小，但污染物的排放浓度较大，排放的烟尘、二氧化硫浓度及排放速率见表3-2。
表3-2锅炉燃煤污染物排放量
项目
烟气量
烟尘
SO2
m3/h
Kg/h
mg/m3
Kg/h
mg/m3
1t锅炉
2000
4
2000
1.92
960
（GB13271-2001）标准
200
900
3.4.1.2铸造车间烟气污染分析
铸造车间废气污染主要来源于熔化铸铁和球化处理两个阶段。
其中熔化铸铁主要发生在冲天炉中，球化处理主要发生在铁水进入电炉过程中，分别进行分析。
⑴熔化铸铁废气污染分析
根据生产经验数据，冲天炉熔炼每一吨铸铁时，排出的烟气量（指从加料口处排出的烟气）大约为700~900标m3/t铁，除在烟气中含有的气体有害物（一氧化碳、二氧化硫及氟化氢等）外，还含有大量的固体物质——粉尘，据统计大约为3~10kg/t铁。
这些有害气体及粉尘随烟气经烟囱排入大气，对环境污染较为严重，因此必须加以治理。
下面就冲天炉排放废气情况作以简要分析。
①冲天炉排出废气的特点
a.废气中粉尘含量及其粒度分布
废气中的粉尘含量因炉料情况及操作方法的不同，有很大的差异。
当焦碳碎小、铁料表面生锈或采用高风压大风量操作时，都要导致废气中粉尘浓度增加，一般每一立方米冲天炉废气中含尘量为5600-12400mg/m3。
粉尘的粒度分析见表3-3。
表3-3粉尘的粒径分析
风温
粒度组成
大颗粒>100μ
中颗粒10-100μ
小颗粒10-1μ
极小颗粒<1μ
冷风
44
40
8
8
热风
35
35
20
10
大颗粒粉尘主要是由破碎的焦碳粒，毁坏的炉衬、渣子、熔剂和砂粒等物组成；中颗粒的粉尘主要是焦碳中的灰分及熔化过程中形成的氧化物，如FeO，SiO2，MnO等；小颗粒粉尘主要是由金属氧化物的蒸汽和带入的有机物分解的气体凝聚而成。
粉尘的化学成分见表3-4。
表3-4粉尘的化学成分
SiO2
Fe2O3
CaO
MgO
AL2O3
冷风冲天炉
30-40%
15-20%
1-2%
1.5-2.5%
热风冲天炉
60-70%
5-10%
3-5%
8-10%
国家工业炉窑大气污染物排放标准规定，冲天炉灰尘浓度的最高允许浓度为150mg/m3。
由于本项目冲天炉废气中含尘浓度大大超过标准，必须进行除尘处理。
b.有害气体含量
冲天炉的烟气中，主要是氧、氮、二氧化碳、氟化氢、二氧化硫、一氧化碳、水蒸汽等组成，气体有害物的含量在烟气总量中所占的比例虽然不多，但对环境的影响却不容忽视。
冲天炉废气中有害气体的含量与操作方法和炉料情况亦有较大的关系，经类比同类企业得知，废气中主要有害气体的含量在下述广阔的幅度内变化。
冲天炉烟气中的气体有害物质的种类、含量、来源见表3-5。
表3-5冲天炉烟气中气体有害物质的种类、含量、来源表
气体有害物种类
含量
产生来源
氟化氢
50-680mg/m3；
熔剂中的萤石（CaF2）分解产物
二氧化硫
80-500mg/m3；
焦碳中的硫燃烧产生为主、冶金反应为次
一氧化碳
10000-120000mg/m3；
焦碳的不完全燃烧及还原反应产物
根据国家工业炉窑大气污染物排放标准规定，冲天炉二氧化硫浓度的最高允许浓度为2000mg/m3，氟化物为6mg/m3，一氧化碳无控制指标。
因此，本项目二氧化硫能符合要求，而氟化物则会超出排放标准。
氟化物气体腐蚀性强，污染了大气，对农作物有严重的损害，遇水后成为氢氟酸，会严重腐蚀建筑物和下水道。
必须进行处理。
c.废气的温度
冲天炉排出的废气的温度，由于操作方法的不同，相差也很大。
在整个操作过程中，温度的变化也很大。
一般在开炉初期和打炉前，废气温度最高，可达500-1000℃，正常熔化期废气温度为150-400℃左右。
②冲天炉排出废气总量及排放方式
本项目年产铸铁量为3000t，理论计算，冲天炉烟气总量为270万m3，该烟气经过处理后，达标排放，经由15m高烟囱排入大气，有少量烟气无组织跑冒。
⑵球化处理废气污染分析
球化处理废气主要产生于加热后铁水冲入电炉时产生的大量烟气。
该烟气产生量随机变化大，暂无法定量。
铁水球化处理使用的球化剂为稀土镁、孕育剂SiFe75%，在使用前先在电炉底部放入稀土合金颗粒，上面放置孕育剂，为防止冲入铁水时球化剂孕育剂迅速上浮至铁水表面氧化烧损而在上面放置铸铁末，再在上面放置火碱，然后浇注温度为1350度左右的铁水，由于发生激烈的反应产生大量白色的烟气。
烟气中污染物主要有粉尘、氧化镁等。
球烟粉尘粒度分析如下：
表3-6球烟粉尘粒度分析
名
称
参
数
项
目
粒度分布（重量）%
50μm
50-40μm
40-30μm
30-20μm
20-10μm
10-5μm
5-3μm
3-1μm
3μm
球烟粉尘
4.5
4.4
9.0
39.3
5.3
0.1
37.4
3.4.1.3机加工车间废气影响分析
在机加工车间，由于部分元件需要油漆，其漆是用普通漆及信那水调和，在人工操作刷漆及物件自然干燥过程中将挥发出漆雾及有机溶剂，其散发量经公式G=ΕME（据统计手册）计算，年漆雾及有机溶剂挥发量57Kg。
3.4.2废水污染分析
建设项目生产用水点位为冲天炉渣水淬。
所用水全部蒸发，无生产废水外排。
锅炉用水蒸发后不断补充不外排。
生产合计使用新鲜水600t/a。
企业职工生活污水来源于四个方面：
洗漱及洗衣下水、食堂下水、冲厕下水和淋浴下水。
全厂共有职工400人，合计年用水6000t，年排放生活污水5100t。
污水中主要污染物及浓度为：
COD，400mg/l；SS，200mg/l；BOD5，200mg/l。
则年排放COD2.04t，SS1.02t，BOD51.02t。
生活污水排入位于厂区东侧明渠，由地表径流汇入渤海。
3.4.3噪声污染分析
3.4.3.1铸造车间噪声污染分析
冲天炉系统是铸造车间的主要噪声源，其噪声产生部位、原因及特性见表3-7。
表3-7冲天炉噪声产生部位、原因及特征
噪声源
噪声分类
特性
强度dB（A）
风机
空气动力噪声
强度高、影响大、频率分布广
90~125
机械噪声
正常运转时噪声不太大
90~109
电磁噪声
控制设备的噪声
90~99
送风系统
漏气噪声
漏气产生的噪声
90~99
振动噪声
包括气流振动及由它引起的机械振动
90~99
加料系统
撞击噪声
加料、配料时料块、设备的碰撞
100~109
机械振动噪声
利用机械原理工作的设备运转时振动
90~109
电磁噪声
控制系统电器元件的工作噪声
90~99
3.4.3.2机加工车间噪声污染分析
机加工车间主要的噪声源为冲床、钻床等生产设备在机械加工过程中产生噪声污染，产生噪声的主要设备为冲床、车床、铣床、刨床等，其中冲床是依靠飞轮、偏心轮、连杆机构带头冲头上下往复工作。
噪声一般在90~100dB（A）左右，大大超过车床、铣床、刨床等普通车床的噪声，铣床、刨床产生的噪声源强为85dB（A）左右。
组装工艺产生的噪声较小，约为60dB（A）左右。
3.4.4固体废弃物污染分析
3.4.4.1锅炉炉渣
项目年产生锅炉炉渣10t。
3.4.4.2铸造车间炉渣
冲天炉炉渣主要由燃料的灰分、炉衬、熔剂及金属的氧化物构成。
冲天炉排渣量约为出铁量的8-15%。
则本项目排渣量约为240~450t/a。
表3-8是冲天炉炉渣的成分范围。
表3-8冲天炉炉渣的成分范围
组分
占百分数（%）
组分
占百分数（%）
SiO2
40-55
CaO
15-30
AL2O3
7-20
MgO
1-8
MnO
2-10
S
0.05-0.3
FeO
5-15
P2O5
0.1-0.5
3.4.4.1机加工车间固废物
该项目每年机械加工产生的边角余料废铁屑，日产生量为500Kg，年约为150吨左右。
该边角余料废铁屑将重新回到冲天炉中进行熔化，不排入外环境。
4.建设区域环境概况
4.1自然环境概况
4.1.1地形、地貌
项目拟选厂址位于******海东办事处，******区位于****市西南部，西濒****东湾，其余与盖州市接壤。
总面积65平方公里。
东北部为丘陵边缘，西南为平原，海岸线长20余公里，依山傍海、风光秀丽。
沈大高速公路、****公路、长大铁路贯东部，西部是****新港，已开通一百多个国家和地区的四十多余航线，区内交通非常便利，自然地理条件十分优越。
4.1.2气候、气象
******区属于温带大陆性季风气候，由于受海洋的调节，冬季无严寒、夏无酷暑。
春季干燥多风，夏季雨量充沛，秋季天高气爽，冬季多寒潮，年平均气温9.6℃。
夏季盛行南风和西南风，冬季多北风和东北风，年平均风速为3.6m/s。
4.2社会环境概况
该项目建于****公路****道口西南侧，具体位置见图4-1，项目地理位置示意图，交通非常便捷。
从项目周围环境来看，厂址东侧原是临建苦土房、厂址所在处原有少量农田、葡萄树。
项目单位已花费近100万元，将其动迁、平整。
东：
紧邻****公路。
西：
为泄洪沟、有大片农田、果树；
南：
30m外，有十余户农居；
北：
建材市场、矿产品公司；
4.3环境质量概况
4.3.1环境空气质量
大气中主要污染物是总悬浮微粒（TSP）、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NO2），执行环境空气质量二级标准，监测结果见表4-1。
表4-1环境空气质量监测结果单位：
mg/L
监测项目
监测结果
标准
年平均
日平均
年平均
日平均
TSP
0.14
0.05－0.20
0.20
0.30
SO2
0.02
0.01－0.06
0.06
0.15
NO2
0.05
0.02－0.10
0.08
0.10
从表4-1中可以看出，环境空气质量已经达到了国家要求的二级标准，说明环境空气质量良好。
4.3.2污水受纳海域水质状况
该项目排放的生活污水，通过下水管网排入近岸四类海域，海水水质四类标准。
海水中主要污染物是化学耗氧量（CODMe）、无机氮、石油类等，监测结果见表4-2。
表4-2污水受纳海域水质状况单位：
mg/L
项目
PH
溶解氧
无机氮
CODMe
石油类
最大值
8.37
10.12
1.39
4.19
0.12
最小值
8.03
6.00
0.48
2.50
0.11
平均值
8.06
0.98
3.34
0.11
标准
6.8－8.8
>3
≤0.5
≤5
≤0.5
超标率
0
0
50%
0
0
从表4-2可见，污水受纳海域水质中无机氮超过标准，超标率为50%，平均值超标近1倍，其余各项污染物均达到标准。
但是，由于历史原因，该水域内已经建立了月牙湾浴场，为了保护现状功能，按二类水质要求，控制水质污染程度的发展。
这样，水质中化学耗氧量（二类标准≤3mg/L）和石油类（二类标准≤0.05mg/L）都超过了标准。
4.3.3声环境
通过环评人员对拟选厂址的现场监测，厂界东侧噪声值为57.0dB（A），西侧为53.1dB（A），南侧为50.5dB（A），北侧为54.0dB（A）。
可见，厂界噪声值均符合《城市区域环境噪声标准》GB3096-93的1类标准、东侧符合4类标准。
5.环境影响分析
5.1大气环境影响预测分析
5.1.1锅炉废气环境影响分析
项目单位计划使用一台1吨燃煤锅炉取暖，吨位虽小，但污染物的排放浓度较大，烟尘排放浓度是2000mg/m3，SO2排放浓度是960mg/m3，烟尘浓度超《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2001）（200mg/m3）10倍。
国家对于1吨以下的燃煤锅炉严禁使用散煤。
项目单位应对计划按装的一台1吨燃煤锅炉采用燃烧节能型煤或由燃煤改为燃油方式。
使污染物排放达到《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2001）。
5.1.2铸造车间废气环境影响分析
⑴冲天炉烟尘对环境的影响
冲天炉烟尘包括冶金烟尘、碳素烟尘和灰尘。
按其粒经不同分为大颗粒烟尘（指粒度大于100µm）、中等颗粒烟尘（指粒度在10
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