預(yù)拌混凝土企業(yè)低碳化管理

黃浩，王章夫，周群，黃成，鄭應(yīng)生

（1.浙江華威建材集團(tuán)有限公司， 浙江杭州 310018；

2.杭州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站，浙江杭州 310018）

混凝土是目前使用量最大的建筑材料，2010年我國預(yù)拌混凝土產(chǎn)量約為9.7億m3，其中混凝土主要原材料水泥是高耗能、高二氧化碳排放的產(chǎn)業(yè)。隨著全球?qū)μ寂欧乓笤絹碓絿?yán)，混凝土的碳排放已擺在預(yù)拌混凝土企業(yè)管理的議事日程中。對預(yù)拌混凝土生產(chǎn)企業(yè)而言，混凝土低碳目標(biāo)應(yīng)是：混凝土耐久性優(yōu)越，提高建筑物的使用壽命，減少直接或間接的維護(hù)費用;最大限度的綜合利用礦物摻合料等工業(yè)廢料；提高生產(chǎn)效率、降低能耗、降低各項消耗、保護(hù)環(huán)境、消除或盡可能減少環(huán)境污染；組織無廢生產(chǎn)，最低限度的消除廢渣、廢料、廢水、廢棄物的產(chǎn)生。近幾年，筆者公司在低碳預(yù)拌混凝土管理上采取的措施主要有：

1 重視生產(chǎn)系統(tǒng)環(huán)保節(jié)能的改造和管理

1.1 粉塵的控制

（1）將攪拌主樓、骨料堆場、骨料配料站、輸送皮帶機(jī)實現(xiàn)全封閉，骨料經(jīng)汽運到廠后，卸料及輸送過程均在封閉的環(huán)境中完成。揚塵通過開啟卸料斗處的噴淋裝置進(jìn)行降塵處理。

（2）粉料倉庫位除塵：每座粉料儲存?zhèn)}倉頂安裝一臺主動式脈沖除塵機(jī)，過濾面積27m2，功率為3kW，空氣流量達(dá)5268 m3/h，滿足輸送時的除塵要求。粉料輸送時離心風(fēng)機(jī)自動開啟，降低輸送阻力；輸送結(jié)束時，自動以脈沖氣流對濾袋進(jìn)行反吹，將過濾下來的粉塵清除至粉倉內(nèi)。

（3）主樓除塵：攪拌主樓的除塵通過一臺主動脈沖式除塵機(jī)完成，該除塵機(jī)過濾面積47m2，功率5.5kW，空氣流量為7226 m3/h。通過直徑200mm的管道與攪拌主機(jī)上蓋連接，空氣吸入口為骨料卸料口。過濾的灰塵在每個攪拌周期中通過脈沖反吹后由螺旋輸送機(jī)送至攪拌主機(jī)，完成收塵回用過程。

1.2 噪聲的控制

通過主被動方式盡可能降低噪聲。

（1）采用低噪聲的設(shè)備?？諝鈮嚎s機(jī)采用低噪聲的阿特拉斯螺桿式空壓機(jī)，氣動元件排氣口安裝消聲器；通過加大輸送帶機(jī)托輥夾角，提高輸送帶單位截面，把皮帶輸送機(jī)帶速控制在2m/s以下，有效地降低運行噪聲，并延長機(jī)械部件使用壽命。

（2）骨料堆場、配料站、皮帶輸送機(jī)、攪拌主樓均實行全封閉，粉料輸送區(qū)半封閉，降低生產(chǎn)時混凝土產(chǎn)生的噪聲。

1.3 工業(yè)廢水和固體廢棄物零排放的控制

對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染物（主要是生產(chǎn)過程及攪拌車洗車產(chǎn)生的廢水、廢混凝土）進(jìn)行處理并加以回收利用，達(dá)到“零排放”的效果。

采用砂石污水分級回收系統(tǒng)，包括回收處理水池組、砂石污水分級機(jī)、分離砂石堆場、洗車臺及洗車溜槽。廠區(qū)排水系統(tǒng)，將攪拌樓及其周圍的廢水通過明溝排入砂石污水分級回收系統(tǒng)的沉淀池內(nèi)，并能將雨水收集至清水池中用于混凝土生產(chǎn)，減少混凝土生產(chǎn)中的自來水用量，超過清水池容積部分將溢流到廠區(qū)的雨水管中。攪拌洗車污水經(jīng)攪拌處理后，用泥污泵將含固廢水輸送至攪拌樓上的暫存攪拌槽中，通過單獨計量作為產(chǎn)品的原料用于生產(chǎn)，徹底解決生產(chǎn)過程及洗車產(chǎn)生的污水排放問題。該系統(tǒng)布置圖如圖1。

圖1 砂石污水分級回收系統(tǒng)布置圖

攪拌車在裝料完成后由攪拌樓對攪拌車混凝土接料口用水進(jìn)行加壓沖洗，減少車輛出廠前清洗工作量，減少沖洗用水量。攪拌樓四周設(shè)有明溝將地表水排至砂石污水分級回收系統(tǒng)的沉淀池中回用。

每日水量計算：每日混凝土產(chǎn)量約5000m3，每日每立方米使用回收水量50kg×5000m3＝250t。

回收水?dāng)嚢璩孛咳昭h(huán)次數(shù)約250÷2÷36＝3.47次。

洗車水產(chǎn)生量約60車×每日2次×每次洗車用水量約1500kg＝180t。

洗車水?dāng)嚢璩孛咳昭h(huán)次數(shù)約180÷2÷36＝2.5次。可滿足生產(chǎn)中廢水循環(huán)利用的需要，廢水濃度可以得到有效控制。

整個系統(tǒng)中清水池及沉淀池之水可提供為廠區(qū)內(nèi)各項清洗之用。例:場地清洗、水溝清洗、機(jī)械清洗、皮帶機(jī)清洗等；可節(jié)省原有大量之清洗用水，不同的沉淀池容納不同的水，以達(dá)到水盡其用，污水不外流的目的。

1.4 節(jié)能控制

（1）采用裝備單臺功率75 kW電機(jī)的3m3低功率的攪拌主機(jī)，與傳統(tǒng)3m3攪拌主機(jī)功率為110 kW，能耗下降三成。

（2）采用高性能螺桿式空氣壓縮機(jī)，能按設(shè)定的最低、最高空氣壓力值進(jìn)行自動控制。配料站平皮帶機(jī)只在向主樓骨料過渡斗輸送骨料時自動啟動，輸送完成后自動停止，降低空轉(zhuǎn)能耗。

（3）采用高效照明裝置，并定時開關(guān)，避免浪費。目前單方混凝土生產(chǎn)耗電量約為1.13度，電耗控制比較理想。

（4）使用低油耗發(fā)動機(jī)的攪拌車，油耗由原來50L/100km下降至42L/100km。

1.5 ERP管理系統(tǒng)

使用攪拌站ERP管理系統(tǒng)，提高生產(chǎn)效率，保障產(chǎn)品質(zhì)量。公司把經(jīng)營管理、材料管理、生產(chǎn)管理、技術(shù)管理、車輛管理、人事管理等均納入ERP管理系統(tǒng)。同時整合攪拌樓控制系統(tǒng)、壓力試驗機(jī)、筒倉管控系統(tǒng)、加油機(jī)、GPS車輛調(diào)度系統(tǒng)、攪拌車回廠系統(tǒng)，使之成為一個有機(jī)整體，更加有效地對混凝土生產(chǎn)進(jìn)行控制。如原材料中粉料的輸送控制（即筒倉管控）流程為：①運輸車輛進(jìn)廠重車過磅；②司磅員選擇車輛裝載原料名稱；③ERP系統(tǒng)將自動列出該原料可入庫的庫別；④司磅員選擇相應(yīng)的庫別（即筒倉號），并采集重量；⑤運輸車到達(dá)指定庫位，相應(yīng)的庫位指示按鈕亮綠燈；⑥運輸車司機(jī)按亮綠燈按鈕，打開筒倉輸送管口的檔桿（如圖2：檔桿為打開狀態(tài)），筒倉除塵機(jī)自動啟動；⑦輸送車接好管道，開始送灰。輸送結(jié)束后拆管，按紅色控制按鈕，關(guān)閉檔桿及除塵機(jī)（否則無法回磅）；⑧運輸車過磅取皮重后離廠。

圖2 運輸車筒倉輸送管口的檔桿打開狀態(tài)

使用ERP管理系統(tǒng)后，信息傳遞由以前的紙質(zhì)記錄傳遞轉(zhuǎn)變成網(wǎng)絡(luò)傳遞，大大減少紙張的使用，減少重復(fù)錄入中可能的人為差錯。生產(chǎn)流程中要生產(chǎn)出混凝土，必須先有營銷合同（有效狀態(tài)），經(jīng)營部根據(jù)客戶要求建立生產(chǎn)任務(wù)單，經(jīng)生產(chǎn)部確定生產(chǎn)樓號、時間并簽核后，實驗室方可出具配比單；有配比并經(jīng)工藝員二次審核后，調(diào)度方可安排生產(chǎn)。攪拌車輛根據(jù)回廠時間自動排序進(jìn)入發(fā)貨作業(yè)，調(diào)度發(fā)出生產(chǎn)指令后，相應(yīng)攪拌樓將得到完整的任務(wù)及配比信息，可執(zhí)行混凝土生產(chǎn)，同時車號信息同步發(fā)送至攪拌樓前的電子顯示屏上，供攪拌車駕

駛員查看，使駕駛員可更好地掌握生產(chǎn)信息，減少車輛怠速油耗。全過程中無數(shù)據(jù)手工傳遞，各部門各司其職，責(zé)任明確，數(shù)據(jù)自動傳遞。攪拌樓操作員可以集中精力關(guān)注混凝土生產(chǎn)過程及產(chǎn)品質(zhì)量，每一盤次生產(chǎn)中，在攪拌樓出混凝土前10s時攪拌機(jī)內(nèi)窺攝像機(jī)自動工作，將攪拌機(jī)內(nèi)混凝土的實時攪拌情況反饋給操作員，同時通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給工藝員，改變了以往當(dāng)前盤次無法有效進(jìn)行調(diào)整的狀況，保證了混凝土的出廠質(zhì)量。技術(shù)管理的集成使得原材料的實驗數(shù)據(jù)可以及時用于生產(chǎn)配比的自動調(diào)整，可以更加有效地動態(tài)控制混凝土的質(zhì)量；實時從攪拌樓傳回的實際稱量數(shù)據(jù)，結(jié)合壓力試驗機(jī)產(chǎn)生的產(chǎn)品抗壓強度數(shù)據(jù)，可更好地提供產(chǎn)品質(zhì)量的控制依據(jù)。集成GPS車輛管理的生產(chǎn)調(diào)度發(fā)貨作業(yè)，有利于保證混凝土供應(yīng)的連續(xù)性，減少因混凝土供應(yīng)過快或過慢造成的質(zhì)量隱患，提高車輛利用率，降低油耗。

2 低碳預(yù)拌混凝土的產(chǎn)品管理

生產(chǎn)過程中減少混凝土碳排放的主要措施是:抓好原材料質(zhì)量的穩(wěn)定性并進(jìn)行合理的產(chǎn)品設(shè)計，對此公司進(jìn)行以下幾方面的管理控制：

（1）對所用材料的性能品質(zhì)通過頻次檢測，按月進(jìn)行穩(wěn)定性控制評價。如對水泥，筆者公司按水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度、安定性、強度、凝結(jié)時間，分一、二、三等級；每天進(jìn)廠水泥按批進(jìn)行與外加劑的相容性試驗，并將實驗數(shù)據(jù)反映在使用材料的黑板上，作為工藝員調(diào)整外加劑摻量、控制單位用水量的依據(jù)。其他如外加劑、各類礦物摻合料、砂石骨料根據(jù)內(nèi)控要求分別進(jìn)行評價采用。將當(dāng)月材料的品質(zhì)狀況反饋給材料部。在日常管理中加強與材料部的溝通，共同將材料品質(zhì)質(zhì)量作為一個關(guān)注點，達(dá)到原材料品質(zhì)穩(wěn)定性的控制。

（2）重視單位用水量的控制，加強工藝控制管理和檢查。近幾年，筆者公司把控制單位用水量作為技術(shù)管理目標(biāo)進(jìn)行管理分解。普通混凝土單位用水量≤180kg/m3，高性能混凝土單位用水量≤170kg/m3，在低用水量、低水膠比的前提下提高混凝土的耐久性能。通過對單位用水量的控制管理，理順材料采購、配比設(shè)計、工藝控制的職能，如工藝員工作職能：加強原材料質(zhì)量巡視、骨料含水率檢測，確?；炷僚浔葐挝挥盟坎怀瑯?biāo)；確保新拌混凝土的和易性，滿足運輸和施工要求，硬化混凝土的性能符合設(shè)計要求。加強現(xiàn)場預(yù)拌混凝土技術(shù)服務(wù)，跟蹤現(xiàn)場加水取證及試件成型養(yǎng)護(hù)工作，做好預(yù)拌混凝土工藝控制自檢和試驗室主任工藝抽檢臺賬。

（3）盡最大可能多用礦物摻合料，全年要求每立方混凝土礦物摻合料用量占膠凝材料總用量33%。 合理的礦物摻合料必須依據(jù)環(huán)境條件變化的影響，水泥、外加劑與礦物摻合料的相容性、集料的優(yōu)化組合等基礎(chǔ)試驗，由筆者公司中心試驗室獨立完成并指導(dǎo)應(yīng)用。

（4）重視混凝土耐久性能的比對檢測。筆者公司的耐久性指標(biāo)主要分解為碳化、電通量和混凝土收縮三大指標(biāo)進(jìn)行評價，每半年一次。

3 總結(jié)

（1）實現(xiàn)低碳預(yù)拌混凝土是混凝土行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的必然要求，也是混凝土行業(yè)改變自身形象，利國利民的重大舉措，可確?；炷列袠I(yè)的持續(xù)發(fā)展。

圖3 浙江華威建材集團(tuán)有限公司環(huán)保節(jié)能型廠區(qū)（下沙站）實況

（2）在新建工廠過程中，筆者公司按照“低碳”理念選擇硬件設(shè)施，在全公司中積極倡導(dǎo)實施“低碳混凝土”的生產(chǎn)管理，取得了一定的成效（圖3）；但與國內(nèi)不少企業(yè)還存在較大差距，我們將與行業(yè)同道一起不斷創(chuàng)新，為開創(chuàng)一個混凝土發(fā)展的新時代做出更多貢獻(xiàn)。

[1]劉大林. 發(fā)展混凝土綠色生產(chǎn)的實踐與探索“.首屆全國預(yù)拌混凝土行業(yè)綠色生產(chǎn)論壇-會刊”[C].中國混凝土與水泥制品協(xié)會預(yù)拌混凝土分會第一屆三次理事會擴(kuò)大會議，2011年7月，南京.