淺談現(xiàn)代化制漿造紙項(xiàng)目總圖設(shè)計(jì)

張小江

(中國中輕國際工程有限公司，北京，100026)

淺談現(xiàn)代化制漿造紙項(xiàng)目總圖設(shè)計(jì)

張小江

(中國中輕國際工程有限公司，北京，100026)

在實(shí)踐基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)代化制漿造紙廠的生產(chǎn)特點(diǎn)以及物流分析，闡述了以物流為核心的集中布置、系列化布置的科學(xué)性和合理性以及如何在總圖設(shè)計(jì)中控制投資。

制漿造紙;總圖設(shè)計(jì);物流;投資

現(xiàn)代化制漿造紙廠的設(shè)計(jì)理念是充分考慮制漿造紙生產(chǎn)中所用原材物料的性質(zhì)、生產(chǎn)過程的連續(xù)性、加工工藝和設(shè)備的特點(diǎn)，在保證生產(chǎn)要求、安全及環(huán)境衛(wèi)生的前提下，根據(jù)廠區(qū)的地形、進(jìn)出廠物料運(yùn)輸方向和運(yùn)輸方式、工程地質(zhì)等情況，全面衡量、合理布置全廠所有建筑物、構(gòu)筑物、鐵路、道路以及地上和地下工程管線的平面和豎向的相對(duì)位置，使之與工藝過程相適應(yīng)，與場地地形及綠化、美化相適應(yīng)，保證勞動(dòng)者有良好的勞動(dòng)條件，從而使工廠組成一個(gè)有機(jī)的生產(chǎn)整體，達(dá)到控制投資的目的，使工廠能發(fā)揮最大的生產(chǎn)效能。

近幾十年來，我國的制漿造紙產(chǎn)業(yè)發(fā)展突飛猛進(jìn)。新投產(chǎn)的和將要投產(chǎn)的大型制漿造紙廠，大多采用了國內(nèi)外先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝，繼世界上最大竹漿廠貴州赤天化年產(chǎn)25萬t漿廠、海南金海年產(chǎn)100萬t漂白漿項(xiàng)目批準(zhǔn)建設(shè)并投產(chǎn)后，山東日照亞太森博年產(chǎn)100萬t漂白木漿項(xiàng)目也將在近期投產(chǎn)，廣東湛江年產(chǎn)70萬t漂白木漿項(xiàng)目正在由晨鳴集團(tuán)負(fù)責(zé)實(shí)施建設(shè)，玖龍集團(tuán)、華泰集團(tuán)等國內(nèi)大型制漿造紙企業(yè)都在進(jìn)行新建擴(kuò)建項(xiàng)目建設(shè)。它們的相繼投產(chǎn)和建設(shè)，不僅大大增強(qiáng)了我國制漿造紙工業(yè)的生產(chǎn)實(shí)力，引進(jìn)了國外先進(jìn)的技術(shù)、先進(jìn)的管理經(jīng)驗(yàn)，樹立了無污染 (或極少污染)低能耗造紙企業(yè)的典范，而且也帶來了先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念。

總圖設(shè)計(jì)需要與時(shí)俱進(jìn)地適應(yīng)市場和企業(yè)的發(fā)展要求，不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)思維和設(shè)計(jì)方法。

1 以綜合管廊為核心進(jìn)行集中布置

我國生產(chǎn)企業(yè)長期以來一直是重生產(chǎn)、輕流通，導(dǎo)致物流成本巨大。而現(xiàn)代化企業(yè)通過對(duì)生產(chǎn)成本的分析，發(fā)現(xiàn)降低物流費(fèi)用是企業(yè)獲得利潤的重要手段，被稱為“第三利潤源泉”。所謂物流成本，包括物料的運(yùn)輸、裝卸、儲(chǔ)存、設(shè)備自身的固定費(fèi)用和動(dòng)力、工資的可變費(fèi)用和運(yùn)輸裝卸、存儲(chǔ)過程中物料損耗的價(jià)值。降低物流成本，對(duì)于降低基建投資和生產(chǎn)成本具有十分重要的意義。

企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)和服務(wù)系統(tǒng)的各類設(shè)施的空間布置規(guī)劃和設(shè)計(jì)是物流合理化的前提。企業(yè)內(nèi)生產(chǎn)設(shè)施的相對(duì)位置是確定企業(yè)物流 (尤其是生產(chǎn)物流)路線的基礎(chǔ)。物流成本的大小，除了設(shè)備的固定費(fèi)用外，最直接的因素是物流量的多少和物流效率的大小，這就取決于物流運(yùn)輸?shù)钠鸾K點(diǎn)距離的遠(yuǎn)近、高程差別及總圖布置的合理性。因此，要實(shí)現(xiàn)物流系統(tǒng)合理化，在進(jìn)行總圖設(shè)計(jì)時(shí)，就要認(rèn)真進(jìn)行物流分析，研究各項(xiàng)物流的數(shù)量、行程、時(shí)間等，掌握其規(guī)律，主動(dòng)地有意識(shí)地改進(jìn)工藝和總圖布置，盡可能減少物流環(huán)節(jié)，縮短物流行程。

制漿造紙廠所需原材料、成品、燃料以及排出的廢渣量都很大。同時(shí)生產(chǎn)流程復(fù)雜，工序多，物流運(yùn)輸頻繁。經(jīng)過對(duì)制漿造紙廠的物流系統(tǒng)進(jìn)行分析可知，其核心是制漿的物流系統(tǒng)，即:再加上熱電站的輸煤系統(tǒng)，化學(xué)品制備，污水處理及給水凈化的管道輸送系統(tǒng)等，制漿造紙廠是擁有以皮帶及管道輸送為主的物流系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)具有以下特點(diǎn):

(1)現(xiàn)代化制漿造紙廠生產(chǎn)工序的物流除少量輔助材料、備品備件、固體廢棄物和污泥等需用汽車運(yùn)輸外，其余均采用皮帶、管道及鏈板輸送機(jī)輸送。

(2)采用管道輸送物料，各個(gè)環(huán)節(jié)不僅數(shù)量有多有少，而且濃度不一，輸送條件不同。

(3)制漿造紙廠不僅有流向與生產(chǎn)流程方向一致的物流，而且還有流向與生產(chǎn)流程方向相反的返回物流。

(4)制漿造紙廠的物流基本是連續(xù)的、穩(wěn)定的。

了解了上述特點(diǎn)，有助于改進(jìn)總圖設(shè)計(jì)。

過去在進(jìn)行制漿造紙項(xiàng)目的總圖設(shè)計(jì)時(shí)，習(xí)慣沿用老的傳統(tǒng)，以道路網(wǎng)將廠區(qū)分隔成不同的區(qū)域，將各個(gè)生產(chǎn)車間、輔助設(shè)施分布在不同的區(qū)域內(nèi)，各個(gè)區(qū)域之間的通道寬度以30～60 m不等，基本稱為廠區(qū)功能分區(qū)。譬如將制漿造紙廠簡單地分為原料場區(qū)、備料區(qū)、制漿區(qū)、造紙區(qū)、堿回收區(qū)、熱電站區(qū)、污水處理場區(qū)等。一直到詳細(xì)設(shè)計(jì)階段才開始布置廠區(qū)綜合管廊以及地下管網(wǎng)，也就是說從一開始就忽略了制漿造紙廠的物流特點(diǎn)?，F(xiàn)代化制漿造紙廠內(nèi)的道路網(wǎng)僅僅是作為消防、工廠檢修以及運(yùn)輸少量備品備件、固體廢棄物等的通道。以前的設(shè)計(jì)往往將綜合管廊和道路布置在車間一側(cè)，這樣不但浪費(fèi)了另一側(cè)的寶貴用地，而且增加了管線長度以及物流行程。這種布置形式，已經(jīng)與現(xiàn)代化制漿造紙廠的特點(diǎn)不相適應(yīng)了。

圖1 烏拉圭一紙漿廠總平面效果

由圖1可見，國外的一些現(xiàn)代化制漿造紙企業(yè)往往集中設(shè)置綜合的多層管道支架，也就是通常所說的綜合管廊。沿綜合管廊布置各種生產(chǎn)工段，各工段進(jìn)出的管線以最短的距離連接綜合管廊，從而縮短各種物料的輸送距離。同時(shí)在綜合管廊下可以安裝泵，在綜合管廊上可以設(shè)計(jì)人行走道，供生產(chǎn)管理人員巡查。如果各種管線較多，甚至可以在綜合管廊下設(shè)計(jì)道路，供檢修使用。

借鑒上述做法，在赤天化的總圖設(shè)計(jì)中 (見圖2)采用了以綜合管廊為核心的集中布置方法。將制漿車間、蒸發(fā)工段、堿回收爐、電站、苛化石灰回收、二氧化氯制備、空壓制氧站等全部圍繞綜合管廊集中布置在一個(gè)區(qū)域內(nèi)，管廊貫穿區(qū)域而不是布置在靠干道的一側(cè)。這樣布置的優(yōu)點(diǎn)是物流行程縮短，能耗降低，管線長度減少，既節(jié)省了施工投資，又減少了運(yùn)行成本，并為設(shè)置全廠中心控制創(chuàng)造了有利條件。

圖2 赤天化主生產(chǎn)工藝區(qū)總圖

2 分期建設(shè)采用系列化布置

以往在考慮制漿造紙企業(yè)分期預(yù)留擴(kuò)建用地時(shí)，認(rèn)為制漿工藝流程復(fù)雜，后期擴(kuò)建應(yīng)充分利用初期設(shè)備富余能力并互為備用，從方便管理上按照同一工段設(shè)置車間，基于這種認(rèn)識(shí)，總圖設(shè)計(jì)基本采取在各個(gè)車間、工段旁預(yù)留擴(kuò)建用地的方式。

但總結(jié)近幾年的建設(shè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為這種預(yù)留方式存在一些問題。

(1)一期工程車間布置過于分散，管線距離長，對(duì)生產(chǎn)不利。一期工程的征地、道路、鐵路、管線等工程量增大而使建設(shè)投資增加，過早地負(fù)擔(dān)了后期的建設(shè)費(fèi)用。

(2)后期擴(kuò)建工程干擾現(xiàn)有生產(chǎn)，擴(kuò)建過程中的設(shè)計(jì)和施工都有不少意想不到的困難，而且設(shè)計(jì)及施工周期都無形地拉長。

(3)生產(chǎn)技術(shù)在不斷地發(fā)展，客觀事物的發(fā)展變化往往與最初的設(shè)想不盡相同。以山東日照森博漿紙為例，當(dāng)初一期設(shè)計(jì)規(guī)模為年產(chǎn)20萬t漂白木漿。這是當(dāng)時(shí)國內(nèi)最大、最先進(jìn)的木漿生產(chǎn)線，按照當(dāng)時(shí)的設(shè)想，在各個(gè)車間周邊都預(yù)留了大約同等規(guī)模的建設(shè)用地。然而，短短五六年時(shí)間，國內(nèi)規(guī)模最大最先進(jìn)的木漿生產(chǎn)線已經(jīng)發(fā)展到年產(chǎn)70萬～100萬t，當(dāng)企業(yè)根據(jù)市場及投資效益的考慮決定擴(kuò)建年產(chǎn)100萬t生產(chǎn)線時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)的預(yù)留地已經(jīng)無法滿足生產(chǎn)規(guī)模的要求，需在其現(xiàn)有廠區(qū)南側(cè)新征建設(shè)用地。

總之，無論從物流角度、土地利用角度或是投資控制角度來看，這種車間旁預(yù)留建設(shè)用地的方式已經(jīng)越來越不適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展了。

為了避免上述缺點(diǎn)，總圖設(shè)計(jì)應(yīng)在集中布置的基礎(chǔ)上，采取系列化布置的新格式。所謂系列化布置，就是將制漿造紙各個(gè)生產(chǎn)工段以最經(jīng)濟(jì)的組合、配套組成一個(gè)有機(jī)整體，成為一條獨(dú)立的生產(chǎn)線，按照規(guī)劃的遠(yuǎn)景規(guī)模組成若干系列進(jìn)行分期建設(shè)。也就是說不按照同一工段集中布置，而是按照同一工期集中布置;不是按照同一工序組成車間，而是按照不同工期組成車間。

在湛江晨鳴年產(chǎn)70萬t制漿造紙廠總圖設(shè)計(jì)(見圖3)中，就采用了系列化布置的新格式?？倛D設(shè)計(jì)在集中布置堿回收區(qū)的同時(shí)，在其南側(cè)預(yù)留了整塊用地，需要時(shí)可在此擴(kuò)建一個(gè)系列。這樣的好處是近期建設(shè)車間布置較緊湊，物流行程短。第二系列建設(shè)時(shí)，對(duì)生產(chǎn)干擾小，預(yù)留完整的空地伸縮余地較大。

3 控制廠區(qū)用地 降低工程造價(jià)

圖3 湛江漿廠預(yù)留部分總圖

大型制漿造紙項(xiàng)目占地大、建設(shè)內(nèi)容多。而當(dāng)前我國又處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化快速發(fā)展階段，建設(shè)用地供需矛盾十分突出。因此節(jié)約建設(shè)用地是一項(xiàng)基本國策，不可動(dòng)搖，國土資源部發(fā)布的《工業(yè)項(xiàng)目建設(shè)用地控制指標(biāo)》對(duì)此有明確要求。充分利用建設(shè)用地，發(fā)揮用地最大的經(jīng)濟(jì)效益，也是項(xiàng)目投資者追求的目標(biāo)。因此，控制廠區(qū)用地是業(yè)主關(guān)注的重要方面，也就成為總圖設(shè)計(jì)的首要任務(wù)。

如何做到控制廠區(qū)用地，總圖設(shè)計(jì)可以有以下一些做法:

(1)精心設(shè)計(jì)，做好廠區(qū)總平面布置的優(yōu)化工作。做到因地制宜、緊湊布置，使工藝流程順暢，主要生產(chǎn)管線短捷、投資最省，用地指標(biāo)先進(jìn)。例如以集中布置的原則，以綜合管廊為核心，在符合安全衛(wèi)生、環(huán)保、消防等要求下，將蒸發(fā)、堿回收爐和苛化石灰回收歸為堿回收車間，集中布置甚至設(shè)計(jì)為聯(lián)合廠房;也可將蒸發(fā)和堿回收爐工段視為動(dòng)力車間，與動(dòng)力鍋爐一起布置，形成動(dòng)力廠房。同時(shí)總圖設(shè)計(jì)專業(yè)應(yīng)積極配合各專業(yè)、并提供需要的總圖資料和信息，做好廠區(qū)總平面布置方案的優(yōu)化，使各個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)都獲得最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。

(2)控制廠區(qū)建設(shè)用地。其目的是減少工程土地征用費(fèi)，降低工程造價(jià)，而廠區(qū)用地面積的減少顯然可使土石方、道路廣場面積、管線長度減少，從而間接降低工程造價(jià)。當(dāng)土地使用比較緊張時(shí)，總圖專業(yè)應(yīng)與各工藝專業(yè)一起研究采用更優(yōu)化和適宜的工藝布置，以取得更好的省地效果。

(3)總平面布置方案一定要因地制宜，使得設(shè)計(jì)的用地指標(biāo)與實(shí)際的征地盡量接近，不要因設(shè)計(jì)不合理而造成廠區(qū)場地留有很多無法使用的邊角地帶，從而增加實(shí)際的征地?cái)?shù)量，這種情況在隱性工程中也會(huì)遇到，無形地增加了工程造價(jià)，無效益可言。

4 結(jié)語

集中布置，系統(tǒng)化布置，節(jié)約用地及節(jié)省投資具有相輔相成，相互制約的關(guān)系。良好的總圖設(shè)計(jì)是綜合考慮各方面因素的結(jié)果。

Discussion on the General Layout Design of the Modern Pulp＆Paper Mills

ZHANG Xiao-jiang
(China BCEL International Engineering Co．，Ltd．，Beijing，100026)
(E-mail:zhangxj@bcel-cn．com)

According to the production feature and logistics analysis of modern Pulp＆ Paper mills，and combing the practice experience，the scientificity and rationality of centralization layout and seriation layout based on the fact that the priority is given to logistic，and the investment control in the layout design were discussed．

centralization layout;seriation layout;control investment

TS7

B

0254-508X(2011)07-0037-03

張小江先生，高級(jí)工程師;主要從事總圖設(shè)計(jì)工作。

2011-03-16

(責(zé)任編輯:趙旸宇)