氧化鋁廠(chǎng)總圖設(shè)計(jì)新理念之探討

任洪亮

摘 要：該文主要通過(guò)總結(jié)近年來(lái)新建氧化鋁廠(chǎng)的工程經(jīng)驗(yàn)，論述在總圖設(shè)計(jì)方面出現(xiàn)的一些新方法、新理念；經(jīng)過(guò)與過(guò)去常規(guī)設(shè)計(jì)方法的對(duì)比中，得出值得借鑒的新的設(shè)計(jì)方法理論，為今后的工廠(chǎng)總圖設(shè)計(jì)優(yōu)化創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：總圖設(shè)計(jì) 工藝方案 平面布置 豎向設(shè)計(jì) 優(yōu)化創(chuàng)新

中圖分類(lèi)號(hào)：F407.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）04（a）-0055-01

近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和工業(yè)鋁材需求的增加，氧化鋁項(xiàng)目建設(shè)可謂突飛猛進(jìn)。短短十年時(shí)間，全國(guó)新建氧化鋁項(xiàng)目規(guī)模已遠(yuǎn)超過(guò)建國(guó)后幾十年所建工廠(chǎng)的總和。伴隨著鋁工業(yè)快速發(fā)展的大潮，作為設(shè)計(jì)單位所承擔(dān)的任務(wù)無(wú)論從技術(shù)難度還是強(qiáng)度上，也有了更高的要求。這就要求我們?cè)谄綍r(shí)的設(shè)計(jì)工作中，要與時(shí)俱進(jìn)，不斷的探索和總結(jié)工程設(shè)計(jì)上的新思路、新方法，設(shè)計(jì)理念不斷優(yōu)化創(chuàng)新。

1 工廠(chǎng)總圖設(shè)計(jì)的內(nèi)容

工廠(chǎng)總平面設(shè)計(jì)是對(duì)廠(chǎng)區(qū)內(nèi)各建構(gòu)筑物、露天堆場(chǎng)、運(yùn)輸通道、管線(xiàn)、綠化用地等，全面合理地進(jìn)行相互配置，并充分結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地形、地質(zhì)等環(huán)境條件，設(shè)計(jì)出符合工廠(chǎng)生產(chǎn)需要的空間布局。工廠(chǎng)廠(chǎng)址所在的場(chǎng)地條件、外部交通條件、環(huán)境因素等，對(duì)廠(chǎng)區(qū)的總圖布置有直接的影響。氧化鋁廠(chǎng)總平面設(shè)計(jì)的內(nèi)容，就用于指導(dǎo)建設(shè)施工和最終圖紙歸檔的內(nèi)容而言，一般包含以下幾個(gè)方面：（1）總平面布置圖；（2）場(chǎng)地整平圖；（3）豎向設(shè)計(jì)圖；（4）道路平面圖；（5）綜合管網(wǎng)圖；（6）廠(chǎng)區(qū)綠化圖。

2 工廠(chǎng)總圖設(shè)計(jì)優(yōu)化創(chuàng)新

總圖設(shè)計(jì)是對(duì)多對(duì)象、多因素、多專(zhuān)業(yè)學(xué)科且綜合性極強(qiáng)的創(chuàng)造性思維活動(dòng)的實(shí)踐過(guò)程，該過(guò)程十分復(fù)雜，涉及面又相當(dāng)廣泛。外部要考慮地形、地勢(shì)、地質(zhì)、氣象、水文等自然條件的影響，對(duì)內(nèi)要協(xié)調(diào)工藝、土建、水電等輔助設(shè)施、物料運(yùn)輸?shù)纫蛩?，還要控制在用地紅線(xiàn)范圍內(nèi)，滿(mǎn)足消防、衛(wèi)生、安全等諸多要求，因此可以說(shuō)總圖設(shè)計(jì)是一門(mén)協(xié)調(diào)各方面需求、平衡各方面矛盾的技術(shù)。

2.1 生產(chǎn)規(guī)模及工藝方案的選擇

過(guò)去為國(guó)有企業(yè)服務(wù)時(shí)，業(yè)主對(duì)工廠(chǎng)的生產(chǎn)規(guī)模、工藝方法、主體設(shè)備、產(chǎn)品品種等大都有明確的界定；對(duì)于氧化鋁廠(chǎng)而言，一般是指單線(xiàn)產(chǎn)能多少、噸鋁能耗（水、電等）指標(biāo)、遠(yuǎn)期預(yù)留規(guī)模等，可以大范圍的地域空間內(nèi)進(jìn)行廠(chǎng)址的選擇，生產(chǎn)規(guī)模決定廠(chǎng)區(qū)用地?，F(xiàn)在民營(yíng)經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成為鋁工業(yè)建設(shè)的主體力量，在項(xiàng)目生產(chǎn)規(guī)模的決定時(shí)跟國(guó)有企業(yè)差別很大，因此我們?cè)O(shè)計(jì)單位在項(xiàng)目建設(shè)中的角色和所起作用也發(fā)生了相應(yīng)改變。不少民營(yíng)企業(yè)追求的是在既有限定條件下（廠(chǎng)址地點(diǎn)、用地面積、投資總額等均已確定），要求建設(shè)最大的生產(chǎn)規(guī)模，從而取得最好的經(jīng)濟(jì)效益?？梢哉f(shuō)是設(shè)計(jì)程序正好相反，廠(chǎng)區(qū)用地條件決定生產(chǎn)規(guī)模。在上述因素影響下，每個(gè)工廠(chǎng)的單線(xiàn)產(chǎn)能并不一致，雖然產(chǎn)能不一定是最大的，但從實(shí)際來(lái)看，肯定是最符合場(chǎng)地條件的。

在主要工藝方案選擇時(shí)，應(yīng)考慮到廠(chǎng)區(qū)用地的限制，如原料的堆存方式、控制過(guò)濾及種子過(guò)濾等工序是分建還是合建成綜合過(guò)濾，焙燒爐噸位的選擇等，這些都直接影響到廠(chǎng)區(qū)的平面布置，進(jìn)而影響到廠(chǎng)區(qū)內(nèi)能夠布置下的最終產(chǎn)能的大小。

2.2 總平面布置的優(yōu)化

總平面布置圖是氧化鋁廠(chǎng)總圖設(shè)計(jì)最重要的成果，它綜合反映了工廠(chǎng)內(nèi)部各生產(chǎn)車(chē)間之間的工藝關(guān)系、物流關(guān)系、防洪排水、內(nèi)外運(yùn)輸?shù)确N種相對(duì)關(guān)系，是總圖設(shè)計(jì)中最能體現(xiàn)技術(shù)水平的外在表現(xiàn)。這里所說(shuō)的總平面布置優(yōu)化，主要是進(jìn)行廠(chǎng)區(qū)平面布置時(shí)所考慮的各功能分區(qū)的合理布局。對(duì)氧化鋁廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，功能區(qū)一般劃分為原料區(qū)、溶出區(qū)、沉降區(qū)、蒸發(fā)區(qū)、分解區(qū)、成品區(qū)等六大生產(chǎn)片區(qū)和檢修區(qū)、廠(chǎng)前區(qū)等輔助片區(qū)。平面的優(yōu)化，就是在考慮地形地質(zhì)條件、風(fēng)向條件、外部接入條件等影響因素下，重點(diǎn)對(duì)六大生產(chǎn)片區(qū)進(jìn)行合理的布置。隨著技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在業(yè)主的建廠(chǎng)理念更為先進(jìn)，處處以生產(chǎn)成本最低化為中心，其它方面則能簡(jiǎn)則簡(jiǎn)。例如將化驗(yàn)室、倒班樓、 辦公樓等合并成一個(gè)綜合樓，各車(chē)間循環(huán)水、配電室合并布置等都體現(xiàn)了盡可能壓縮前期建設(shè)投資的這一基本理念。

最近幾年，我院設(shè)計(jì)的氧化鋁廠(chǎng)車(chē)間布置都很緊湊，占地指標(biāo)很小。我院新設(shè)計(jì)的氧化鋁廠(chǎng)占地指標(biāo)基本控制在0.3（m2/t）左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于《鋁行業(yè)規(guī)范條件》要求的0.5規(guī)定，走在了設(shè)計(jì)行業(yè)的前列。

2.3 豎向設(shè)計(jì)的優(yōu)化

廠(chǎng)區(qū)豎向設(shè)計(jì)具體體現(xiàn)在各生產(chǎn)車(chē)間之間的相對(duì)標(biāo)高關(guān)系上。當(dāng)建設(shè)場(chǎng)地位于山區(qū)地形或其它復(fù)雜地質(zhì)條件時(shí)（近年來(lái)由于國(guó)家土地政策的控制，平坦場(chǎng)地作為廠(chǎng)址的情況逐步建少，廠(chǎng)址更多的選擇在山地、荒地），豎向布置的好壞往往成為平面布置是否合理的關(guān)鍵因素。總圖專(zhuān)業(yè)在進(jìn)行豎向設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)考慮使工廠(chǎng)內(nèi)部的主要物料流向與場(chǎng)地地形的走向一致，盡量利用地形高差，通過(guò)重力運(yùn)輸減少生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本。氧化鋁廠(chǎng)區(qū)內(nèi)的物料主要通過(guò)皮帶和管道運(yùn)輸，如果能充分利用地形高差，可就以減少皮帶的爬坡高度，實(shí)現(xiàn)部分料漿的自流，從而減少生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本，這種情況在設(shè)計(jì)實(shí)例中經(jīng)常遇到。例如氧化鋁廠(chǎng)內(nèi)的分解車(chē)間，是由一組串聯(lián)的分解槽組成，料漿自第一個(gè)分解槽利用位差逐次流向下一個(gè)槽子，并在末尾的槽將生成的成品料漿輸送至下一工序，這就要求在豎向設(shè)計(jì)時(shí)充分利用自然地形，使一組分解槽（一般十多個(gè)）縱向有一個(gè)3%～5%的坡度，否則就必須加大槽底基礎(chǔ)高度來(lái)實(shí)現(xiàn)位差，從而增加土建成本。

2.4 交通運(yùn)輸?shù)膬?yōu)化

近年來(lái)，工廠(chǎng)物料的外部運(yùn)輸采用鐵路運(yùn)輸作為氧化鋁廠(chǎng)的主要運(yùn)輸方式的工程越來(lái)越少，公路運(yùn)輸或者公路與管道、皮帶運(yùn)輸相結(jié)合的方式則較為普遍。這不但得益于我國(guó)公路建設(shè)的迅速發(fā)展，而且運(yùn)輸車(chē)輛的單車(chē)載重與性能相對(duì)于過(guò)去也有了很大提高，幾百萬(wàn)噸的外部運(yùn)輸量只靠公路運(yùn)輸?shù)墓こ添?xiàng)目在過(guò)去根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在比比皆是。因此，規(guī)劃好相匹配的廠(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸通道和裝卸空間是必然要求。另外，為了便于生產(chǎn)管理，廠(chǎng)區(qū)物流大門(mén)盡量減少，甚至很多業(yè)主提出廠(chǎng)區(qū)只保留一個(gè)物流大門(mén)，這也與過(guò)去設(shè)計(jì)中提倡的“一進(jìn)一出”或“雙進(jìn)一出”的理念有較大差異，在今后的工作中應(yīng)引起重視。

3 結(jié)語(yǔ)

以上幾個(gè)方面是從近年設(shè)計(jì)的工程實(shí)例的角度對(duì)一些新的總圖設(shè)計(jì)理念和方法進(jìn)行了總結(jié)，值得在今后的設(shè)計(jì)工作中進(jìn)一步提高、升華。在激烈競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，需要總圖設(shè)計(jì)人員在滿(mǎn)足給定條件的基礎(chǔ)上，作出科學(xué)而又切實(shí)可行的設(shè)計(jì)，提供最佳設(shè)計(jì)方案，使工程滿(mǎn)足使用的安全性、可靠性，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低企業(yè)建設(shè)與經(jīng)營(yíng)成本，達(dá)到費(fèi)用最省、能耗最低、經(jīng)濟(jì)性最好的目的。

參考文獻(xiàn)

[1] 井生瑞.總圖設(shè)計(jì)[M].冶金工業(yè)出版社，1989.

[2] 王時(shí)芬.廠(chǎng)區(qū)地形與總圖設(shè)計(jì)之探討[J].有色金屬設(shè)計(jì)，2005（4）.endprint