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关键词: 工业企业;管线综合;设计方法;
1.前言
工业企业的总平面设计中,除了对各个建筑物、道路、铁路、皮带廊等建构筑物进行布置外,还必须对各种工程管线进行综合布置,其布置的繁简程度取决于管线的种类和多少。工业企业生产过程中需要的和产生的大部分液态、气态物质和一部分粉状固态物质,往往是采用管道输送,这些管线不仅性质、用途、管径、管材、输送压力等各不相同。而且对布置各有不同的要求,同时,由于各种管线的布置系统、路由、敷设方式、架设高度、埋设深度不一样,它们在平面和竖向上的相互关系又是错综复杂的,所以,工业企业总平面要比民用建筑总平面的管线种类要多些,管线综合布置也就相对复杂一点。
由于工程管线综合设计涉及的专业类别多、接口多、受制因素多,向来就是总平面设计的一个难点,以下就结合自己的一点经验,对工业企业管线综合设计方法进行一些探讨。
2.管线综合设计方法
2.1明确管线综合的设计原则:
(1) 从整体出发,结合规划容量,统一安排,流程合理,便于检修。使各种管线在平面和立面上相互协调、合理交叉。生产性管线不宜穿越预留扩建用地。
(2) 综合考虑各种管线的特性、用途、敷设条件、相互连接及彼此之间可能产生的不利影响。选择合理经济的敷设方式和路径,使线路短捷、适当集中。
(3) 管线走向尽量顺直,平行于道路、建筑物的轴线;干管尽量靠近用户及支管多的一侧。
(4) 管线之间及管线与道路、铁路尽量减少交叉,需交叉时,一般宜为直角交叉或按工艺要求的交叉角度交叉。
(5) 改建或扩建工程中新增加的管线一般应不影响原有管线的使用,并应考虑施工要求及交通运输的正常运行。
(6) 各种管线、管沟、管架在布置中产生矛盾时,应按下列要求进行处理:
a.管径小的让管径大的。
b.有压力的让自流的。
c.柔性的让刚性的。
d.工程量小的让工程量大的。
e.新建的让原有的。
f.检修少的让检修多的。
g.临时的让永久的。
2.2按各种管线的功能特性、介质特性、敷设方式进行列表分类:
a.一般厂区管线按功能特性大致分为上水管、下水管、补给水管、热力管、暖气管、供油管、压缩空气管、电力电缆、各种保护气体管等;
b.按介质特性分为压力管和无压力(自流)管;
c.按敷设方式分为地下敷设和地上敷设;而地下敷设又分为直埋敷设和管沟敷设,地上敷设又分为墙架式和支架式等几种方式.
我们了解了工程管线的各种分类,我们可以通过收集到的各专业所提供的工程管线相关资料,对管线综合涉及到的所有工程管线按功能特性、介质特性、敷设方式进行列表分类,通过这个步骤,这将会对我们下一步确定规划工程管线走向及敷设平面位置时起到很好的指导意义,列表举例如表1所示。
表1 某建材企业室外管线列表
管线名称
管线规格
敷设方式
介质特性
供水管(生产、消防、循环)
DN100--DN250
直埋
压力管
排水管(生产废水、生活污水等)
DN100--DN250
直埋
无压力管
采暖管
DN80
直埋
压力管
压缩空气管
DN80
架空
---
重油管
φ108
架空
---
电缆沟
宽0.8―1m
---
---
雨水明沟
宽0.4―0.6m
---
无压力流
氮气管
φ159
架空
---
氢气管
φ108
架空
---
天然气管
φ273
直埋
---
2.3根据工业企业室外管线列表做管线综合走向及敷设位置规划:
由于管线综合涉及较多的专业,所以这一步骤就显得尤为重要,如果各专业设计时没有按照整体规划来考虑,均按照自己专业方便来布置各种管线,那最终将导致管线综合时产生各种矛盾,最终引起设计返工,所以,在施工图设计开始之前,应积极同所涉及的各专业进行协商探讨,合理的做好管线的走向。
在做管线整体走向及位置规划时,我们可以参考上一步中做出的管线种类列表,埋地布置的管线中优先布置体量较大的管线,如表1中的电缆沟和雨水明沟等,然后再考虑布置各种体量较小的管线;架空管线布置时应根据表2的要求,尽量考虑共用管架,如表1中的压缩空气管、氮气管和氢气管就可以共用一个管架,管架应躲开埋地管线布置的范围,在可能的情况下埋地管线和架空管线应分别布置在道路两侧,以免互相影响。
表2 不宜共架敷设的管线
管线名称
不宜共架的管线
附注
氧气管
燃油管、乙炔管、导电线路
氧气管必须与燃油管共架时,宜布置在燃油管上面,且间距不小于0.5m
煤气、乙炔等可燃气体管
导电线路
热力管
汽油、苯类等易挥发的易燃物质管道
必须共架时,热力管道应敷设在这些管道上面
酸、碱等强腐蚀性管
各种金属管、电缆
必须共架时,酸、碱管应放在金属管、电缆的下层
通讯线
电力线路
通讯线尽量不与电力线共杆,如与1-10KV电力线共杆时间距不应小于2.5m
2.4重点处理各种管线交叉节点:
总的来说,管线综合设计的目的就是在满足规范的前提下,在有限的空间范围内,合理布置各种管线平面和竖向位置,使其既满足各专业管线的功能需求,又不会现场施工时产生冲突,为了达到这个目的,管线综合设计除了根据各专业所提供的相关资料确定各管线的平面位置外,还要重点处理好各种管线交叉节点的竖向标高关系。
由于厂区管线种类繁多,其相互交叉节点也很多,设计时当然不能每个节点都一一处理,所以我们就重点处理那些截面较大的管线,尤其是那些对标高要求比较敏感的无压力流管线之间交叉节点,如污水管、雨水管或者排水明沟与各种管线交叉的节点。
设计时为了方便起见,我们一般对要处理的节点进行编号,然后对其进行列表,要在表格中标出相互交叉管线的标高和两者之间的垂直净距,如果两者之间有冲突的话,这样就一目了然,方便各专业之间相互协商处理,具体做法如表3所示。
表3 节点处理列表
节点编号
1
2
3
室外地坪标高(m)
9.70
9.70
9.50
上部
管线
管线名称
污水管
污水管
电缆沟
管径或截面(mm)
DN250
DN250
0.8x1.0
管底标高(m)
8.90
8.60
8.40
下部
管线
管线名称
给水管
天然气管
污水管
管径或截面(mm)
DN200
DN273
DN250
管底标高(m)
8.40
8.00
7.80
垂直净距(m)
0.3
0.327
0.35
3.结束语
总的来说,管线综合设计是一项繁琐的工作,为了将这些错综复杂、要求不同的管线统筹安排,合理组织好各种管线的路由,协调好管线之间、管线与其他设施之间在平面和竖向的相互关系,设计者必须详细了解各管线的用户和特性,熟悉管线布置的技术原则和要求,并通过综合分析,密切磋商和进行必要的技术经济比较,才能真正做好这项工作,才能最终使得管线布置既符合安全、防火、卫生等规定和满足施工、检修的要求,又力求管线顺直、短捷、投资最省、占地最少。
参考文献
1《工业企业总平面设计规范》 GB 50187-2012
2 王炳坤 编《城市规划中的工程规划》
天津;天津大学出版社,1994.12
3 雷 明 编著《工业企业总平面设计》
陕西;陕西科学技术出版社 1998.5
1 厂区环境绿化设计的特点及其作用
1.1 企业绿化有别于城市园林绿化:首先必须针对企业生产特点和环境保护要求并兼顾美化厂容需要进行布置。同时,还应根据各类植物的生态习性、抗污性能,结合当地自然条件以及苗木来源进行绿化。再者,厂区绿化必须与工业企业在建构筑物设施、竖向布置、管线综合等方面的复杂性和矛盾性相协调、配合,统筹考虑,合理安排。
1.2 厂区绿化的作用在许多绿化书籍中均有详细论述,本文只作简要列举:①净化空气:包括吸碳呼氧、吸收毒气、吸尘滞尘、杀灭细菌等。②阻隔、过滤、吸收,减少辐射。③通过阻挡阳光直射和蒸腾作用,调节小气候。④减少噪声对环境的影响。⑤加固坡堤,稳定土壤。⑥防火防爆:部分树种配合隔离构筑物设置具有防火防爆,减缓冲击波的能力。⑦组织建筑空间:通过统筹设计,绿化可以具有引导、隔离、渗透的功能。⑧美化环境。
2厂区绿化设计的思路和原则
绿化规划设计是一项系统性、综合性很强的工作,需要考虑的因素有很多,例如:当地气候特征、场地地质地形、空间构成、实际功能需要、绿化管理及景观效益等。与城市园林绿化相似的,绿化规划必须从全局出发,点、线、面、体有机结合,规划范围内的绿化均衡发展,配合总平面空间序列的构成,根据空间特点分主次,分层次,分类型综合设计。与城市园林绿化不同的是:一方面应见缝插针地努力扩大绿化覆盖范围,以达到改善环境,节约用地的目的。另一方面需要结合不同工业建、构筑物众多功能要求和特点,因地制宜的选择绿化形式及树种配置。此二者为工业企业绿化设计之典型(图1)。
3煤炭工业企业厂区典型部位绿化形式及树种选择
3.1主井生产系统建、构筑物绿化(图2) ①架空建设的胶带运输机走廊具有特殊的形式,是煤炭企业厂区空间形象的重要组成部分,其下方部分为堆场,大部分为空地。在不影响生产的前提下,配合堆场及道路进行绿化,可以优化空间形态、隔离粉尘。适宜配置吸尘能力强的低矮乔木、灌木、绿篱、地被植物,可选树种有:小叶女贞、大叶黄杨、铁树、海桐、夹竹桃等。②储煤场、装车仓、煤泥堆场等周边可考虑配置吸尘隔尘、挡风遮阴的树种,防止扬尘,也能减少煤的损失。可根据所处气候条件选择榆树、刺槐、梧桐、沙枣等种类。③筛分、破碎、洗选车间,隔声降噪为主。树种选择香樟、梧桐、女贞,布置方式上要高低搭配。④通风机房和风道周围除产生较大噪声外,还抽出大量废气、瓦斯、一氧化碳、二氧化碳、水蒸气等混合气体,所以需要配置具有吸声和滞尘并有较强抗污性的树种。臭椿、构树、夹竹桃等树种可选择。
3.2副井辅助生产建、构筑物绿化 辅助生产系统有各种露天堆场,有防盗要求的,可在场地四周密植带刺灌木形成绿篱,代替围墙,当有防晒要求时可在场地西向、南向边缘布置大叶乔木,但不能影响运输装卸及堆场的有效面积。
3.3动力设施 ①锅炉房除需要吸尘抑尘外,还要考虑防火降温,不应种植针叶树及其它油脂含量较高的植物。②变电所室外通常有变配电装置,具有防尘,防飞絮等要求,适宜种植滞尘效果好的树种,如臭椿、构树、夹竹桃等。
3.4给排水设施 ①水泵房工作会产生一定的噪音,环境通常比较潮湿,应该种植既喜湿性又吸噪音的植物。香樟、女贞、海榈等高低配置。②蓄水池周边2m内只能种植地被植物,2m以外种植有防尘功能的常绿乔木,灌木。污水池种植水葱、芦苇、藻类等净化水质的水生植物。
3.5易燃易爆设施 包括储存油脂、火药、雷管等危险品的库房。应选择防火树种,建设一定宽度的隔离防护绿地分段分片种植。但应符合相关建筑物设计规范以及不影响消防车的通行和扑救。树种最好选择阔叶乔木,如法国冬青。不能用易燃烧和油脂含量高的树种。
3.6道路绿化 工业场地道路绿化,应根据道路等级以及在厂区中所处位置选择布置形,一般采用一板一带、一板两带、二板三带三种类型。行道树种宜选用树形高大,枝叶茂盛,生长迅速,抗病虫害,成活率高,具有一定抗性和吸污能力的树种。如:香樟、枫树、喜树、梭罗树、重阳木等。
3.7立体绿化 笔者把垂直绿化和屋顶绿化统称为立体绿化,它是点、线、面绿化构成方式在空间上的延伸,实践证明,它在改善室内外空间环境、建筑节能减排、节约用地、经济效益等方面都有巨大的潜力,值得在工业场区内大力推广。垂直绿化方式中的攀缘绿化方式占地小、覆盖面积大,栽培管理简单,景观效果突出。在某些地面不宜种植植物,而又环境较差的工业场区,在不影响生产功能的情况下,存在推广的可能性。多用藤本植物,分一二年生草本和多年生木本,电杆、灯架、棚架、管道支架等一切垂直构筑物和墙壁,都可以作为附着体。屋顶绿化更是当今建筑设计世界的潮流,有地被植物覆盖式的,有地被结合灌木或小乔木的、也有盆栽的,各种结构和构造技术也已相当的成熟。
3.8行政、生活区景观及绿化 行政、生活区是工矿是煤炭工业场地绿化景观布置的重点,在一定程度上代表着企业的形象,体现企业精神面貌,是职工上下班集散的场所和行政办公的中心,是给宾客参观创造第一印象之处,绿化布置应考虑到建筑的平面布局,主体建筑的特点,色彩、风格,多数采用规则式和混合式相结合的布局。种植观赏价值较高的常绿树,也可布置色彩绚丽、姿态婀娜、气味香馥的晚香玉、百合、牡丹、月季、紫薇等花卉。水源方便的工厂还可以在工厂中心设置喷水池、假山石等。厂门的绿化要方便交通,与建筑的形体,色彩相协调。林荫大道上选用冠大荫浓、生长快、耐修剪的乔木作遮荫,或配以修剪整齐的灌木绿篱,以及色彩鲜艳的宿根花卉,给人以整齐美观,明快开朗的印象。在宽大的厂前区还常常与小游园的布置相结合,绿化气氛更浓,环境更优美,通常栽植观赏花木,铺设草坪,辟水池,设山泉,修小径等小品布置河岸,还可放置灯座,靠椅,形成恬静、清洁、舒适、优美的环境。
4结语
厂区绿化是以工业建筑为主体的环境净化、美化,要体现厂区绿化的特点与风格。合理的规划能充分发挥绿化的整体效果。绿化设计需根据厂区的规模、行业特点、建筑格局、环境,庭院使用的对象,布局的风格等,选择合理的设计方案和植物配置,表现出新时代的风貌,顺应时代潮流。工业企业、园林、环保等各部门应重视工业企业绿地建设,做好工业企业绿化建设工作,发挥其在改善环境、保持生态平衡等方面的重要作用。
参考文献:
[1]李善,傅达聪主编.煤炭工业企业总平面设计手册.煤炭工业出版社.1992(8).
[2]刘永德.现代工厂建筑空间与环境设计.中国建筑工业出版社.1989(7).
关键词:贵州山区,工业场地总平面布置,防洪、排涝
作者简介:刘光明(1982年10月16日),男,贵州镇宁,成都理工大学资源环境与城乡规划管理专业,贵州省煤矿设计研究院从事总图设计工作。
The mountain area coal mine place total diagram in Guizhou designs important point
Liu guang ming
Province coal mine in Guizhou designs an institute for research
Abstract: In mountain area in Guizhou, endow with claim check piece, well because of being subjected to a coal resources the bottom expand a way, geology geography condition, and water, electricity, and road...etc. external cooperation conditional restriction, usually give the mineral well industrial place the total flat surface decoration bring a little bit greatly difficult;Place in the coal mine ground usually takes up a great deal of of, opposite even slow geography, condition opposite better farmland.This text carries on summary to the important point of mountain area coal mine industrial place in Guizhou total flat surface decoration design.
Key words: Mountain area in Guizhou, the industrial place total flat surface sets out, flood control and row Lao
中图分类号:X752文献标识码: A
0.引言
煤矿总平面布置设计是一项综合性、技术性很强的设计工作,在进行煤矿总平面布置设计时,特别是在贵州山区,因受煤炭资源赋存条件、井下开拓方式、可选场地的地质地形条件,以及水、电、路等外部协作条件的限制,常常给矿井工业场地的场址选择和总平面布置带来较大困难;煤矿地面场地通常占用大量的、地势相对平缓、条件相对较好的耕地;在贵州山区,工业场地平场挖、填土石方工程量和挡土墙、护坡支护工程量普遍较大,其费用通常占项目土建工程投资的10%左右,有的甚至更高。因此,本文对贵州山区煤矿工业场地场址选择、总平面布置设计的要点进行总结,供同行参考,共同提高。
1.工业场地总平面布置
煤矿工业企业总平面设计是在设计委托书或协议书已经签订,井口位置、矿井开拓方式、工业场地选址、工艺流程、企业规模、产口质量、销售对象、对内对外运输方式等均已确定的条件下进行的。现就工业场地总平面布置的具体内容、布置原则、应熟悉和掌握的资料、主要协调的内容等几个方面做一个总结。
1.1 具体内容
煤矿工业企业总平面设计,是依据企业的生产性质,规模和工艺要求,在工业场地内布置一定数量的生产建筑、辅助生产建筑和公用设施,结合当地的自然条件、资源情况、外部运输、供电、供水、协作条件等,按照生产要求,进行平面布置、竖向布置、场内运输、场内排水、管线、绿化设计等。在设计中,充分做好调查研究,遵守有关规程规范、进行方案比较;要求分区明确,工艺流程合理,人流货流畅通,线路短捷,整体性强,场内外结合好,投资省,用地少。具体内容有:
根据生产工艺和使用要求,密切结合工业场地的自然条件和场内外的交通运输、动力供应、水源、防洪排涝、生活区和城镇规划条件,合理处理场区和场外的关系,因地制宜的布置建、构筑物及各种设施,需要时并留有发展余地,力求总平面布置紧凑合理。
准确选择场内外的运输方式,充分利用地形,因地制宜地布置场内交通运输系统,合理组织人流与货流。
经济合理地选择竖向布置形式,准确确定建筑物、构筑物、铁路、道路、堆场的标高,在满足生产的前提下,做到平场土、石方和基础工程量最省,并尽可能达到挖方和填方平衡(通常考虑井下掘进不自燃矸石和工业场地内建、构筑物基础多余挖方回填场地,减少其外充运费和占地),减少平场费用。
合理地综合布置地上、下各种工程技术管线,节约投资,节约动力,方便管理和维修;选择好排水方式,组织好场区排水系统,确定适宜的排水坡度,使水流畅通;合理布置污染源,搞好环境保护,同时进行绿化,改善和美化环境;在不良工程地质或洪涝地区要采取可靠措施,保证场区安全;协调工艺系统、铁路运输、管线综合等总平面布置的关系;搞好场前区或场区建筑群体的相互协调与艺术处理。
1.2 布置原则
在进行工业场地总平面布置时,根据矿井开拓布局和上述布置内容,在充分考虑有关条件下,主要考虑以下原则:
适应地区经济规划、城镇规划和矿区总体设计的要求,统筹兼顾,综合考虑;满足地面生产工艺要求。功能分区明确,有利生产,方便生活;重视外部条件。场区和场前区的布置要与生活区、准轨铁路、地区公路、城镇规划相结合,使其构成一合理的有机整体;场内、场外布置要协调;建、构筑物的布置力求紧凑合理,人流、货流通畅短捷,减少平面交叉;协调好场内、场外运输,以及原煤、产品煤、矸石、人员、材料及设备在工业场地内的运输关系。充分利用地形;在考虑平面布置的的同时,要考虑竖向布置的合理,避免高填深挖,减少平场土石方和建、构筑物基础工程量,并为场地防洪排水创造有利条件。
充分重视场地的工程地质条件;尽量避免重要的建、构筑物布置在不良工程地质地段;不可避免时,应有可靠的技术措施,确保安全;节约用地。根据生产使用、防火、卫生、安全、环保等要求,尽可能采用多层或联合建筑;妥善处理近期建设和远期发展的关系;近期为主,远近结合,全面考虑,适当预留发展余地;妥善处理建、构筑物位置与风向、朝向的关系,使建筑物有良好的采光、通风和卫生条件。
供电、供水、供热的建、构筑物应接近负荷中心或靠近主要负荷;有条件时管线可共杆、同沟布置,以节约用地和工程投资。在工业场地内,应充分利用房前屋后、道路两侧、填挖边边坡地带、地下管线地面和边角地等适当位置,因地制宜、协调连贯、穿插适度地栽种各种树木、花草,美化环境。在不影响场区使用前提下,尽可能地增加绿化覆盖面积,尤其在筛分车间、贮煤场等粉尘源周围栽种乔木灌木,使之形成防护林带,减少粉尘污染,注重环境保护。但不得安排集中绿化,绿化率为15%为宜。
对改、扩建企业的原有建、构筑物及设施应合理利用,尽量不拆或少拆,并要考虑施工时不影响或少影响已有企业生产;矿井生活福利设施,以及运输等尽量考虑依托城镇和利用社会剩余能力,减少矿井投资。考虑资源的综合利用。要考虑施工方便和减少临时建、构筑物工程量。遵守有关规程、规范、技术规定的要求。
在工业场地平面布置设计时,要注意对业主提出的意见进行妥善处理:对不符合国家现行规程、规范规定,以及平面布置方案修改可能增加较多工程造价或者生产运营成本的意见,要耐心向业主解释清楚;对合理的意见,不要怕麻烦,一定要进行反复优化、修改总平面布置方案。
总图专业应加强参与煤矿项目前期设计工作。与采矿、地面工艺、运输、地质等专业密切配合,参与到井口和工业场地选择、矿井开拓方式、对外运输方案确定等工作中,这对做出一个好的总平面布置设计,甚至是一部好的项目设计非常重要。建议采矿、工艺、运输、地质、总图专业人员一起进行现场踏勘,对场址、工业场地总平面布置的大致功能分区等形成共识,以提高设计效率,减少返工。
在施工图设计阶段,总图专业设计人员应加强对现场的理性认识,多到现场或常驻现场。施工现场对设计人员来说,尤其是工作不久的年轻设计人员是理性认识的最佳场所,这不仅是对总图专业相关内容的认识,也可对其它专业的工作内容有个比较全面的理性认识,有利于以后本专业的工作和专业间的相互协调,同时,可以了解到业主对工业场地平面布置设计的一些普遍想法,还可了解施工工艺、工序等,这些都有利于总平面布置设计工作。
1.3 应熟悉和掌握的资料
总平面布置设计涉及面广,需要研究、协调的矛盾比较多,从井下开采到地面生产、管理的全部生产过程,都需要统一起来研究。因此,除了研究生产与使用的功能关系、建设与自然条件的关系外,还必须研究局部与整体的关系,场外与场内的关系,企业与农业的关系,场区人流与物流的关系,建设顺序和施工组织的关系,分建与合建的关系,近期与远期的关系,建设顺序和施工组织的关系,生产功能、环境与建筑群体艺术处理的关系等。
为了协调上述诸多矛盾,解决专业间出现的矛盾问题,总图设计人员首先必须熟悉有关专业知识,掌握和收集必要的原始资料,在有关专业开始工作的同时,主动了解、分析和研究其对方案的设想,发现矛盾,及时提出并考虑解决矛盾的方案和方法,充分交换意见,相互协调配合,以求得全面合理地解决。煤矿总平面布置设计中,首先应熟悉和掌握的资料有:
(1)对外运输。包括运输方式、流向、线路技术标准,现有交通运输情况等。(2)供电、供水。包括电源、电压、供电方式、进线方向、水源、水量、水质、供水方式、进场方向等。(3)环保卫生。包括井下水、生活污水、矸石量及其处理和利用,噪音源及处理要求,以及环保部门的要求和有关防治措施等。(4)场地状况。包括地形地貌、标高、工程地质、气象、水文等。(5)社会经济。包括区域规划、城镇现状及规划、农业现状及规划、工业现状及规划、水利规划、建筑材料等。(6)对改、扩建矿井设计,还应掌握其场区现状,研究建、构筑物允许拆除和利用的可能性。
1.4 主要协调的内容
综合研究分析以上资料和要求,提出总平面布置方案设想,并根据各专业的方案要求,针对有矛盾的地方,提出需要协调的内容,主要有:(1)采矿专业:开拓方式与井底车场布置形式、主副井井筒位置及其相对应的关系、井筒布置、提升方位、出车方向、井口标高等。(2)工艺专业:加工方法、工艺流程、储装煤系统、布置方式等。(3)运输专业:运输方式、线路方向、站场布置、站场标高、外部道路的连接与布置等。
工业场地总平面布置设计还需要多考虑施工问题,设计是一种蓝图描绘的活动,要使得此项活动变为现实,只能通过施工。在满足规范,平面布置合理的前提下,设计应尽量方便施工取材、作业。这就要求设计人员要了解一些施工方面的基本知识和程序。
2.结语
综上所述,在进行贵州山区煤矿场地选址及总平面布置时,需要综合考虑地形地貌、工程地质、水文地质、防洪、排涝、交通运输、环境卫生等诸多因素,方能使贵州山区煤矿场地满足因地制宜,节约用地、节省投资等要求。
参考文献
[1]李善、傅达聪,煤炭工业企业总平面设计手册[M],北京,煤炭工业出版社,1992,68-108
[2]GB50215-2005,煤炭工业矿井设计规范[S]
[3] GB50187-2012,工业企业总平面设计规范[S]
【关键词】
出入口;物流;组织;疏散
一、车间出入口布置的意义和原则
工艺流程是工业企业总平面设计的基本理论根据,在满足工艺流程和物流关系条件下,厂内各车间的位置关系就基本确定了。
出入口是车间内部和厂内道路连接的枢纽点,是室内外空间组织联系的节点,是车间与车间之间相互联系的端点。运输是道路的基本功能,出入口布置是否合理直接影响到整个厂区内部运输线路的长短、厂内物流运输量的大小,从而影响到了运输费用成本的大小。于是,出入口的布置成为了整个项目初步设计和施工图设计阶段必须考虑的问题。
出入口的布置直接决定了厂区交通量的发生点、吸引点以及主要货物的流向,合理地组织厂内货流与人流,需要对出入口的设置位置进行深入研究。这对企业的运营生产、提高道路的利用率、物流运输的高效性、以及消灭安全事故、方便职工正常通行都起着很重要的作用。
以实现厂区物流的合理化为基本出发点,车间出入口布置就需要实现人员、机器、物料与环境之间的最佳配合,要用最少的投入使企业获得最大的收益。车间出入口布置的一般原则有:
(1) 效率与效益原则:简化加工流程;有效利用人、设备、空间、能源;减少物料搬运;缩短生产周期;力求投资最低。
(2) 系统化的原则:综合考虑多种因素影响和制约,以实现整体优化。
(3) 舒适与满足原则:即为职工提供方便、舒服、安全和职业卫生条件。
二、厂区车间出入口布置的影响因素
货流组织是布置车间出入口时考虑的首要因素。进行厂区总平面布置设计时,已根据车间之间的物流关系强度,将运量大的、物料输送关系密切的车间靠近布置在一起。但是,受到建设场地、工业建筑物的轮廓尺寸、车间内生产线布置要求以及厂区通道的影响,车间出入口的位置选择仍会使得物料搬运长度在局部空间上发生距离改变。因此需要结合出入口的位置来规划物料流动模式,以期在进行货流组织过程中最大限度地减少运输距离,以节约线路长度和运营费用,从空间上获得最大的效益。
人流组织是布置车间出入口必须考虑的另外一个因素。合理的人流组织方案追求线路短捷且和货流交叉最少。出入口数量的合理设置恰恰可以有效分离和组织厂区主要货流和人流,减少货流和人流的交叉,即避免了好多冲突点。同时通过科学设置出入口更可加强人流组织的合理性,使室内外空间联系更加方便,时间组织上能够及时,从而实现有效的面积利用,创办良好的工作环境。
此外制定应对突发事件(比如火灾、地震)的疏散方案和疏散路线时,合理规划出入口的位置和数量对于迅速引导人们向安全区域撤离更起着关键作用。通过合理规划车间安全出口的数量、位置及门的宽度尺寸,可以迅速、有效诱导车间工作人员离开危险地带,减少安全事故的危害,从而体现了以人为本的设计原则。
除以上两个因素之外,出入口的布置是否合理直接影响到厂区占地面积大小,用地是否紧凑。相邻车间之间在没有出入口的前提下,相邻车间间距一般只需满足防火、防震、防噪等距离,一旦设置了出入口,加上车间引道长度的要求,其间距必然会增大。比如有出入口与车间引道≮3.0m; 有出入口有车间引道按实际要求,为一车长时一般6-9m,一个车加拖挂≮6-9m,消防车15m,救护车6m,叉式汽车6m,电动机4m。所以车间的出入口位置需要慎重考虑,尽最大可能地利用每一份土地和公共基础设施,提高资源的有效利用率。
三、某厂区车间出入口布置的优化方法
1、基于货流组织的优化布置
某厂区内,车间形状尺寸和总平面布置已基本确定。此时有A、B、C、D四个车间,假设A、B、C车间的出入口已经确定,车间的长为M,宽为N,车间之间的防护距离为F,通道宽度为T,详细情况如图1所示。
图1 某厂区车间平面位置关系图
D车间的出入口有两种选择e和f,四个车间两两之间都存在着物流关系,在一个车间出入口确定的情况下,另一个车间因出入口位置的不同,从而得到的物流量大小也就不同。
设总运输费用P,运输距离L,物流量W,单位运输费用w0,相邻车间AB的运输距离Lab=T+1[]2[SX)]Ma+1[]2[SX)]Mb+Fab;车间AB的运输费用Pab=WabxLabx w0;所以四个车间总的运输费用P=Pab+ Pbc+ Pbd+ Pac+ Pad+ Pcd。
当车间的出入口为e时,总运输费用为Pe;当车间的出入口为f时,总运输费用为Pf。当Pe
2、基于人流组织的优化布置
仍以上述某厂区的ABCD为四个车间,E、F为车间周围最近的安全疏散场地,即安全空间,如图2所示。
当火灾,震灾突然降临时,周围四个车间的工作人员必须在一定时间内及时的逃离危险地带,所以车间出入口设计都应满足要求,当D的工作人员从不同的出入口e和f出来时,需要对逃离的疏散场地做出选择,E还是F,必要时出入口处需要制定一定的交通诱导措施,交通标志或者标线,使人流组织更加直观化,室内外联系更加明了化。
假设安全空间E周围有ABCD四个车间,各车间的工作人员分别是Na、Nb、Nc、Nd,国家标准规范规定人均最小疏散面积不得小于3 m2/人,从而可以得到:
疏散场地E最小面积Fe=(Na+Nb+Nc+Nd)x 3,设疏散距离为L,根据耐火等级和抗震等级要求,疏散场地距各车间的安全疏散距离均应满足L小于安全距离要求。
计算疏散流量和全部人员撤出危险区域的疏散时间,因为车间操作人员比较少,可不考虑通行能力,但必须设置指示人们疏散、离开危险区的视听信号。避震疏散场地应根据疏散人口的数量规划,疏散场地应与广场、绿地等综合考虑。
四、结束语
通过对车间出入口布置的分析研究,进一步体会到出入口布置在工业场地总平面布置当中的重要性。车间出入口的合理布置体现了“以人为本”的核心理念,将整个厂区的总平面布置和车间的室内外布局统一了起来,对于提高企业的运转效益、保证企业的安全生产都起着不可替代的作用。
【参考文献】
[1] [美]查理德﹒谬瑟.系统布置设计.机械工业出版社,1991.3.121-124.
[2] 雷明.工业企业总平面设计.陕西科技技术出版社,1998.5.85-87.
[3] 中国工业运输协会.工业企业总平面设计规范(GB50187-93).中国计划出版社,1994.4.
[4] 中华人民共和国公安部.建筑设计防火规范(GB50016-2006).中国计划出版社,2006.12.
[5] [美]查理德﹒谬瑟,李﹒海尔斯.系统化工业设施规划.机械工业出版社,1991.3.34-38.
【作者简介】
李伟峰(1982-)男,陕西西安人,工程师.
作为工厂设计的重要一环,总图设计可以从建筑系数等指标上实现对企业用地的控制,但采用何种思路和手段来控制和节省企业建设用地呢?本文以钢铁企业为例,从工厂设计方面特别是从总图设计的思路和方法方面,介绍了如何控制和节省土地资源。
关键词:总图设计,节省建设用地,总体规划,总平面布置,竖向布置
Abstract: our country land resources is very limited, and rational utilization of land and protecting cultivated land is the basic state policy. Control of steel enterprises as a representative of large and medium-sized enterprises of the construction land to save the land resources is an important significance.
As an important part of plant design, layout design can from building coefficient and the realization to the enterprise land on the index of control, but the type of ideas and means to control and save enterprise construction land? This paper of steel enterprises, for example, from the factory design especially from the assembly drawing design train of thought and method, this paper introduces how to control and save resources of land.
Keywords: the assembly drawing design, saves the land for construction purposes, overall planning, the general layout, vertical layout
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
前言:总图设计是一门政策性、系统性、综合性很强的学科,其很重要的一个功能就是在设计时对企业建设用地的控制,但没有明确详细的控制办法,各种文献往往只是概念性、概括性的描述采用的办法。如“工业企业总平面设计,必须贯彻执行十分珍惜和合理利用土地的方针,因地制宜,合理布置,节约用地,提高土地利用率。”[1]、“在符合生产流程、操作要求和使用功能的前提下,建筑物、构筑物等设施,应联合多层布置。”[2]、企业建设项目建筑系数等指标应符合国土资源部的《工业项目建设用地控制指标》”(国土资源部【2008】24号文件),都是一些总体和指标控制要求。在实际设计工作中,总图设计人员往往不知如何着手。
我国人口众多,人均耕地极其有限,合理利用土地和切实保护耕地是基本国策。本文以钢铁企业为例,希望从企业层面上,从总图设计方面,研究和提出控制和减少企业占地面积的思路和办法。钢铁产业是国民经济的重要支柱产业,具有生产规模大,相关设施多,车间组成复杂,运输量巨大,生产、运输工程复杂等特点。[3]国内一个大型钢铁企业一般占地上万亩,且往往占用部分耕地。故在以钢铁企业为代表的大型企业的设计中,如何节省土地是摆在工程设计人员尤其是总图设计人员面前的一道必须认真对待和研究的课题!
笔者从事总图运输设计工作多年,在工程设计中对控制和节省建设用地有一些浅显的思路和方法,在此和同行及相关同志交流分享,并恳请指正。
首先,应做好项目总体规划。
做好项目总体规划可以有效地衔接协调工程前后期、总体和局部的建设关系,可以从企业建设的层面上节省用地。实际就是有目的、有计划、有步骤、有原则、有方法、有控制地从事工程设计和建设,避免因缺乏系统性规划而造成工程建设、土地资源的巨大浪费。关键在于能有机、有效地结合国家政策、法律法规、规划、设计、建设、发展等要求,融会建设各方意图,做到有目的性地解决项目中存在的问题,一次规划、分期实施,从整体上简化、完善工艺运输流程,避免重复和多余建设。这体现了项目规划的计划性、指导性和全面性。
具体到用地控制上,《工业企业总平面设计规范》及国土资源部的《工业项目建设用地控制指标》等各类设计规范、文件,对项目建设用地指标都有较详细的要求,如钢铁企业的吨钢占地、建筑系数、容积率、绿化率等指标,这些指标是国家相关部门经过不断实践总结后对项目建设从宏观层面上提出的要求,是必须满足的。只有在项目规划和选址阶段选择适当的厂址和布局,选择经济合理的工艺流程,才能达到指标的控制要求。如笔者在“安徽某钢铁厂的炼铁区规划”工程中,按一次规划、分期实施的原则,规划了三座1280m³高炉,其总占地面积仅为12万m²,平均占地面积为4万m²/高炉,在国内大中型高炉的用地指标中名列前茅,控制较好,节省了大量土地。而且该工程规范合理,工艺和运输顺畅,功能分区明确,前后期工程衔接顺利,建设方很满意。
其次,应做好企业内外物流设计。
钢铁企业等大型企业是物流量巨大的企业,年产三百万吨钢以上的钢铁联合企业,每生产1t钢,会形成多达10t以上的企业内外物流量。[4]因物流运输不是单独存在的,必须有载体,如道路、铁路、通廊等物流设施。一个企业的物流设施往往占用其总用地面积的1/4~1/3,故做好企业内外物流设计、合理配置物流设施,可以从物流和生产系统衔接上减少企业占地面积。现代钢铁企业中提倡的零库存、虚拟仓库,物流工具标准化、大型化,物流系统信息化等方法技术,都是从物流技术和载体上利用新思路、新技术,以求生产先进合理和减少工程用地面积。我国很多大型老钢铁企业,吨钢占地面积均大幅超过《工业项目建设用地控制指标》的规定,同规模企业的占地面积甚至成倍相差。很重要的原因是物流布局和技术的影响。因此,做好物流设计对减少企业占地面积和成本费用有较大的实际意义。
第三,应做好总平面布置及竖向设计。
【关键词】拜耳法;氧化铝厂:总图设计:优化
【中图分类号】TP391 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158(2013)04-0071-01
1.引言
总图是综合利用各种条件,合理确定工业(园)区、工业企业各种建筑物、构筑物及交通运输设施的平面关系、竖向关系、空间关系及与生产活动有机联系的综合性学科。总图设计在整个氧化铝厂设计中占着举足轻重的地位,合理的总图设计对企业的发展会起到良性作用,并使企业的投资成本,运行成本得到很好的控制。土地及铝土矿作为不可再生资源,国家对其使用有着严格的要求,本文主要侧重从节能及占地等方面对拜耳法氧化铝厂的总图进行分析,归纳总结拜耳法氧化铝厂的总图设计经验及总图优化。
2.拜耳法氧化铝厂的总图设计
2.1基本原则
总平面布置必须在企业总体布置的基础上,根据工艺流程,结合地形地貌,地质情况,风向等自然因素,满足工艺、卫生、安全、防火、施工等要求,进行合理的平面与竖向布置,尽量避免运输繁忙线路之间或运输繁忙线路与主要人流之间的交叉干扰,力求做到物料输送最便捷,土石方工程量最小,保证各个环节有良好的生产联系和工作环境。分期建设的工业场地总平面设计,必须全面考虑初期和以后各期的建设和生产在技术经济上的合理性,尽量将初期各工程项目紧凑布置,以减少初期用地。同时,在布置上应为后期工程创造良好的施工条件和尽量避免施工对生产的影响。
2.2主要生产车间的布置需注意的问题
拜耳法氧化铝厂一般由主要生产区(包括六大生产车间分别为原料准备,溶出,赤泥沉降,分解分级,蒸发及焙烧),辅助生产区(包括循环水系统、污水处理站、煤气站、自备电站、空压站、变电所等),生活区(包括办公楼、食堂及浴室、值班室、倒班楼、单身宿舍等)组成。各车间之间物料运输多采用皮带或管道。根据工艺流程主要生产车间的布置顺序应为原料准备,溶出,赤泥沉降,分解分级,焙烧,蒸发车间最好居于溶出与原料之间布置,辅助生产系统应靠近主要用户就近布置。除此外,还需特别注意的问题总结如下:
2.2.1原料准备区域应充分利用地形,尤其当地形有高差时,可将原矿堆场及破碎布置在地势较高处,如此布置可降低由皮带提升的高程量,做到皮带最短,又能节约土(石)方工程量。例如山西武圣氧化铝厂原矿堆场与原料磨之间高差为22m,即利用了地形,又降低了能耗。另外,原料区域粉尘较大,车流量较高,因此应布置在交通便利,靠近主要出入口的厂区下风向的边缘位置。
2.2.2溶出车间为用汽大户,因此该车间的布置应尽量靠近自备电站,以减少蒸汽管道的输送长度,降低损耗。通常情况溶出的套管容易结疤,需要定期抽出管道进行清洗,因此在布置该车间时应考虑该管道纵向一侧有足够空地进行管道检修及清洗。根据以往经验,该空地至少保证30m距离。
3.拜耳法氧化铝厂的总图优化
铝行业准入条件2007年版提出新建拜耳法氧化铝生产系统吨铝占地面积小于1m2 /t,新水消耗低于8吨/吨氧化铝,而2012年(征求意见稿)规定吨铝占地面积小于0.5 m2 /t,新水消耗低于3吨/吨氧化铝,由此不难看出,国家对土地及资源的使用越来越严格,因此总图的优化也迫在眉睫。总图是一门综合性学科,总图运输设计与其它专业之间具有非常紧密的联系,它对其它专业具有制约作用,能够对各个专业内容进行有效地组织协调。同时,总图的优化也需要各专业的密切配合,只有共同改进才能达到最大限度的优化。通过分析多个氧化铝厂的总图设计,总结出以下几点优化方向:
3.1关于平面布置的优化
3.1.1合理确定通道宽度:以往设计十分保守,通常厂区面积大于60公顷的主要宽度为55~60m,30~60公顷的主要通道宽度为50一55m,小于30公顷的为35~40m。例如河南吨规模氧化铝,将通道宽度减小到约30m,目前160万吨氧化铝投入正常生产;洛阳香江万基氧化铝厂也如此。近年来设计的滨州北海氧化铝厂设计规模为200万吨/年氧化铝,厂区占地55.5公顷,厂区布局紧凑,主要通道宽度仅为25~30m。通道宽度减少后,建筑系数大大提高,厂区占地面积减少,各子项之间的距离缩短后,子项间相连接的管道也将缩短,相应道路面积也减小,因此,大大降低了能耗与投资。
3.1.2检修通道与厂区道路相结合:例如山西孝义氧化铝厂赤泥分离及洗涤子项的检修通道就借用厂区道路,该子项内部靠近道路一侧未设检修通道,如此能减小占地。
3.2关于竖向布置的优化
氧化铝厂占地面积较大,这样大场地一般地形是复杂多变的,往往存在一定的高差。若能合理利用场地高差,采用阶梯式布置,定会达到节约用地、节省投资的效果。山西武圣氧化铝厂其地面标高介于343.2m一386.9 m,高差达43.7 m,斜坡自然坡度为5%左右。在总图布置设计时,为节约用地,有效地利了地形高差,采用了多阶梯高台阶方式,共划分成5个台阶,即:其中原矿堆场与原料磨场地标高相差22 m。这种布置充分利用地形条件,可缩短上料胶带通廊长度,减小原料与矿浆槽的距离,从而可以节约用地。
3.3关于车间的优化
3.3.1设备大型化:氧化铝新工艺的推广给总图用地带来了革命性的进步。总图设计应积极关注新技术的发展及应用,在总图布置中达到功能分区明确、紧凑布置。例如开曼氧化铝厂、东方希望氧化铝厂等采用22米、24米直径的高效沉降槽,只需一期上一组共5个沉降槽,以后2期直接增加泵,即可达到80万吨/年的设计能力,与以前设计的40米直径的沉降槽相比,大大减少了占地,达到了设备大型化的要求。
3.3.2车间外形尽量规则,楼梯等应尽量布置在子项内部。例如各赤泥分离及洗涤,蒸发槽罐区,热水站,分解分级等子项的外部楼梯尽量布置在围堰之中。
3.3.3充分利用外协,减少建构筑物:应多使用社会协作,现代氧化铝企业的模式正向生产主体密集型发展,逐步将生活设施、机修、仓库、运输以及部分深加工车间推向社会。这种企业模式适应了土地稀缺性的要求,据统计可节约用地约20%。
3.4关于综合管网的优化
3.4.1综合管架与子项管架综合利用:氧化铝厂湿法部分的物料输送均采用管道输送,因此氧化铝厂管网繁多,综合管架也成为氧化铝厂一道独特的风景线。通常湿法车间内部也设有管架,例如赤泥分离及洗涤,蒸发槽罐区等,而且这些子项内部的管架多为4~6m的大管架,当厂区综合管架需要经过该些子项时,综合管架可与子项管架综合考虑。例如贵州清镇氧化铝厂经过赤泥分离及洗涤子项的综合管架就是借用该子项内部管架,省去了综合管架的占地和管架的建设。
3.4.2地下管网上管架:氧化铝厂除了工艺管网外,还有很多循环水管道,若想减少管道地面敷设的占地,降低通道宽度,则可将有压水管均上管架。电缆桥架可挂在综合管架边敷设。
4.结束语
拜耳法氧化铝厂作为我国氧化铝生产的主要生产工艺,有很多值得总结及归纳的经验,总图设计应发挥其作用,有效协调好各专业间的设计配合工作,合理确定厂内各单元间的布置形式,充分研究新工艺、新理论,将氧化铝厂占地面积减至最小,从总图角度将能耗降低至最小。
参考文献:
[1]葛建青浅谈工业企业总图运输设计.
关键词:总平面布置 环保设计
Environmental protection design of general layoutfor
petroleum refining enterprise
LILong-mei
Abstract: environmental protection design according to the standards of chemical enterprise general drawing design specifications and petrochemical industry enterprise fire prevention code
keyword: general layout , environmental protection design
中图分类号: U212.33 文献标识码: A 文章编号:
工业总图设计中总平面布置是设计的一个重要环节,在石油化工企业里总平面布置就是在既定厂址和工业企业总体规划的基础上,根据生产、使用、安全、卫生等要求,综合利用环境和条件,合理地确定场地上的所有建筑物、构筑物、交通运输线路、工程管线、绿化和美化环保等设施的平面。其中环保设计在今后环境条件恶化的今天越来越来起者举足轻重的作用。
在中国石油吉林石化双苯厂发生爆炸后,从人的生命、生产、周边所受到各种损失都远远超出预测,其中水的的环境污染是重中之重,间接损失达100多亿,其中水源中的苯是对人的身体有剧毒——致癌、产生癌变、伤害人的神经系统、破坏人造血功能。但是这些问题存在的原因在平面设计失误中体现为两点:第一点为厂址选址离水源太近,距离仅为500米左右。这样对于下游靠水源取水吃的居民和从事食品加工企业间接影响很大,平时发生小事故时,污水排放难免不发生超标,但故障一排除污水就达标,所以警惕性不高,认为没有多大关系。所以只要不发生大的污染事故很难引起注意。第二点就是该厂总平面布置时没有布置紧急状况下应排污用的导流池,导致爆炸发生后多辆泡沫车、水车先后灭火时地面上残留液体无法统一有组织排放,有组织统一处理,而是都留到现场下水井进到城市下水管网进而流到松花江。这是这场事故中问题中的关键,也是控制间接影响的关键。可是如果设计上注意到这个问题并统一考虑,那么吉林石化爆炸事件也就只能是安全生产问题,但事故发展到如今环境污染的坏影响和危害远远超安全生产问题。经国家环保局的监测,污染团已到达黑龙江也就是俄罗斯的阿穆尔河给邻国的工业生产、日常生活、环境都造成了很大的影响。经济损失更是无法计算的。
在总平面布置时,环境保护的任务是:遵循生态系统的客观规律,协调人工环境与自然环境之间的关系,合理利用自然环境,防治环境污染和生态破坏,为人民创造清洁适宜的生活和劳动环境,保护人民健康,促进生产发展。
在设计中要做好以下工作:
工厂的选址、设计、建设和生产,都必须充分注意防止对环境的污染和破坏。在进行新建、改建和扩建工程时,必须提出对环境影响的报告书,其中防止污染和其它公害的设施,必须与主体工程同时设计,同时施工,同时投产;各项有害物质的排放必须遵守国家规定的标准。
改革工艺和设备,积极试验和采用无污染和减少污染的新工艺、新技术、新产品,把危害消灭在生产过程中。同时加强企业管理,实行文明生产,对于污染环境的“三废”,要实行综合利用、化害为利。这是消除污染危害,保护环境的积极措施。总图设计应主动配合,为工厂的工艺改革、综合利用、净化处理等创造条件。
对危害环境的工厂,除工厂对有害物质严加保护和管理外,还应根据当地城镇规划或工业和农业规划,调查研究工厂有害物排入大气、水体和土壤后的扩散规律和污染程度,充分考虑大气、水体的稀释能力和防护距离,利用风向、流向地形、地质等自然特点进行厂址的选择和总图布置,制定对环境危害最小,甚至无害的设计方案。
居住区的生活饮用水源、废水处理站、废水排放点综合利用场地和绿化用地等,应与生产场地同时选择,合理布局。
关键词:平面布置;竖向设计;合理紧凑;流程顺畅;节约投资
中图分类号:TE6 文献标识码:A 文章编号:1003-8809(2010)-10-0201-01
按照《石油库设计规范》的要求,油库内的设施平面布置应采取按功能分区布置的方式,做到分区明确、规模合理。同时,石油库内的各种建、构筑物,火灾危险程度、散发油气量的多少、以及生产操作的方式等差别较大,在进行平面布置时,要考虑按照生产操作、火灾危险程度、经营管理等特点进行分区布置,特殊的区域需要隔离。对于改造油库,在总平面布置时要考虑原有设施的使用状况,结合地形和油库现状,合理的调整布局。对于新建油库,应该结合地形、地貌、地质以及库外的交通设施、市政设施等条件,优化总平面布置,确保新建油库布局紧凑合理、管理方便、工艺流畅、而且能够节约投资,绿化优化油库的总图布置。在此,我结合一年来的工作实际,就油库内的总平面布置按照功能分区做一些评论。
公路发油区:
从平面布置的角度来说:公路发油区最好布置在靠近库外公路的一侧,最好是面对库外道路,有利于进出车辆的通行,同时还能比较好的表现油库的重要标志一汽车发油亭;同时,公路发油区要与辅助生产区、油罐区隔开,以便限制一定的人员出入,有利于管理,也可减少安全隐患。目前我们所设计的所有油库,公路发油区都与其他区域用围墙或者栅栏隔开,有便于生产管理。从竖向设计的角度来说:公路发油区一般情况下要比油罐区低,有利于油库的工艺流程,特殊的情况下,油库地形竖向高差比较大,公路发油区比油罐区高,工艺专业需要加设高压泵,才能够满足公路发油的要求,例如合肥油库迁建工程,公路发油区靠近公路一侧地坪标高33.0m,油罐区地势比较低,标高只有28.5m左右,在这种情况下,综合考虑油库的总平面布置,为了减少土方工程量,节省投资,在设计时就把公路发油区设计的比较高;同时公路发油区的竖向标高最好高于库外道路,以便库外的雨水不能流进油库内,影响生产,在特殊情况下,也可以比库外公路低,比如说大庄油库改扩建工程,在现有的地形条件下,为了满足工艺流程,结合现有地形,节省投资,公路发油区就比库外道路要低1m左右,同时在围墙外设排水沟,防止库外雨水回流,影响生产。
铁路装卸区:
铁路装卸区应该布置在油库的边缘地带,不致由铁路油罐车进出影响其它各区的操作管理,也可以减少铁路与库内道路的交叉,有利于安全和消防。但有可能受地形或其它条件的限制,不能在边缘地带布置时,可综合考虑进行合理的布置。例如白马山油库,现有铁路装卸线就在油库的中间位置,把油罐区和其它区域隔开。
行政管理区以及辅助生产区:
油库内的建、构筑物可以把使用功能相近或者相似,可以合建在一起的尽量合建在一起,节约用地,节省投资,同时不影响其使用功能,我们现在的设计过程中都贯彻了这一原则,对于改造油库,尽量的保留原有能够使用的建构筑物,同时,对于新建建、构筑物尽量执行这一原则,在不影响其使用功能和总体布置的前提下,能够和建的就建在一起,节省投资。对于新建油库,尽量把综合楼、站控室、库控室、化验室等合建在一起,消防泵房、变配电以及车库尽量合建在一起。对于管道配套油库,管道分油站用电量较小,配电间不需要单独修建,尽可能与油库配电间和在一起;对于管道分输泵站,站场用电为高压电,用电量较大,需要新建变配电间,可以考虑从站场给油库引低压电,把油库配电间需要的面积提供给管道院,与站场变配电合建在一起。同时要是管道下载油库,应考虑站场位置应该尽量的靠近办公楼,以便站空室和办公楼合建在一起,有利于管理,节省投资。
消防泵房在满足安全间距的前提下,尽量靠近罐区,有利于消防安全。油污水处理装置应该尽量的布置在地势较低的角落里,有利于油库排水处理,又不影响美观。
储油罐区:
在油库中,最重要的部分就是储油罐区,总图布置也是围绕着储油罐区的布置而作相应的调整。首先,储油罐区的布置要满足防火安全间距,按照规范的要求,拱顶油罐之间的距离最小为相邻油罐中直径最大的罐直径的0.6倍,内服浮顶罐为0.4倍的间距。同时,油罐到防火堤的距离不小于罐高的一般;,其次在满足安全距离的情况下,要考虑排与排之间的距离,要能够满足工艺管道的敷设。在平面布置方面,要尽量的利用地形条件,在规范规定的范围内,尽可能的把油罐集中在一起布置,少分罐区,减少消防道路和节约用地,也可以方便工艺流程。同时可以在条件允许的情况下,预留部分油罐用地,以供以后油库发展生产所用。例如长岭油库,充分的结合地形条件,在满足规范要求的前提下,把油罐区集中在一个罐区里面,即可以减少用地,节省投足,又方便工艺流程。在竖向设计方面,储油罐区尽量布置在油库中比较高的位置,有利于油库排水,不致于把雨水积在油罐区,影响油罐的基础,同时也有利于工艺流程。在靠近山体的地方,可以根据现场的情况,利用山体当罐区的防火堤,油罐罐壁距离山体不能小于1.5m,同时要能够满足消防要求。
总之,油库的总平面布置比较复杂,总平面布置要在满足规范的前提下进行布置。尽量做到分区明确、布局紧凑、流程顺畅、本质安全、节约投资、绿化美观、方便管理、提高效益。同时在设计过程中充分的利用现有的地形条件和库外市政条件,紧凑合理的布局,设计出最好的方案。
参考文献:
[1]中华人民共和国国家标准《石油库设计规范》,(GB50074-2002),主编部门:中国石油化工集团公司。中国计划出版社出版,2003年。
[2]《中国石化销售企业油库建设标准》,中国石化股份有限公司油品销售事业部,2005年1月实施。
【关键词】总平面布置管线综合顺畅短捷经济布局合理
中图分类号:TU990.3文献标识码: A 文章编号:
近十多年来,随着我国经济的迅猛发展,钢铁冶金企业不论在规模上还是数量上都快速增长,钢铁冶金项目的占地规模也越来越大,内部工艺越来越复杂,设施间的联系越来越紧密,厂区内的管线布置也变得繁冗复杂,这也就要求专业人员应具有较高的水平来对整个厂区内的管线综合及总平面布置关系的准确把握。笔者根据近十年来积累的工程实践经验,阐述钢铁冶金企业管线综合及总平面布置的关系。
管线综合的意义和目的是什么?在钢铁冶金企业生产过程中,各车间或工段所需要的水、气(汽)、燃油以及由水力或风力运输的物料,一般均采用管道运输。同时,在生产过程中产生的污水、废液以及由水力或风力运输的废渣,再加上雨水也常用管道排出。各种机电设备、电器照明、通讯信号所需要的电能,都用输电线路输送。所谓管线就是各种管道和输电线路的统称。
钢铁冶金企业内的管线很多,有给排水管道、气(汽)体管道、燃油管道、输电线路以及运输物料或废渣的管渠等,且同一种管线中又有很多条。各种管线的性质、用途、技术要求各不相同,又往往交织在一起,互相联系,互相影响。它们当中的任何一个发生故障,都可能造成停水、停电、断气(汽)、断料,直接或间接影响生产的正常运行。因此,在管线布置上要符合各种管线本身的技术条件,满足管线与管线之间及管线与建、构筑物之间的各种防护间距要求并节约用地。
管线综合就是在总平面布置的基础上,根据要求确定各管线的平面、竖向位置,是总平面布置的重要组成部分。在某种意义上也是总图设计专业对管线专业之间的协调和组织工作。管线综合要从全局出发,统筹兼顾,适当安排,合理的进行综合布置,确保各种管线的安全运行。
钢铁厂生产需要大量的水、电、蒸汽、燃气等能源介质,它通过各种管道输送到全厂各个用户。有些介质具有高温,高压,易燃或易爆等特性,管线已成为全厂生产的重要组成部分。合理的管线布置可以缩短管线长度,减少能源消耗和节约工厂用地,它不仅节约基本建设投资,而且可以长年累月的节约能源介质的输送费用。
一般意义上说,管线综合是总图专业在施工图阶段的工作内容,是在总平面布置的基础上对各种管线进行平面布置,是总平面布置工作的后续,只有到了施工图阶段,才开展管线综合工作。但从实践的过程中不难发现,总平面布置虽然是基础,是管线综合布置的前提,但管线综合布置顺畅、短捷与否也直接体现总平面布置是否合理。如果只是到了施工图阶段才开始考虑管线综合布置,那么就不会有布局合理、经济的总平面布置,甚至导致生产系统中各设施、设备不能正常运行、运转,不能全部发挥其在生产系统中的作用,从而造成投资增加和能源介质浪费。因此,管线综合布置工作绝不是在施工图阶段才开始的,而是要在总平面布置时就加以考虑的,管线综合直接影响总平面布置,可以说管线综合是确定总平面布置方案的一个重要因素。
结合本人实践,以某钢铁联合企业为例。该工程生产规模为最终年产1600万吨成品钢材,分三期建设。一期工程生产规模为200万吨,主要生产设施包括:1座机械化综合原料场(一期、二期工程共用),1座240m2烧结机,1座10m2竖炉,2座6米×55孔焦炉,1座2500m3高炉,1座180t转炉,1条1250mm热连轧机组。二期工程生产规模为400万吨,主要生产设施包括:1座机械化综合原料场(一期、二期工程共用)、2座240m2烧结机,1套年产200万吨球团的连篦机回转窑系统,2座6米×55孔焦炉,2座2500m3高炉,2座180t转炉(与一期180t转炉布置在同一个炼钢车间内),1条1780mm热连轧机组。三期工程生产规模为1000万吨(规划预留),主要生产设施包括:1座机械化综合原料场,4座450m2烧结机,5座2500m3高炉,3座180t转炉(布置在一个炼钢车间内),3座120t转炉(布置在一个炼钢车间内),1条1450mm热连轧机组,1条1880mm热连轧机组,1条双高线车间,2条棒材车间。场地东西方向长约6000米,南北方向宽800米―1600米,工程总占地12000余亩,约合8平方公里。现已投产的一、二期工程位于场地西部,东西方向长约3000米,南北方向宽800米―1600米。
在做全厂的总平面布置时,首先以工艺流程的要求为出发点,保障各主体生产设施之间的工序有效连接;其次考虑全厂大宗原、燃料物流运输的顺畅,避免交叉、折返;同时结合地形特点,综合考虑全厂性水、电、气(汽)等能源介质主干管网的顺畅、短捷,最终达到布局合理、运行经济的总平面布置。
供电设施220kV总降布置在场地北部中央的位置上,这样布置主要考虑了厂区内部各主体生产设施用电点的分布情况,同时结合了外部供电进线的便利。从220kV总降出线,到各主体生产设施用电点的连线呈扇面形状,布局均匀合理,同时路径短捷。如:总降至制氧变电所供电接点线路长度约600米;总降至1780mm热连轧车间变电所供电接点线路长度约980米;总降至炼钢连铸车间变电所供电接点线路长度约380米;总降至1250mm热连轧车间变电所供电接点线路长度约1300米;总降至炼铁车间变电所供电接点线路长度约1200米;总降至炼铁车间电动鼓风机站变电所供电接点线路长度约780米;总降至焦化车间变电所供电接点线路长度约1660米;总降至铁前区域(包括烧结车间、球团车间、原料场)变电所供电接点线路长度约700米。累计全厂主供电线路总长仅约7600米,相比同等规模的其他钢铁联合企业,线路总长大幅缩短(仅为一半左右),直接降低了工程建设投资,并且减少了输送损失。
供水设施全厂新水站布置在场地北部最西侧的位置上,这样布置主要考虑了外部供水管道进厂的便利。在总平面布置过程中,经与当地供水部门协商,考虑水源来自厂址西侧靠北的位置,为方便新水进厂,缩短外部供水主干管道敷设长度,将全厂新水站布置在场地北部最西侧的位置上。在厂区内部,为满足冶炼生产安全的需要,供水主干管道布置呈环形网络状,因此,无论全厂新水站布置在厂区哪个位置上,厂区内部供水主干管道的长度基本上没有变化,而全厂新水站布置在场地北部最西侧的位置上却能使厂区外部供水主干管道敷设长度最短捷,运行最经济,社会效益最明显。
供气设施氧气站布置在场地北部靠西侧的位置上,西侧紧邻全厂新水站,东侧靠近炼钢连铸主车间及炼钢连铸水处理设施,南侧与1780mm热连轧车间一路之隔。这样布置主要考虑了氧气站周围空气洁净、无污染的生产要求,同时结合厂区内部各主体生产设施用气点的分布情况。在钢铁冶金企业中,整个冶炼过程主要需用的辅助气体介质包括氧气、氮气、氩气等,这些气体介质主要由氧气站提供。其中氧气是炼钢车间最主要的生产气体介质,可以说是“无氧无钢,氧就是钢”;在炼铁车间,随着“富氧喷吹”技术的广泛应用,氧气也成为炼铁车间重要的气体介质;在烧结车间,为了提升烧结机的生产系数(即烧结室内单位面积、单位时间的烧结矿产量),吹氧也成为最主要的手段。同时,由于氧气输送需要的压力较高,且过程中压力损失较大(每公里损失0.5公斤左右),因此要求从氧气站到炼钢、炼铁、烧结等主体生产设施的供气管线路径短捷、顺畅。就该工程,氧气站主干管道出线接点至炼钢车间(最大用户)氧气接点位置仅约270米;氧气站主干管道出线接点至炼铁车间(较小用户)氧气接点位置约1580米;氧气站主干管道出线接点至烧结车间(次大用户)氧气接点位置仅约830米。在这里我们不难看出,总平面布置直接决定氧气站至各用气主体生产设施的供气管线路径是否短捷、顺畅,而管线综合的结果也直接考量其总平面布置是否经济、合理。
煤气储备设施高炉煤气柜、转炉煤气柜集中布置在炼钢车间东侧、炼铁车间北侧靠西的位置上。结合炼钢车间、炼铁车间的位置及各自预留发展端方向,在集中柜区北侧布置2座转炉煤气柜,一期1座5万m3转炉煤气柜,二期1座8万m3转炉煤气柜;在集中柜区南侧布置1座15万m3高炉煤气柜(考虑一、二期总量)。这样布置主要考虑了高炉煤气、转炉煤气的输送管道管径较大(高炉煤气管道管径单根约2.8米,总管约3.6米;转炉煤气管道管径单根约2.0米,总管约3.2米),敷设长度的增加不仅占用宝贵的土地,而且直接造成工程建设投资的增加。例如直径3.6米的高炉煤气主干管每延米的敷设费用(包括钢板材料、钢结构支架、支架混凝土基础以及钢板加工、钢结构加工、土建施工和管件吊装、焊接等)约1.2万元,因此在总体布置时,要充分考虑这一因素,从全局出发,整体权衡,做出经济、合理的总图布置。
从全厂的总平面布置来看,煤气柜区是在全厂的最中心位置上。如果说各主体生产设施是围绕煤气柜区进行布置的,这样的说法可能会让大家难以理解,或者说是本末倒置,但我认为煤气柜区布置在全厂的中心位置上又绝不是偶然。它是总图设计专业通观全局、总体把握、协调各专业、权衡各方利益的结果,是在总平面布置之初就考虑到各种能源介质管线路径是否短捷、顺畅、经济、合理的结果,是管线综合影响总平面布置的必然结果。
全厂污水处理站布置在煤气柜区北侧、220kV总降南侧的位置上,这样布置不仅满足了煤气柜与变、配电室之间的防火间距要求,同时还考虑了厂区内部各污水排放点到全厂污水处理站的距离均匀以及全厂污水处理站对外排放的便利。从全厂的总平面布置来看,污水处理站是在厂区北部中央的位置上,距离厂区西南区域污水排放点约1300米;距离厂区东南区域污水排放点约1700米;距离厂区东北区域污水排放点约1800米。此外,污水处理站距离厂区北侧护厂河污水排水接点不足100米。这样,全厂污水收集主干管网分布均匀,各干支汇集点管底标高基本接近,从而方便后期管线施工图设计,且减小施工难度。
此外,在施工图设计过程中,对全厂管线进行了合理、细致的综合排布也是尤为重要的。本着节约用地、减少工程建设投资的原则,对全厂的各种能源介质管道采用管线集中、多层混合布置形式,一个支架断面共架十多根燃气、热力、给水等管线,同时在支架两支腿之间布置电缆隧道。这样既有效的利用了工厂土地,又节约了基建投资,所产生的社会效益、经济效益不言而喻。
总平面布置是一项政策性、系统性、综合性很强的设计工作,它涉及的知识范围很广,工作中遇到的矛盾也是错综复杂的,因此需要总图设计人员具有较强的分析问题、协调处理问题的能力。总平面布置的基本要求,决定了总图设计专业人员必须要有强烈的全局观念,绝不能“头疼医头,脚疼医脚”,而是要全面、系统的通盘考虑,统筹安排。因此,绝不能在施工图阶段才开始考虑管线综合,而是要在总平面布置之初就充分考虑管线综合的可实施性。总平面布置直接决定了全厂性主干管网管线路径是否短捷、顺畅,而管线综合的成果优劣,也直接考量其总平面布置是否经济、合理。总平面布置是开展管线综合工作的基础;管线综合成果是总平面布置的体现。
参考文献:
[1] 钢铁企业总图运输设计规范(GB 50603-2010)
[2] 工业企业总平面设计规范(GB 50187-93)
[3] 建筑设计防火规范(GB 50016-2006)
[4] 钢铁冶金企业设计防火规范(GB 50414-2007)
[5] 钢铁厂总平面设计丁泽洲 北京 冶金工业出版社
[6] 总图设计井生瑞冶金工业出版社
关键词: 建设项目; 设计与安全
中图分类号: U466 文献标识码: A 文章编号:1009-8631(2010)06-0066-02
一、引言
30余年的改革开放,我国各行各业得到了飞快发展。同样,汽车工业也得到发展,特别是中国加入WTO后汽车工业发展更快,而自主品牌汽车崛起和我国巨大的市场,使得汽车制造业在我国前所未有发展。对汽车工厂规划、设备设施、专用装备等整体统筹,硬件设施有了很大提升。由于多种原因,汽车工厂建设项目安全设施的与国家法规、标准要求还有距离。设计人员常常忽略将工厂常规防护、电气、机械、职业卫生、防火防爆、特种设备的设计符合国家相关标准,造成建设项目在竣工后,还要整改那些不符合国家标准的安全设施不合格项,给工厂增加投资。有的遗留成永久安全隐患,甚至由于设计不合理酿成的事故。
二、汽车工厂建设项目涉及部分安全技术标准
我国的汽车产业从大类上划分属于机械行业,在建设项目上安全设施主要涉及常规防护、机械、电气、防火防爆、特种设备、职业卫生等。但是,由于汽车产业链长,形成集团化后,也涉及其它行业。如:交通运输业中的陆路物流、水路运输中的滚装汽车运输、港口等。本文所论述主要是汽车制造建设项目中的冲压、焊装、涂装、总装四大工艺及相关机械行业的零部件配套工厂,不含其它制造业。
汽车工厂建设项目常用安全技术标准:
《工业企业总平面设计规范》(GB50187-93)
《工业企业设计卫生标准》(GBZ1-2002)
《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)
《机械工厂建筑设计规范》(JBJ7-1996)
《生产过程安全卫生要求总则》(GB12801-91)
《建筑地面设计规范》(GB50037-1996)
《建筑照明设计标准》(GB50034-2004)
《建筑采光设计标准》(GB/T 50033-2001)
《固定式工业防护栏杆安全技术条件》(GB4053.3-93)
《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》(GB50058-92)
《危险场所电气安全防爆规范》(AQ 3009-2007)
《安全标志》(GB2894-1996)
《消防安全标志》(GB13495-92)
《工作场所有害因素职业接触限值 化学有害因素》(GBZ2.1-2007)
《工业企业厂内铁路、道路运输安全规程》(GB4387-94)
《机动工业车辆安全规范》(GB10827-1999)
《国家电气设备安全技术规范》(GB19517-2004)
《机械加工设备一般安全要求》(GB 12266-90)
《加工中心 安全防护技术条件》(GB18568-2001)
《机械安全 机械电气设备 第1部分:通用技术条件》(GB5226.1-2002)
《起重机械安全规程》(GB6067-85)
《金属切削机床 通用技术条件》(GB/T9061-2006)
《金属热处理生产过程安全卫生要求》(GB15735-2004)
《劳动防护用品选用规则》(GB/T11651-89)
《生产经营单位安全生产事故应急预案编制导则》(AQ/T9002-2006)
三、设计过程中注意事项
(一)设计缺陷案例1
笔者在某汽车厂焊装生产线做安全验收评价工作时候,发现安装在钢柱上的消防栓与焊装生产线发生干涉,造成所有消防栓门打不开。
从各专业设计上看:消防栓安装在钢柱是正确的,焊装生产线也符合工艺要求。当焊装生产线安装好之后,还没发现消防栓门打不开,在进行安全验收评价的时候才发现消防栓门打不开。
上述设计缺陷说明,虽然各设计专业正确,总图没有充分考虑各部件有干涉,造成的后果,只能是整改。
(二)设计人员不知道相关安全技术标准所造成的缺陷案例2
作者在众多机械行业进行安全检查或验收评价中发现:很多钢直梯、斜梯、平台的防护栏杆不符合国家相关技术条件。经调查分析后主要是以下二方面所造成:1没有设计,想当然直接制造,造成钢直梯、斜梯、平台防护栏杆不符合国家相关技术条件。2是设计人员不知道相关安全技术标准所造成的缺陷。笔者发现在钢直梯、斜梯、平台防护栏杆有图纸,但是,图纸不符合国家标准。甚至,还将不符合标准的钢直梯、斜梯、平台防护栏杆的设计写进论文中。
例如:
从该固定式工业防护栏杆设计中,我们看出工程师不熟悉国家标准GB4053.3-93《固定式工业防护栏杆安全技术条件》,国家规定的示意图和主要技术参数是:
防护栏杆外形的横杆应是两根;
防护栏杆的高度宜为1050mm在离地高度小于20m的平台通道及作业场所的防护栏杆高度不得低于1000mm,在离地高度等于或大于20m高的平台通道及作业场所的防护栏杆不得低于1200mm;
横杆采用不小于25×4扁钢或φ16的圆钢。横杆与上、下构件的净间距不得大于380mm;
立柱宜采用50×50×4不小于角钢或33.5-50mm钢管立柱间隙宜为1000mm;
挡板宜采用不小于100×2扁钢制造如果平台设有满足挡板功能及强度要求的其它结构边沿时允许不另设挡板;
室外栏杆、挡板与平台间隙为10-20mm,室内不留间隙。
四、汽车工厂建设项目安全设施设计标准化
近年来,我国汽车工业的快速发展,国家及时调整汽车产业政策。规模化、集团化成为企业发展的主流。汽车工厂建设项目集聚增加,建设规划部门压力加大。随着对汽车质量、安全、环保等要求不断提高,汽车工厂对工艺、装备精度也在不断提高。所以,建设汽车现代化工厂不仅在工艺、装备主体工程上达到生产需求,还要在安全设施上达到国家规定的标准,以致在投产后,员工有一个良好的作业环境,达到作业环境的本质安全。
怎样达到作业环境的本质安全,笔者认为应从以下几方面实现:
(一)配置专门的机构
配置专门建设阶段的安全管理机构。该机构将项目建设阶段与项目建设投产后的日常管理分开,也就是将建设项目安全设施建设阶段的管理机构设置在规划设计部门,其目的保证建设项目安全设施必须符合国家、行业标准,为作业环境创造本质安全,保障员工在作业时安全与健康。
(二)部门人员配置
该部门的人员配置原则是,安全管理工作者必须懂得相关国家、行业的法律法规、技术标准。熟练掌握安全技术标准在实践中的运用,在安全设施设计、施工中能够及时发现不合格项,并能依据国家、行业标准,提出整改意见。
(三)提高对主体工程设计人员培训
在汽车工厂四大工艺主体设计过程中,各专业技术工程师对整个工艺设计是没有什么问题。但是,在对电气、机械、防火防爆、特种设备、职业卫生、常规防护、工业管网、安全色、安全标志、设备设施安全距离布局设计等是否国家安全技术标准,是这些工程技术人员的短板。提高对主体工程设计人员的安全技术标准的培训,是拓展该群体眼界,提高业务能力,防止安全设施不符合国家标准最有效途径。
(四)安全设施全程监控
汽车制造厂建设项目安全设施建设阶段的管理机构,必须参与建设项目安全设施设计。不论本单位设计的项目,还是委托、共同与其它设计院设计的项目。若等到建设项目初步设计出来后,再来审核不仅时间长,而且极有可能有漏项,只有同步参与设计,及时审核,结合本单位实际提出调整设计,将安全设施设计达到最佳。
五、后记
汽车工厂安全设施设计正确与否,关系到建设项目安全设施施工、竣工验收乃至正常投产后,作业环境安全度。是保证员工生产时的本质安全最重要途径。重视和加强此项工作不仅是国家法律、法规的要求,也是提高企业经济效益途径之一。所以,汽车工厂建设项目安全设施设计必须得到重视和加强。
参考文献:
[1] 俞国平.生产领域中的事故预测与应用[J].安徽劳动安全卫生,1992(02).
关键词:石油化工、总图运输设计、系统工程
中图分类号:C29文献标识码: A
概述
石化企业是以石油或天然气为原料,经过在高温、高压等苛刻条件下进行的一系列化学过程而制取各种石油化工产品的工业。它已成为我国及世界发达国家的支柱产业之一。石化企业有以下主要特点: 生产规模大,生产过程是连续的,生产产品的经济价值高,生产过程的安全隐患多,生产过程对周围环境的污染大等。因此,对石化企业的总图运输设计(下面简称“总图设计”)就是在国家工程建设的方针政策的指引下,使设计的企业做到技术先进、节约资源、保护环境、布置合理、生产安全、方便管理,有利于提高企业的经济效益、社会效益和环境效益。
根据我国现行的法规和制度,在调查研究的基础上,结合工程项目的实践,参照国内、外先进技术标准和成熟理念,总结了几十年来我国总图运输设计方面的经验,最后审查通过了“化工企业总图运输设计规范”。该规范洋洋数万字的条文,信息含量很大,作为国家标准有较强的适应性和指导作用,但读起来却枯燥乏味难以把握重点。
本文想通过作者在该领域的工作实践及学习“规范”的心得,谈谈对石化企业总图运输设计的认识和体会,供同行们参考。
一 设计任务
1 总目标
一个大型的石油化工企业总是选在远离城市的、偏僻的、地形复杂的、人烟稀少的、生活条件极差的地区建设的,而建成后的大型石油化工企业却是一个美丽壮观的、生气蓬勃的、创造极大社会财富的、现代化的小都市。石化企业的总图运输设计就是要为实现这种神奇转变而绘制一幅美丽的蓝图。
2 实现优化的石化工艺流程
工艺流程是石化企业的生命线,所有工艺装置、管线都是为它服务的。抓住这条线来进行总平面布局就不会出现方向性错误。反过来说,如果企业能实现优化的工艺流程,总平面布局就基本上是合理的。
3 建立高效能的物流系统
石化企业的生产过程是连续的,从源源不断的原料进入,到源源不断的成品、半成品送出,每天24小时没有一个时刻是可以停止的。因此建立可靠的高效率的物流系统是总图运输设计的一个重要方面。
通常情况下,企业内部的物流设施,如仓储、公路、铁路、码头等要和企业外部的社会上的物流设施在地理上和管理上有机地衔接起来。
4 安排必要的辅助配套系统和生产管理系统
一般大型石化企业都是水、电、气的特大用户,为减轻社会负担和从企业的自身效益出发, 通常企业都要有自备的水厂、电厂 和气厂。这些企业的辅助配套系统都要在总平面布局中做合适的安排。 为了方便有效地管理整个企业的生产活动还需要在总平面布局中安排诸如生产调度中心、倒班宿舍、职工食堂等辅助管理系统。
5 采取可靠的安全生产和环境保护措施
由于石化企业在生产过程中容易出现燃烧、爆炸等安全事故和有害气体、有害液体外溢泄漏等环境污染事故,所以应采取可靠的安全生产和环境保护措施,以防止出现这些事故,以及在出现这些事故后能迅速有效地制止事故的蔓延和发展,以使事故造成的损失最小。这是一个越来越受到人们重视的问题,但也是非常棘手的一个问题。
在安全生产和环境保护措施方面,已有许多相应的设计规范,我们在做设计时除了要遵守这些限制外,还要更积极地采用一些更先进的防范措施,如无线遥感监测系统等。
6 构建优美的视觉环境形象
一个现代化的大型企业,即使是外行,也能从它的外观上领悟个大概来。我们在做设计时,不仅要给企业一个健康强壮的身躯,还要给它穿上一身漂亮的时装。这不是浪费,不是可有可无。相对于整个工程的大开销来说,这点微不足道的花费却能起到“锦上添花”和“画龙点睛”的效果。
7 为企业的后续发展留有足够的余地
一些大型企业由于资金、技术等原因往往采取一次规划分期实施的建设方案,在做近期的设计时要充分考虑后期建设的需要,为其留有发展余地。分期建设的企业,近远期工程应统一规划。近期工程应集中、紧凑、合理布置,并应与远期工程合理衔接。
8 对设计项目的技术经济评估
这是一个静态的形式化的对设计工作的一个评估,包括投资强度、建筑系数、厂区利用系数、工厂`容积率,其在“规范”中都有明确的计算方法。
二 设计特点
1 石油化工企业的总图运输设计是一个系统工程
由上述设计任务可知,石油化工企业的总图运输设计是一个极其复杂的过程,是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合组成的完成特定总目标的有机整体,而每个组成部分本身又是一个小的“有机整体”。系统工程则是组织管理这种“有机整体”的规划、研究、设计的科学方法。
系统工程的目的是解决总体优化问题,从复杂问题的总体入手,认为总体大于各部分之和,各部分虽较劣但总体可以优化。
2 石油化工企业的总图运输设计涉及多部门、多专业、多层纵横向联系
做石油化工企业的总图运输设计要和那些部门打交道呢,上至国务院各部委,下至地方政府各办事部门,大大小小的红头钢印不知要盖多少。每个红头文件,不仅要保存好,还要常常拿来与自己的设计做对比,看看设计是否有不合适的地方。
由于做总图设计的任务中包含有多种专业的系统,你光知道化工工艺是不行的,你还得了解公路、铁路、码头、电厂、水厂、救灾、污染等等这些风马牛不相及的东西。上述那些部门、那些专业相互之间又会发生多少联系呢,这些,做总图设计的人都要去一一面对。
3 石油化工企业的总图运输设计涉及地域广、条件复杂、工作量大这点是不言而喻的。所以,做总图设计的人是够累的。
三 设计方法
1 “自上而下”与“自下而上”相结合
“上”指整体框架,“下”指组成部分的细节。做总图设计通常是“自上而下”,但光有“自上而下”有时是不够的,在有些部分细节是整体的核心关键时,不先把这些细节弄清楚,整体框架就不可能最后定下来。所以,“自上而下”与“自下而上”要相结合。
2 做好深入细致的需求分析
需求分析是任何项目要做的第一项工作。“万事开头难”,不把需求分析做好,就会给后面的工作带来许多隐患。就和做一道数学应用题一样,先要把题目认真看几遍,弄清楚已知条件是什么,要你求什么,然后你才能正确选择合适的定理、公式、方法去求解它。
总图设计的特点上面已经提到了。不难想像,需求分析的任务一定是相当艰巨复杂的,要弄清楚项目所有的约束条件和总体目标。
3 对关键因素建立数学模型或物理模型进行优化分析
总图设计方法是以项目整体性能最佳为目标,通过对整体的综合、分析,构造整体模型来调整改善整体的结构,使之达到整体最优化,实现“整体大于各部分的总和”。整体最优不一定各部分都最优,反过来也一样,各部分都最优不一定整体就最优。由于项目整体是一个庞大复杂的由多个功能部分组成的大系统,对其整体性能的分析也是十分困难的一件事。首先要选择评估整体性能的属性,再找出影响这些属性的关键因素,然后用这些关键因素建立数学模型或物理模型进行优化设计。
4 按照“反复是必然,一次成功是偶然”的规律安排设计进度
做任何事都要有计划。总图设计的计划也是很难订好的,因为设计过程中有些事是无法预知的,“顺其自然”又不是科学的态度,所以订计划一定要适当留有余地。在计划中主动安排一些反复的过程,就能在设计过程中从容应对一些突发意外,不至于手忙脚乱,加班加点,弄得人疲惫不堪事小,影响设计质量事就大了。
5 统筹兼顾、综合平衡、突出重点、照顾一般
这是总图设计的一个重要方法,也是一个做总体工作的人应具备的基本素质。在总图设计过程中,要时时把握住全局,正确处理全局与局部的关系,这样才不至于把设计引入歧途。
四 结论
做总图运输设计对我是一个挑战。这里我要感谢我的前辈、老师和设计室的同行们这些年来对我的工作的指导、帮助和支持。希望这篇文章能对同行们有些有益的参考,也希望外行们看了这篇文章后能对石化企业的总图运输设计有一个初步的认知。
参考文献
[1]雷明《工业企业总平面设计》 陕西科学技术出版社.
关键词:化工品仓储 修建性详细规划 总平面规划设计 竖向规划设计 道路交通规划设计 绿地系统规划设计 工程管线规划设计
中图分类号:TU2文献标识码:A文章编号:
引言:
修建性详细规划的任务是依据已批准的控制性详细规划及城乡规划主管部门提出的规划条件,对所在地块的建设提出具体的安排和设计,用以指导建筑设计和各项工程施工设计。城市中准备实施建设的项目,大部分均需经过修建性详细规划阶段,化工品仓储项目也不例外。本文从修建性详细规划的内容要求方面介绍某化工品仓储项目的修建性详细规划。
1. 用地建设条件分析
某化工品仓储项目位于沙田镇立沙岛石化工业园内,南侧为50m宽的疏港大道,东侧为工业区规划用地,北侧和西侧均为20m宽的园区道路;四周无居住的社区村落,无生态环境、水源保护敏感点及其他重要公共设施,附近无大型化工生产企业及重大事故隐患单位。
库址选择符合城镇规划、环境保护和防火安全要求,且交通方便。库址具备良好的地质条件,未有选择在有土崩、断层、滑坡、沼泽、流沙及泥石流的地区和地下矿藏开采后又可能塌陷的地区。地震基本烈度为7度。库址选定在靠近江河等地段,库区场地的最低设计标高,高于计算洪水位0.5m及以上。库址具备满足生产、消防、生活所需的水源和电源,具备排水的条件。库址周边公路网发达,水陆交通十分便利;库址地势平坦,建库条件良好。
2. 总平面规划设计
总平面规划设计必须贯彻十分珍惜和合理利用土地的方针,结合现场条件和自然条件,因地制宜,合理布置,达到节约用地,降低能耗,节约投资的目的;满足国家颁布的有关防火、防爆、安全及环境保护等的标准规范及规定;功能分区合理,布局紧凑;交通组织顺畅,物流输送距离短;人货分流,互不干扰,满足运输的要求。
该化工品仓储项目拟定地块的规划条件:建筑红线后退用地红线5m;容积率≦1.2;建筑层数≦仓库3,办公建筑4;绿地率≧20%;建筑密度≦40%,东西南侧均可设置出入口。根据规划条件,总平面规划叙述如下:
库区建筑物与北侧用地红线平行布置,分为甲类仓库区、乙类仓库区、丙类仓库区及辅助工程区组成。甲类仓库区布置在库区的北部,由25栋单层甲类仓库组成;乙类仓库区布置在库区的中部,由7栋单层乙类仓库组成;丙类仓库区布置在库区的南部,由3栋单层丙类仓库组成;辅助工程区布置在库区的东南角,由公用工程及办公楼等建筑物组成。甲类仓库占地面积1500m2,建筑高度7.0m;乙类仓库占地面积3920m2,建筑高度24.0m;丙类仓库占地面积6486m2,建筑高度24.0m。在南侧、北侧和西侧均设置了出入口,满足人流、物流、消防等的要求。
该库区功能分区明确,平面布置紧凑、整齐,道路顺捷,各项经济指标满足规划条件要求。在靠近城市主要道路一侧布置建筑体量大的丙类仓库,塑造了库区的整体空间形象。库区总平面布置见图1。
图1 总平面布置图图2竖向设计图(局部)
3. 竖向规划设计
竖向规划应合理利用地形,尽量减少土石方工程;设计地面坡向宜与自然地面坡向一致,防止大填大挖;满足工艺流程、系统管线的重力流要求;确保场地排水畅通,并注意防洪排涝;合理确定建构筑物、道路的标高,保证生产运输的连续性。
该项目所在地块的场地平整由工业园统一完成。根据控制性详细规划中的竖向规划图得知,该地块的场地设计标高为3.4m,四周道路路中心标高为3.2m。场地竖向设计采用平坡式布置,为了满足道路衔接、管线重力流、雨水迅速排除,场地道路设计标高不低于3.40m,坡度不小于0.3%。考虑到甲类仓库采用平行于建筑物的移动式栈桥装卸,室内外高差设计为0.15m;乙类仓库和丙类仓库均采用露天站台装卸,并设置宽敞的停车及回车场地,室内外高差设计为1.2m。
该项目采用雨污分流的排水方式,污染雨水和地面冲洗水经污水管道送至污水处理站,处理达标后放排;雨水和清静下水排水通过道路的纵坡、横坡经雨水口收集至暗管,最后排至厂外。
4. 道路交通规划设计
道路交通是总平面设计的骨架和大动脉,是联系各生产环节的纽带。其应满足生产、运输、安装、检修、消防安全和施工的要求;应有利于功能分区,并与总平面、竖向设计相协调;合理分散货流与人流,避免交叉;货流通畅,运距短捷;人流方便,确保安全;且应有利于场地及道路的雨水排除等。
该项目道路走向均与建筑物平行或垂直,并成环形布置;采用城市型道路。库内道路分为主干道、次干道及支道、车间引道和人行道。连接物流出入口及连接人流出入口的道路为主干道,宽度分别为12m和20m;甲类仓库区东侧、北侧、西侧及内部道路,丙类仓库区西侧及南侧、乙类仓库区东侧及西侧道路为次干道,宽度为8m;乙类仓库之间、丙类仓库之间的道路为支道,宽度为4m;在主干道和次干道两侧设置人行道,宽度为1.5m。
5. 绿地系统规划设计
绿地系统规划应根据当地自然条件、植物生态习性和防污能力、生产中释放的有害气体,结合总平面布置、竖向布置与交通运输情况综合考虑。绿化目的在于美化环境,防止污染,调节小气候,创造一个舒适的工作环境。树种选择要求:根据生产特点,选择抗污染或滞尘能力强、有利防火、安全的树种,不应种植含油脂易着火的植物。花卉要选择适应本厂环境,易成活的品种。
结合本项目的特点,绿化范围原则为辅助工程区、主干道两侧。道路交叉口及弯道内侧的绿化,应符合视距规定,在视距横净距范围内,种植不高出路面标高1.2m的低矮灌木和花草。在辅助工程区内,通过乔木、灌木、草坪等的有机结合,达到改善环境、美化空间景观形象的作用。
6. 工程管线规划设计
管线综合应结合总平面布置、竖向布置、道路、绿化,使管线之间、管线与建筑物和构筑物之间在平面及竖向上相互协调、紧凑合理,有利厂容。同时在满足生产、安全、检修的条件下节约用地。
综合布置地下管线产生矛盾时,应按以下原则处理:压力管让自流管、管径小的让管径大的、易弯曲的让不易弯曲的、临时性的让永久性的、工程量小的让工程量大的、新建的让现有的、检修方便的或次数少的/让检修不方便的或次数多的。
地下管线交叉布置时,其竖向布置应符合下列要求:给水管道应在排水管道上面、可燃气体管道应在除热力管道外的其他管道上面、电力管线应在热力管道下面、其他管道上面、有腐蚀性介质的管道及碱性、酸性介质的排水管道,应在其他管道下面、热力管道应在可燃气体管道及给水管道上面。
地上管线的敷设,可采用管架式、低架式、地面式及建筑物支撑式。敷设方式应根据生产安全、物料性质、生产操作、维修管理、交通运输和厂容等因素,综合考虑确定。
跨越道路、道路交叉及转弯处的管架,其跨距应视路宽、路面内缘转弯半径及两侧地下管线的不同情况具体确定,并须特别注意检查这部分管架柱的基础尺寸与准确位置,使其与路面边缘的净距不小于1m。为满足消防车通行要求,架空管廊距路面最小净空为5.0m。
本项目根据生产及安全的需要设置的工程管线有:给水消防管、污水管、雨水管、电力电缆、电信电缆、路灯照明、架空管廊等。各管线最小覆土深度及间距均按照《化工企业总图运输设计规范》(GB50489-2009)的规定进行布置。
7. 结语
本项目经过前期的报建与审批,现已进入施工阶段,作为一个比较典型的化工仓储项目,本项目在修建性详细规划原则的指导下,从设计到实施都是一个比较成功的范例。
参考文献:
1.GB 50187-2012,工业企业总平面设计规范[S].
关键词:煤矿;工业场地;布置;探讨
中图分类号:TU7文献标识码:A 文章编号:
节约用地是我国工程建设中的一项政策性原则,在工业场地总平面设计中,总图专业应精心设计,紧凑布置,在满足各个设施功能的前提下,尽量减少占地。并与其他专业共同努力,从不同角度寻找节约用地的新思路。
具体在煤矿工程项目建设过程中,工业场地占地的多少,将直接影响煤炭企业的投资效益和运行成本。如果建、构筑物、各个场地等设施间距加大,不仅使整个工业场地占地面积增加,还会造成全场土方、水、电、暖气、风量增加;道路、铁路、各种管线均相应增长,势必导致前期基建费用和长期运行费用的增加,从而降低企业的经济效益。煤矿工业场地总平面布置的合理与否直接关系到土地的使用效率。为了更好地贯彻国家节约用地政策,达到节约用地的目的,笔者认为可采取以下措施。
1 提高节约用地意识
工业场地总平面布置是否充分考虑节约用地原则与设计人员的思想有直接关系,因此,设计人员应经常学习有关土地使用方面的方针、政策、规范等,了解相关用地经济技术指标,如工业场地围墙内占地面积、各个设施占地面积、建筑系数、场地利用系数等。设计中,在满足主要工艺流程顺畅、便于生产、方便生活的条件下,使工业场地各项用地指标切实做到建筑系数高,场地利用系数高,总占地面积少。并将其作为工业场地总平面布置合理与否的一项重要标准。
2 精心设计,努力节约用地
2.1做好前期规划
煤矿工程项目设计前期,设计人员在做总平面设计时应和当地的土地利用总体规划相衔接,所确定的建设用地规模必须符合土地利用总体规划的安排。并且严格的遵守《煤炭工业项目建设用地指标》的各项要求,在满足功能的条件下,尽量的减少用地。
2.2 重视井口及工业场地选址
煤矿开采地下资源,其工业场地不能远离地下资源。它与其他行业厂址选址的区别就在于此。确定井口位置既要对井下初期开采有利,使井田两翼煤炭储量大致平衡;又要对地面各种设施进行综合考虑。因此在前期工程设计的场址选择阶段,总图专业人员应积极配合其它相关专业了解拟选厂址的外部条件及井下开拓开采方案。场址尽量选择在对外联系通畅,不受洪涝威胁,工程地质条件较好,少压煤炭资源的区域,并且坚持节约用地原则,充分利用荒地劣地,不占或者少占耕地和经济效益高的土地。尽量增大公用设施社会依托程度,减少公用工程、社会福利设施等的占地面积。
2.3优化总平面布置
2.3.1 平面布置
设计时力求给工业场地一个合理、规整的外形,以利于合理紧凑的进行总平面布置。窄而长,短而宽的场地,其总平面布置的效果和占地多少是不一样的,在地形允许的条件下,合理外形的长宽比一般应控制在3:2左右,规整的场地外形,有利于充分利用场地面积,减少场地边角地的面积。具体布置时宜在用地完整的地带,优先布置建筑体量较大的主要建筑物,同时相邻建筑物尽可能平行摆放,以减少三角地带的面积;在零星边角地段,则采用填空补缺的办法,分散布置体量较小的辅助厂房、生活设施和绿地,以提高土地利用效率。
2.3.2 联合化和高层化
在煤矿工业场地总平面布置中,把工艺流程有密切联系的,功能、防火等级、安全间距相近的建、构筑物尽量联合布置,改变小而全的布局形势,既缩短运输距离,节省能源,也节约用地。另外单身宿舍、办公楼等办公生活建筑尽量高层、多层布置,有利于减少工业场地的占地面积,提高建筑系数。
2.3.3 合理压缩间距
在保证工艺流程合理的前提下,合理布置各建、构筑物、设备、场地等,使工业场地的占地面积最小。在工艺流程顺畅的前提下,将火灾危险性大的,有可能泄漏易燃、可燃液体,爆炸性气体的建、构筑物布置在场地边缘,这样布置既可缩小该建、构筑物与其它建、构筑物的防火间距,达到节约用地的目的,而且把该建、构筑物对其他建构筑物的影响降到最小。
2.4合理集中的布置管线
在进行管线综合时,尽可能将性质类似、埋设深度接近的管线排列在一起,在满足管线施工、维修要求前提下采取较小管线间距。当管线多且集中并有条件的情况下,可采用综合管沟和综合桥架型式。比如在北方天气寒冷的地方,有压水管道与暖管道同管沟敷设,既能对水管道起到防冻作用,又有效地节约的用地。再比如在场区对美观要求不高的地段,对水、暖、电等有压管线进行联合布置,设置综合桥架,桥架采用多层,下层敷设管径较大的管线,中层敷设管径较小的管线,上层敷设电力、通讯及控制电缆等,且尽量减小桥架宽度,节约用地。
2.5尽量压缩临时施工用地
在煤矿建设过程中,临时施工用地必不可少,因此总图专业在设计过程中必须考虑施工用地位置,做好施工组织设计,尽量减少施工临时用地对永久建筑的影响,减少临时用地占地面积。
2.6合理考虑预留用地
实践证明,在总图设计中完全不考虑预留用地是错误的,因此就要规划好预留发展用地,解决好占而不用和预留不足问题。预留用地宜布置在场地边缘地带或者场地一段,根据具体的发展需要分批次征用,能不占的尽量不占,杜绝过早占用土地从而影响了农业生产。同时扩建时多考虑在内部挖潜,在满足间距的情况下见缝插针,提供土地利用率。
2.7优化竖向设计
在场区竖向布置时,应充分考虑自然地形条件,依山就势,避陡就缓,填沟造地。当工业场地原自然地形起伏较大时,采用阶梯式竖向布置形式,台阶的数量不宜过多,同时要尽量把彼此间联系紧密的设施放在同一台阶上。这样同一台阶的相邻厂房也可以共用道路,减少了道路的占地。在采用支挡设施解决高差问题时,宜优先选用挡土墙,由于挡土墙墙体坡度比护坡大,故同样高度下,挡土墙占地面积比护坡小,在竖向设计中选用挡土墙解决高差问题是减少工业场地占地的有效措施。
2.8 节材方面
矿井及选煤厂独立规划建设,在供水、供电、采暖、通信等方面都要独立自成系统,因各矿井及选煤厂工业场地之间距离较大,供水站、矿井生产、生活污水处理站,矿井外部供电设施(变电站)、采暖设施(锅炉房)等均需独立设置,存在重复建设,造成一定程度的资源浪费。
矿井及选煤厂联合布置,在供水、供电、采暖、通信等公共设施方面可以实现共用,减少供水站、矿井生产、生活污水处理站,矿井外部供电设施(变电站)、采暖设施(锅炉房)等的设置数量,缩短场区主要管沟敷设长度,提高公共设施的使用效率,降低投资。规划在矿区东部设置综合利用电厂。场地联合布置,有利于实现矿区地面设施的集中供热,提高供热效率。另外,在矿井辅助设施材料、设备方面,也可以实现共用,减少了建筑材料消耗和建筑施工工程量。
2.9 环境保护方面
规划采用集中联合布置,土地集约节约用地较好,矿井、选煤厂及配套设施建设对周边环境的气、水、声和固废污染源相对减少且较为集中,有利于集中处理废弃物及垃圾排放,同时也为将污染源集中布置于工业场地、居住区及周边城镇、企业的下风方向,有效地减小了对环境的承载压力,有利于环境保护。
3 结束语
我国虽幅员辽阔,但人口众多,人均可耕地资源少。当前又正处于工业化、城镇化快速发展时期,建设用地供需矛盾十分突出。切实保护耕地,大力促进节约集约用地,走出一条建设占地少、利用效率高的符合我国国情的土地利用新路子,是关系民族生存根基和国家长远利益的大计,是全面贯彻落实科学发展观的具体要求,是我国必须长期坚持的一条根本方针。而且目前土地征用费用、租用费用日益昂贵,所以节约土地又有巨大的经济意义,因此无论对国家还是对企业而言,节约用地都十分必要。
参考文献:
[1] 中国煤炭建设协会,煤炭工程建设用地指标.
[2] 煤炭工业矿井设计规范.
关键词化工厂节约用地措施途径
中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
工程项目建设中,特别是生产设备装置系统占有重要角色的化工企业,生产装置布置的合理程度,将直接影响企业的投入产出及因此而带来的经济效益。如果装置、罐区等设施间距过大,不仅使全厂占地面积增加,而且同时使全厂土方、水、电、汽、风用量及能耗量增加,道路、铁路、工艺管线均相应增长,势必导致基建费用和长期运行费用的增加,从而直接导致企业经济效益的下降。因此化工厂(系统装置)[以下简称工厂(装置)]的总平面布置的合理与否将直接关系到投资者的收益,特别是在目前工业用地政策趋紧的今天。同时为了更好地贯彻国家节约用地政策,达到节约用地的目的,结合我在同步建设杭州龙山化工有限公司临江新区(以下简称龙山化工)的过程经验总结,认为可采取以下措施来达到上述效果:
1首先投资主体要逐步转变思想,深刻认知设计对于生产实践的重要性
改革开放之前,我国的项目建设相当多的被生产高于一切的思想所束缚,以至于建设到那生产到那,到最后无法再进一步发展,被迫搬迁。随着人们思想及知识水平的提高,逐步认识到规划设计对于公司长远发展的极为重要,而规划设计与设计人员的个人思想判断有直接关系,因此,设计人员应经常学习有关土地使用方面的方针、政策、规范、标准,了解最新动态,相关用地指标,如厂区或装置占地面积、建筑系数、利用系数,甚至最新工艺技术等。龙山化工临江新区部分生产工艺采用了最新技术,既提高了生产效率,又减小了占地面积,在满足工厂(装置)工艺流程顺畅、方便管理操作的前提下,使工厂(装置)各项指标切实做到“二高一少”,即建筑系数高,利用系数高,占地面积少。工艺与总图的配合协调对工厂(装置)总平面布置合理程度有着重要影响。
2深度优化总图布置,节约用地,提高土地利用率
根据我在龙山化工在建设同时不断优化总平设计的经验,认为深度优化总图布置可从以下几个方面着手:
2.1厂址选择
厂址选择是第一步,也是非常关键的一步,尽量将厂址选在水、电、气、原料、燃料等依托条件较好的区域内,否则对以后的建设和生产均带来巨大后患。在工程设计的选厂阶段,总图专业人员应积极配合其它相关专业了解拟选厂址的水、电、气、原料和燃料的供应及社会福利设施的依托情况等。在其它因素可比的情况下,积极向政府有关部门建议将厂址选在水、电、气、原(燃)料丰富,社会福利设施依托条件较好且建设场地较规整的地方,这样,可利用既有的公用工程设施,减少公用工程、社会福利设施等可节约的用地,避免孤零建厂。此法可大幅度提高土地的使用率,是贯彻节约用地政策的有效途径。龙山化工临江新区以后如果能将周边内河启用,对于运输费用的节约将是相当可观。否则如果交通不便,对于企业发展将是一个巨大的压力。
2.2优化总平面布置
2.2.1联合化和露天化是总平面布置发展的一个重要趋势,把工艺流程有密切联系的,上游装置的产品是下游装置原料且在技术上能做到同开同停并集中控制的装置视为联合装置,联合装置内各装置之间的防火间距依据《石油化工企业设计防火规范》中 “设备、建筑物平面布置的防火间距”确定;在我国气候较温暖的地方建厂,在满足工艺要求的前提下,装置尽量露天化联合化布置,有利于减少建造厂房而占用相当多的土地面积,同时也节约了土建投入。
2.2.2合理压缩间距在保证工艺流程合理的前提下,合理布置装置内各建(构)筑物、工艺设备,使工厂(装置)的占地面积最小。在工艺流程顺畅的前提下,将火灾危险性大的,有可能泄漏易燃、可燃液体,爆炸性气体的工艺设备、建(构)筑物、机械设备布置在工艺装置中部,其外侧布置火灾危险性较小的建(构)筑物和设施,这样布置可缩小该装置与其它装置的防火间距,达到节约用地的目的。
2.2.3采用干式变压器。干式变压器无油,较浸油变压器体积小,它有利于防火防爆;即使干式变压器被烧毁,也较浸油式变压器易修复。由于其体积较小,故有利于减少占地面积。
2.2.4埋地敷设高压线根据《石油化工企业设计防火规范》规定,当高压线架空敷设时,其与液化烃罐组、甲、乙类生产装置或设施留有1.5倍高压线塔高的防护距离。高压线的电压越高,电线塔杆的高度越高,当高压线在液化烃罐组、甲、乙类生产装置或设施中部通过时,形成少则50、60m多则80、90m的高压线走廊。增加了工厂(装置)的占地面积。造成工厂(装置)的建筑系数、利用系数较低,浪费土地资源。因此在布置中应尽量避免架空高压线穿越厂区,如必须穿越,应优先考虑埋地或隧道敷设,这样可以避免出现高压线走廊及防护间距问题。
2.2.5提高消防设计水平,尤其在工艺装置内,采用自动连锁控制设施,当炼油化工装置内可燃气体泄漏达到一定浓度时,可燃气体报警器便发出信号,提醒人们尽快处理。如没及时处理,可燃气体浓度接近爆炸下限时,该系统便打开蒸汽阀门,进行蒸汽幕保护,隔断可燃气体与明火设施的接触,降低装置着火的可能性。采用该措施后的化工装置与明火设施的防护距离可适当减小,进而达到节约用地的目的。
2.2.6合理布置地下管线、埋地电缆和道路按一般习惯地下管网(包括电缆,热力管网、压缩空气、氧气和上下水管等)均布置在厂区道路两侧,因此使街区的通道不得不加宽,主要是防止各种地下管线、强电、弱电电缆处于事故状态检修时,破坏道路,影响交通。在交通不太繁忙地段的道路和消防道路下面,可埋地敷设各种地下管线和电缆,当需要检修时,运输车辆可选择绕道行驶,这样可以直接达到节约用地的目的。
2.2.7采用多层管架,减小管架宽度工厂(装置)的管架采用多层,管架下层敷设管径较大重量较大的管线,中层敷设管径较小的管线,上层敷设电力、电讯及控制电缆等,且尽量减小管架宽度,达到节约用地的目的。
2.2.8 谨慎考虑工厂(装置)的预留土地未来使用的打算,便于今后工厂(装置)扩建使用。如果地征了,却长时间未用,造成土地闲置,浪费了土地资源,同时又降低了投资收益。因此,工厂内预留用地需慎重,最好能与公司高层深度探讨未来新上装置的可能性。一般来说,预留用地宜相对集中,不宜过于分散。
2.2.9优化竖向设计在进行拟建工厂(装置)的竖向设计时,当工厂(装置)所在场地的自然地形起伏较大,必须采用挡土墙或放坡解决高差问题时,宜优先选用挡土墙,由于挡土墙墙胸坡度较放坡时的放坡坡度大得多,故同样高度的挡土墙和护坡,挡土墙占用土地面积较放坡小得多,在竖向设计中选用挡土墙解决高差问题是减少工厂(装置)占地的有效措施。
2.2.10不断完善规范和标准,例如《化工企业总图运输设计规范》规定了机械通风冷却塔与相邻建(构)筑物之间的最小水平间距。制定该表主要是考虑到机械通风冷却塔的水雾对周围各设施的影响。随着科学技术的发展,各生产厂家新研发制造的机械通风冷却塔大多带有收水器,收水效果达90%以上,基本解决了冷却塔的水雾问题。许多辅助设施的工艺技术等也在不断地更新换代,从安全、环保方面作出成效,同时为压缩防护距离提供了可行性,故总图设计也应与工艺设备相互沟通,共同商议深度优化利用好每一份土地。
3结语
节约用地是工厂设计中必须遵循的一项政策性原则,在工厂总平面设计中,总图专业应运用本专业技术精心设计,紧凑布置,提高土地利用率,以减少占地,与之相关的主导专业也应从本专业角度认真探讨节约用地的途径。如前所述,采用先进的工艺技术、流程短,设备少,自动化水平高,安全度也高;选用先进的设备,能力大,性能好,体积小,不须备用等都会从客观上达到减少用地的目的,而这些成果也必将在总平面布置中得以体现。所以,在化工厂设计中工艺主导专业与包括总图运输在内的各专业应协同作战,相互挖潜,从不同角度共同探讨节约用地的途径。
参考文献
[1] 《化工企业总图运输设计规范》HG/T 20649-1998。
[2] 《石油化工企业设计防火规范》GB 50160—1992。
[3] 井生瑞主编.《总图设计》,西安建筑科技大学,冶金工业出版社, 1989.
关键词:安全生产;标准体系;构建
中图分类号:P624.8 文献标识码:A 文章编号:
1、陈贵矿业基本概况
湖北陈贵矿业集团成立于1996年,现有职工2200人,其中工程技术人员360多人,资产总值4.8亿元。截至2011年,集团共生产铁矿石1420万吨,铁精矿300万吨。目前集团下辖大广山矿业公司、刘家畈矿业公司、安船矿业公司、铜山口矿业公司4家采矿企业,雷山选矿公司、大广山选厂、中广山选厂、安铜选矿公司、小广山选厂5家选矿企业及捷安物流公司、矿管中心、天台泉公司等13家成员企业,是一家以铁矿石开采为龙头,集产、供、销、运一条龙的综合型企业集团。
2、安全标准化及安全避险“六大系统”建设情况
(一)加强领导,狠抓宣传培训,营造安全标准化创建及安全避险“六大系统”建设工作良好氛围为了加强对井下矿山企业安全标准化创建及安全避险“六大系统”建设工作的领导,陈贵矿业集团成为了矿山企业安全标准化创建及安全避险“六大系统”建设工作领导小组,总经理任领导小组组长,分管安全生产负责人为副组长,各井下矿山企业主要负责人为小组成员。制定并下发了“《安全标准化创建工作实施方案》及《建设完善大广山矿业公司安全避险“六大系统”工作实施方案》”的通知(陈矿集发[2011] 18、20号),明确井下矿山企业创建安全标准化及安全避险“六大系统”工作目标,保障资金到位,确保在规定时间内顺利完成安全标准化创建及安全避险“六大系统”建设工作任务。
(二)配合整改,全面实现安全标准化达标,着力打造安全避险“六大系统”示点示范单位
1、安全标准化创建情况。根据《金属非金属矿山安全标准化规范》要求,全面实现井下矿山企业安全标准化创建达标任务。一是聘请资质中介机构进行技术指导。2011年3月,集团聘请黄石安泰公司为下属四家矿山企业安全标准化创建提供技术指导和服务。二是加大投入,全面整改软硬件。集团投入1000余万元,对四大矿业公司井下安全出口、通风设施、应急电源、电机车架线、风水管、电缆、电器接地网、顶板岩石不牢固结构拉网喷浆等方面进行全面整改。同时编制了108项制度,48项安全生产责任制和46项操作规程。为安全标准化创建提供了基础。目前,集团下属四家矿业公司已有三家于11年10月份通过了黄石安监局组织的评审验收,获得安全标准化三级达标证书。
2、“六大系统”示点建设情况。根据《省安全监督局关于建设完善金属非金属矿山安全避险“六大系统”的实施意见》(鄂安监发[2011]6 号)文件的规定,2011年1月我集团下属大广山矿业公司被列为全省56家安全避险“六大系统”试点示范单位之一。集团投入350万元资金,建设大广山矿业公司安全避险“六大系统”。2011年8月,聘请省安监局公告认可的中介机构(中钢集团武汉安环院、湖北景深安全技术有限公司)为大广山矿业公司建设完善安全避险“六大系统”提供技术服务。2011年9月份,湖北景深安全技术有限公司提交了监测监控、人员定位、通信联络三大系统的设计施工方案,10月份,该设计施工方案经省安科中心审查通过,11月份,施工人员进驻大广山矿业公司矿井正式开工建设。
3 建立安全生产标准体系
3.1 安全生产标准体系的结构与层次
我国安全生产标准体系可由五个分体系构成,即基础标准分体系、管理标准分体系、技术标准分体系、产品标准分体系和方法标准分体系。每个分体系又由若干子体系组成, 基础标准分体系由基本规定、名词与术语等三个子体系组成; 管理标准分体系由设计、风险评价等十三个子体系组成; 技术标准分体系由机械设备安全、特种设备安全等五个子体系组成; 产品标准分体系由劳动防护用品、安全防护装置等五个子体系组成; 方法标准分体系由设备检测、产品试验和检测方法等三个子体系组成。
图1安全生产标准体系构成
3.2 安全生产标准体系的内容
3.2.1 基础标准分体系
基础标准分体系构成见图2。基本规定标准是规范安全生产标准或标准体系编制的程序和要求。名词和术语标准是针对安全生产有关名词和术语制定的、具有普遍适用性的标准。
图2 基础标准分体系构成
3.2.2 管理标准分体系
管理标准分体系构成见。设计安全标准是为了保证工业企业总体设计(包括厂区和厂房)、生产工艺、生产和辅助设备设施等设计满足安全生产要求而制定的标准。例如《工业企业总平面设计规范》、《工业企业设计卫生标准》和《生产设备安全卫生设计总则》等。
风险评价标准包括危险有害因素识别分析、风险评价和安全对策措施等方面的标准。其中, 危险有害因素识别包括重大危险源识别和事故隐患的识别, 安全对策措施包括重大危险源的监控与预警。如《重大危险源辨识》、《安全评预价导则》和《安全验收评价导则》等。
安全信息标准是指与生产安全有关的信息收集、分析、处理、使用和维护等方面的标准。
危险作业标准是针对人身安全影响较大的作业, 如煤气作业、动火作业、爆破作业和高处作业等制定的标准。如《缺氧危险作业安全规程》、《爆破安全规程》和《焊接与切割安全》等。
职业危害标准是针对作业场所产生的有害因素, 如粉尘、毒物、噪声与振动、高温、低温和辐射等制定的识别、评价和控制等方面的标准。如《作业场所有害因素职业接触限值》、《有毒作业分级》和《生产性粉尘作业危害程度分级》等。
培训与考核标准主要针对风险较大作业的有关人员制定的培训与考核方面的标准, 包括培训内容、培训方式和培训效果检验等。如《压力管道安全管理人员和操作人员考核大纲》、《锅炉安全管理人员考核大纲》和《气瓶充装人员考核大纲》等。
安全监察与检查标准。安全监察标准是指行政或履行行政职责的人员实施安全生产监察时依据的标准; 安全检查标准是企业人员检查安全工作时依据的标准。安全监察与检查标准包括监察(或检查)的方法、程序和内容等。目前, 该领域的标准比较缺乏, 如职业危害作业场所监察和重大危险源监察等均未有相应的标准。
3.2.3 技术标准分体系
技术标准分体系主要指通用生产和工艺方面技术要求和设备设施的安全技术要求, 其构成见图3。机械设备安全标准是针对机械设备和设施的设计、制造、检测与实验、使用等方面制定的标准。电气设备安全标准是针对电气设备和设施的设计、制造、检测、安装和使用等方面制定的标准。如《电气设备安全设计导则》、《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》和《用电安全导则》等。
特种设备安全标准是针对特种设备的设计、制造、安装与调试、使用、改造、维护保养和报废等方面制定的标准。如《压力管道元件型式试验规则》、《气瓶使用登记管理规则》和《压力容器安装改造维修许可规则》等。
图3 技术标准分体系构成
消防设备安全标准是针对灭火设备设施及辅助装置设计、安装、检测与监测、使用和维护等方面的安全要求。
生产和工艺标准是针对风险性较大的生产和工艺等方面制定的有关安全标准。如《金属非金属矿山安全规程》、《石油天然气安全规程》和《焦化厂安全规程》等。