天津港汇盛码头公司-研发散货运输车辆清洁系统

研发散货运输车辆清洁系统天津港汇盛码头有限公司技术部开拓者QC小组公司简介2天津港汇盛码头有限公司成立于2009年12月7日，同年12月18日实现试投产。公司主要经营进出口货物的装卸、仓储、堆存、保管、运输中转及储运等业务，并提供与上述业务相关的咨询服务。公司拥有2个4万吨级泊位和2个10万吨级泊位，水深-14.0～-15.7米，码头岸线为1075米，陆域面积近40万平方米，设计通过能力为1100万吨/年。是天津港也是全国目前规模最大、等级最高、现代化设备和管理理念最先进的杂货码头。小组概况小组名称开拓者QC小组小组成立日期2010年3月注册编号HSMT-2012-007课题名称研发散货运输车辆清洁系统

课题注册日期2012年2月注册编号HSMT-2012-007课题类型创新型活动时间2012年2月至2013年2月小组组长宋学义小组人数10小组活动情况3-5次/月出勤情况98%3一、课题背景随着我公司的散货作业量逐年增加，在运输以各类矿石为主的散货时所产生的大量粉尘污染问题越来越严重。为此我公司一直致力于这方面的问题控制。我公司成立三年来的散矿作业量的增幅统计对比42010年2011年2012年1~3月047.1896.235一、课题背景船码头汽车衡货场门机吊运车辆运输车辆运输洒水车、吸尘车吸尘车、人力清扫吸尘车清扫因此如何从源头入手，把污染源解决在源头阶段是我们此次活动的主攻方向。首先，我们对我公司散货作业物流步骤及防污染措施进行了分析：从这张图可以看出，车辆运输阶段公司采用的仍旧是较为落后的人工配合机械清扫的方法。并且，从这个饼分图我们可以看出，水平运输阶段占到了全部运输过程的90%以上的时间。亟待解决和改进本阶段的防污染措施有效

本阶段的防污染措施有效

亟待解决和改进

6镍矿一般的时候是泥状，运输过程中极易粘挂在车辆轮胎上不易脱落，干了以后变成土块，经过车辆碾压后就变成颗粒和粉末，造成污染。接下来，我们对公司经营的主要货类的情况进行了分析，从这个饼分图可以看出，镍矿作业量占到了整体的60%。一、课题背景因此粘挂在运输车辆轮胎上的镍矿是造成污染的源头，而解决这一问题是我们此次攻关课题的主要方向。

解决运输车辆轮胎上粘带过多散矿问题，降低道路污染7可立即实现需要安排固定的人员无需投资效率低管理困难人工清理货车轮胎能够实现自动清理，需少量人员需要投资较大容易管理效率较高污水集中处理专用车辆清洁系统需少量人员投资较少设计难度小，可以很快实现污水较难处理用水多浪费资源水枪配合工人清洗一、课题背景为此，我小组成员集思广益，提出了三个备选课题。随后，我们从经济性、解决问题的难易程度、预期效果等多方面对这3个备选课题进行了综合分析和比选。8一、课题背景

项目课题经济性解决问题难易程度预期效果综合分析和可行性论证结论人工清理货车轮胎好比较容易一般2011年2月，小组成员会同装卸队工作人员，对人工清洁车辆的可行性进行了现场的试验和论证，得出的结论：人工清洁效率较低，不能满足车辆转运的流量需求。暂时放弃专用车辆清洁系统一般比较困难好2011年2月，我们对该系统的研发可行性进行了论证：设计一种能够循环利用水的车辆清洁装置，可以实现高效率、高质量的清洁运输车辆，同时运行成本较低，但一次性投资较大。选择水枪配合工人清理一般比较容易一般2011年2月，我们对其进行了可行性论证：项目的实现非常容易，投资也不大，但用水量较大，污水处理也较困难，工人作业强度大。暂时放弃9二、目标设定

在保证空气中颗粒物浓度低于1.0g/m3前提下，货场和干道人工清扫次数为0。

高效清洁运输车辆轮胎上的矿石，平均每台车不能超过20秒。现有情况资金保证人员素质执行《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996中的要求，即空气中的颗粒物污染浓度必须低于1.0g/m3。公司要求通过人工清扫，我们现已达到标准要求。清洗装置投入使用后，效果必然好于人工清扫，因此应该能够达到目标要求。公司领导对该项目的资金适用提供了强大的支撑，特批了专项用款。小组成员结构合理，熟知质量管理的基本原理，经验丰富。曾经研制多个项目，均获国优。10目标可行性分析

二、目标设定可以实现11三、提出各种方案及确定最佳方案

在提出解决方案前，我小组成员召开了主题会，专门对该设置设计时应该满足的一些条件即应该考虑的一些问题进行了头脑风暴，得出了如下结论：性能可靠，结构简单，容易维修和更换零件。价格便宜，制作方便。用水需要循环，防止浪费水资源。考虑到中国北方冬天天气寒冷，清洁系统的水循环需要有防冻措施。研发散货运输车辆清洁系统12直接使用水枪清理更容易实现，但不能实现循环利用水排出的污泥只是矿粉，可以回收利用，补回货物中应加强员工的环境保护意识为了达到预定目标，小组成员运用头脑风暴法，开展创造性思维，提出研发固定式和移动式车辆清洁系统这两个备选方案。研发固定车辆清洁系统需要挖掘基坑，投资大，时间长需要布设管道，使用时方便取水和排污一旦出现故障，不容易维修清理沉淀的污水和矿渣比较困难结构稳固，容易保养，不易损坏研发移动车辆清洁系统投资相对较小，制作快冬季保养困难，容易结冰吊装和拼接有困难，容易漏水需要使用水罐车取水、清污清理污水和矿渣比较容易三、提出各种方案及确定最佳方案

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方案评估内容是否选定标准分析研发固定车辆清洁系统可实施性固定车辆清洁系统，应先在选定的地址上挖掘基坑，在基坑上修建洗车池，储水罐等设施，所有的设备都不能移动。这种方案可实施性差，投资较大，施工周期过长否维护方式维修保养较困难，由于设施不能移动，一旦系统出现故障，只能就地解决，基础设施也不能更换。用水由于设施固定，因此可以布设供水管道，自动供水、补水，用水方便清污需要进入水箱清污。清污时，将水箱中的水放出，人进入水箱中进行清理污泥，困难大，效率低。研发移动车辆清洁系统可实施性移动车辆清洁系统，是分段制作清洁系统的洗车池、储水罐等设施，制作完成后，进行拼装，而且随时可以拆解转移。这种方案可实施性强，投资相对小。是维护方式维修保养较方便，可针对故障情况制作各种零件进行更换，包括洗车池、水箱等都可以随时更换，可在不影响连续使用的情况下进行维修，也可以拆解移动到车间维修。用水难以布设水管，需用水罐取水。水箱可以放在专门制作的托板上，直接拖到水源处取水，运行时需要补水，但用量比较小，可以用喷淋水罐车进行补水。清污可以在活动水箱下加排污阀门，需要清污时，可以打开阀门直接排污，相对较方便。三、提出各种方案及确定最佳方案

是是最终我们确定最佳方案：研发移动车辆清洁系统14三、提出各种方案及确定最佳方案

开始结束收集设计需求提出设计方案试运行修改完善测试使用制作最佳方案确定后，小组成员首先绘制了移动散货运输车辆清洁系统实施流程图，以指导小组活动的开展。15根据实施流程图，我们对散货运输车辆清洁系统进行了初步的设计。电闸箱水泵水箱水管道电路引道引道洗车池沥水台车辆补水排污三、提出各种方案及确定最佳方案

16试验时间：2012年3月15日试验地点：流机队负责人：王志刚比选标准：体积小，寿命长，能够长期处理污水。方案实物对比特点试验分析结论离心泵优点：应用广泛，价格低廉。体积小，噪音小，寿命长。缺点：扬程低，使用前需要灌水。车辆清洁系统主要处理的是污水，对扬程要求不高，因此适宜使用离心泵。活塞泵优点：扬程高，结构简单，容易维修，使用前不需要准备。缺点：适应污水能力差。不采用三、提出各种方案及确定最佳方案

采用采用对比选择一：水泵形式的确定17试验时间：2012年3月15日试验地点：流机队负责人：孙新比选标准：选择的水泵扬程大于3m，水泵流量至少26.4m3/h，价格低，质量可靠。方案实物对比特点对比选择分析结论瑞邦65ZW30-18自吸式排污泵设计独特，叶轮是缩在单独的叶轮室内，当叶轮旋转时，泵内液体产生强烈的轴向涡流作用，使进口造成真空，出口产生扬程。因而杂质可以从压水室排出，所以它的流道是完全畅通的，其排污效果是其他自吸式排污泵无可比拟的。该水泵额定流量30m3/h，扬程5m，满足使用要求且价格适中，公司曾使用过，极少出现故障。艾而泵业80ZW40-16排污泵既可象一般清水自吸泵那样不需按底阀，不需引灌水、又可抽吸含有大颗粒固体块、长纤维的污物、沉淀物废矿杂质、粪便处理及一切工程污水物，完全减轻工人的劳动强度，而且使用、移动、安装方便、极少维修、性能稳定。该水泵额定流量40m3/h，扬程16m，满足使用要求，但且价格较高，且公司未曾使用过，一手资料不掌握。不采用恒盛WZW系列自吸式污水泵不需要安装底阀，不会发生堵塞，无缠绕问题，能通过的软固体块最大直径可为泵口径的百分之六十，纤维长度为泵口径的五倍还多。即使有杂物堵塞叶轮流道也可及时处理清除。该水泵额定流量60-300m3/h，扬程13-22m，满足使用要求，但其流量过大，且价格也较高，且公司未曾使用过，一手资料不掌握。不采用三、提出各种方案及确定最佳方案

二次选择离心泵型号采用采用18试验时间：2012年3月18日试验地点：流机队负责人：刘中锋比选标准：清洗效果达到要求，结构简单，保养维护方便，冬季也可以使用。方案设计描述及原理示意图特点试验分析结论喷淋方式布设管道，使用高压喷头从水池两侧向上喷射水柱，达到清洗效果。优点：效果好，基本达到无残留。缺点：需要布设管道，冬天不能使用，容易堵塞。车辆清洁系统冬夏都需要使用，喷淋装置保养较困难。主要需要处理的镍矿、铁矿车辆轮胎在沾水后基本融化进入水池，可以达到设计要求。不采用浸泡方式只使用水池清洁，水池中的水应没过轮胎的一半。优点：结构简单，投资小。缺点：效果较差。三、提出各种方案及确定最佳方案

对比选择二：清洗方式的确定采用采用19试验时间：2012年3月19日试验地点：流机队负责人：刘中锋比选标准：能够在沥水台上将水沥干。方案原理示意图试验分析结论12m长车辆轮胎经过清洗池后得到清洗，但要在沥水台上将水沥干，我们将成两轮胎浸湿，模拟在沥水台上的行车速度行驶，发现需要15m长的沥水台就可以将水沥干。不采用15m长18m长不采用三、提出各种方案及确定最佳方案

对比选择三：沥水台长度的确定采用采用对比选择四：污水处理方式的选择20试验时间：2012年3月试验地点：流机队负责人：刘中锋比选标准：结构简单，容易清理。方案设计描述及原理示意图特点试验分析结论过滤处理设计三级水箱，每级之间使用滤网过滤杂质，最后一级的水补充回水池。优点：处理效果好，能够很好的控制每级的污物颗粒大小。缺点：清理滤网不及时会被堵塞。车辆清洁系统对污水处理的质量要求不高，处理后的水补回水池可利用，但由于使用时，负荷较大，需要适应能力较强的设计。不采用沉淀处理设计三级水箱，每级之间使用管道连通顶部，使污水在水箱中分级沉淀，最后一级的水补充回水池。优点：结构简单，容易清理。缺点：处理污水效果较差，补回的水会有较多杂质。三、提出各种方案及确定最佳方案

采用采用对比选择五：排污方式及先后顺序的确定21试验时间：2012年3月试验地点：流机队负责人：刘中锋比选标准：能够通过简单的操作达到防水、清污的功能。方案设计描述及原理示意图特点试验分析结论侧排污三级水箱侧面一定高度开排污口，并安装阀门，需要清污时，经过沉淀的水从侧阀门排出。优点：沉淀后开阀门防水可使一部份水实现再利用。缺点：不能清理水箱底部的污泥。经过分析，我们小组成员一致认为两种排污方式都很必要，且并不冲突，使用时，先使污水经过沉淀，通过侧排污口将可回收的水排出，再从底排污口清理污泥，达到最佳效果。底排污三级水箱底部各开一个排污口，安装阀门后，需要清污时打开阀门，从底部承接即可。优点：排污方便。缺点：三级水箱放在专用的托板上，使水箱架高，因此需制作托板。三、提出各种方案及确定最佳方案

先采用先采用后采用后采用对比选择六：加热管的位置22试验时间：2012年3月试验地点：流机队负责人：刘中锋比选标准：加热管寿命长，加热效果好，安装方便。方案设计描述及原理示意图特点试验分析结论上置式加热管置于水箱上部，用于冬天加热水箱优点：安装、布置方便。缺点：水箱水位过低时加热容易造成加热管损坏。由于需要冬季使用清洁系统，因此在水循环的过程中必须增加一个加热环节，如果密封做好，能够保证不漏水，同时为了能够保证使用寿命，选择侧置式。不采用底置式加热管置于水箱底部，用于冬天加热水箱优点：形成对流，加热效果好。缺点：加热管容易被污泥盖住，影响正常工作不采用侧置式加热管置于水箱上部，用于冬天加热水箱优点：整个加热管浸入水中，不容易损坏。缺点：需从水箱侧面开孔，容易漏水。三、提出各种方案及确定最佳方案

采用采用23研发散货运输车辆清洁系统三、提出各种方案及确定最佳方案

采用65ZW30-18型离心泵并进行初步设计制作水池并采用浸泡式方法除污制作15m长的沥水台及引道规范车行线路及安装位置整体装配测试使用制作具有沉淀净化功能、底排污、侧排污和侧置式加热管装置的三级水箱及托板参照上述比选结果，我们制定了最佳细化方案：24四、制定对策表2012.5.7~5.8全体设备使用地1.进行使用测试；2.测试中遇到的问题进行整改。一次测试成功，系统投入使用整体装配和测试使用62012.4.26~4.28李敏周学龙货运市场部1.与货运市场部核实运输路线2.设计一处与电源较近的位置装配1.将装置装配在运输路线上2.需要安全方便的电源设计安装位置52012.4.23~4.28王志刚周学龙维修区1.制作三级水箱2.水箱侧面和底面开孔安装阀门3.水箱侧面安装加热装置4.保证托板能够承载水箱和水。1.水箱放水除污方便2.水箱能加热至每24小时上升10℃，确保冬季能使用制作具有过滤功能和侧排污、侧置式加热管装置的三级水箱及托板42012.4.10~4.20王志刚孙新维修区1.制作长15m的沥水台2.沥水台采用独特的设计保证充分沥水并使水回流。1.沥水台能够充分沥水；2.确保沥出的水能流回水池制作15m长的沥水台及引道32012.3.26~4.9刘中锋王志刚维修区1.测量货车轮胎直径，并按照测量数据设计水池管道位置2.水池与水箱采用软管连接保证不漏水1.水池中的水没过轮胎一半，2.与水箱连接处不能漏水制作水池并采用浸泡式方法除污22012.3.12~3.16刘中锋李敏技术部1.进行价格比较。2.仔细分析水泵的说明，再选购1.型号符合要求2.比较价格采用65ZW30-18型离心泵进行初步设计

1完成时间负责人地点措施目标对策项目25五、实施实施一：采用65ZW30-18型离心泵进行初步设计1.我小组根据需要对车辆清洁系统进行了总体设计，为了演示方便我们制作了如下模拟。262.在总体设计的基础上，我们将之前选择的瑞邦品牌型号为65ZW30-18自吸无堵塞排污泵，与型号为Y2112M-4电动机进行了前期的匹配试验。五、实施27实施效果：2012年3月13日，小组成员刘中锋和李敏对设计方案进行了综合评估，认为该方案能够达到技术要求。经过实验，购置的水泵和电机组合能够满足设计要求，同时在该设备在污水环境下的工作情况进行观察，结果表明：该水泵达到了我们制定的性能指标和目标要求。五、实施28实施二：制作水池。3月20日，小组成员请运输公司配合，测量了重要的参数，通过计算对水池进行了详细的设计，并指导加工制作。实施效果：3月27日，小组成员对制作好的洗车池进行了实验，结果表明，能够达到清洗要求。水池中的水被放置10天，也未发现漏水情况。五、实施时间3.273.283.293.314.1漏水情况无漏水无漏水无漏水无漏水无漏水时间4.24.34.44.54.6漏水情况无漏水无漏水无漏水无漏水无漏水29实施三：制作沥水台及引道小组成员为其设计了沥水结构，如图所示，整个沥水台在车辆前进方向上有一个5°的倾角，使水能够回流.。实施效果：4月13日，小组成员对其沥水效果进行了10次测试，测试结果达到目标要求。五、实施30实施四：制作水箱及托板1.设计制作三级水箱，水箱长4m宽3m高2.2m，三个水箱共装水80t。使用钢板焊接，并在水箱中增加筋板增加强度。水箱内部做好防腐，保证寿命，其外部作保温层保证水箱中的水温以便冬季使用。2.水箱侧面和底面开孔安装阀门。其中侧面阀门用来放水，底面阀门用来排污，因此底面的阀门较大。3.水箱侧面安装加热装置，位置在水箱中部靠上，保证加热管没在水中又不会沉在污泥中。4.根据水箱和水的重量，设计托板，托板与地面有600mm距离。五、实施31实施效果：2012年4月23日，小组成员王志刚、周学龙对该水箱强度能否满足设计要求及漏水情况进行了实验，结果表明，达到目标要求。水箱侧面的阀门位置刚好能够在沉淀后的污泥层以上，能够减少水的浪费。水箱侧面的加热装置能够保证冬天不结冰。专用托板能够承载水箱和水，并由拖车拖运，托板下可以进人。时间4.234.244.254.264.27水温13℃13℃13℃13℃13℃五、实施水温测试表32实施五：设计安装位置。

2012年4月26日，由小组组长牵头，与货运市场部、武保部、安监部开会核定了散矿货运车辆的运输路线。按照确定的运输路线，将清洁系统在电闸箱附近装配。位置为图中的红色区域处西货场大门行车路线货场码头本设计五、实施33实施效果：在清洁系统装配好后，使用隔离堆约束行车路线，货运车辆必须经过清洁系统才能出厂院，遏制了污染源头。五、实施34实施六：整体安装及测试使用1.清洗系统在2012年4月28日进行使用测试，全体人员参加，水箱加满水后由拖车拖至水池旁，连接电源、管道后，开始运行，整个系统运转正常，能够通过简单的操作达到水循环、水加热、放水、除污等功能。实施效果，该系统对接测试完毕并解决测试中出现的问题后，得出的测试结果是：该系统工作正常，功能完善，满足公司使用要求，达到目标要求，随即该系统投入了使用。五、实施35六、确认效果(一)、目标完成情况的检查。1）在保证空气中颗粒物浓度低于1.0g/m3前提下，货场和干道人工清扫次数为0。时间项目2012.5.8~5.112012.5.12~5.122012.5.19~5.21平均船名哈马丹鹏伟6散货智利矿石种类镍矿铁矿镍矿停靠泊位36段34段36段周围颗粒物浓度最高值（mg/m3）0.5100.5020.4980.503结论使用运输车辆清洁系统后，大气污染物综合排放达到标准，优于目标值3612年5月作业散矿期间人工清扫干道情况统计表周围颗粒物浓度最高值（mg/m3）目标值人工清扫干道情况六、确认效果 时间项目2012.5.8~5.112012.5.12~5.122012.5.19~5.21合计人工清扫干道次数0次0次0次0次结论使用运输车辆清洁系统后人工清扫干道次数为0次，目标实现车辆通过时间372）车辆通过时间目标确认由于车辆在清洁系统中通过时，不需要一辆车通过以后再进入第二辆车，而是可以前后排列依次通过，因此我们测量了24辆车通过清洁系统的时间，为251秒，平均每辆车为10.5秒，达到目标值的要求。目标值实际值六、确认效果

时间项目12年5月8日12年5月12日12年5月19日合计测量的车辆数6辆8辆10辆24辆所用时间69秒84秒98秒251秒平均用时11.5秒10.5秒9.8秒10.5结论平均每辆车辆的清洗用时为10.5秒，达到目标值20秒的要求。38（二）直接经济效益1）成本计算：该装置制作费用为98万元，设计使用寿命10年，平均每年制作成本9.8万元。假设全年使用200天，清洗装置功率4kw，每天使用24小时，每度电1元，用电费用为4*24*200*1=1.92万元一般每10t水循环使用，可使用24小时以上，为45元。全年水费为：45*200=0.45万元2）效益：由于不需要人工清扫，每工班节约人力10人次，每天20人次，以每人每天100元劳务费计算，全年散货作业200天，每年节约人力成本：20*100*200=40万元。3）活动本期取得的经济效益：使用散货运输车辆清洁系统每年节约费用为400000-98000-19200-4500=六