馬鋼港務(wù)原料總廠適應(yīng)性改造工程設(shè)計(jì)分析

馮長(zhǎng)英， 黃智光， 程學(xué)祥， 陳金寶

(安徽馬鋼工程技術(shù)集團(tuán)有限公司， 安徽 馬鞍山 243000)

引 言

馬鞍山鋼鐵股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱“馬鋼”)分南、北兩大廠區(qū)，煉鋼、軋制的生產(chǎn)能力遠(yuǎn)大于煉鐵生產(chǎn)能力。為充分發(fā)揮現(xiàn)有煉鋼、軋制設(shè)施的效能，公司在南區(qū)第二煉鐵總廠內(nèi)新建一座3200 m3高爐，配套新建一臺(tái)360 m2燒結(jié)機(jī)。馬鋼港務(wù)原料總廠適應(yīng)性改造工程建設(shè)內(nèi)容主要為上述新建高爐和燒結(jié)機(jī)提供原燃料，新增年處理原料總量為2047.73萬(wàn)噸，其中年受卸量330萬(wàn)噸，年堆料量330萬(wàn)噸，年混勻加工量330萬(wàn)噸，年供料量1057.73萬(wàn)噸。本工程由安徽馬鋼工程技術(shù)集團(tuán)有限公司總承包，于2015年1月17日舉行開(kāi)工儀式，2016年9月6日正式完工。

1 工程特點(diǎn)

本工程根據(jù)不同的施工區(qū)域，分為內(nèi)部供料系統(tǒng)和外部供料系統(tǒng)。內(nèi)部供料系統(tǒng)(一次料場(chǎng)、混勻料場(chǎng))主要為新增產(chǎn)能(堆、取料系統(tǒng))建設(shè)或改造相應(yīng)的設(shè)施；外部供料系統(tǒng)主要包括改建現(xiàn)有的部分供料系統(tǒng)及新建向燒結(jié)機(jī)、高爐供料系統(tǒng)。主要特點(diǎn)如下：

1)戰(zhàn)線長(zhǎng)，施工區(qū)域不集中，新建膠帶機(jī)輸送水平距離約6164 m。

2)因是改(擴(kuò))建工程，新、老系統(tǒng)交叉干涉較多，總圖位置緊張，不可預(yù)見(jiàn)因素多。

3)涉及到的在線生產(chǎn)線改造多，為了不影響當(dāng)期生產(chǎn)，改造時(shí)間短，難度大。

2 設(shè)計(jì)總結(jié)

本文從總承包方的角度出發(fā)，根據(jù)建設(shè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)及反映出來(lái)的問(wèn)題，對(duì)本工程的工藝及相關(guān)配套公、輔設(shè)施的設(shè)計(jì)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行總結(jié)。

2.1 工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)

內(nèi)部供料系統(tǒng)：在不增加貯料面積的情況下，通過(guò)改造或更新現(xiàn)有設(shè)施，實(shí)現(xiàn)料場(chǎng)混勻礦保供能力每年增加了330萬(wàn)噸。

混勻料場(chǎng)料條共軌布置兩臺(tái)混勻取料機(jī)。3#燒結(jié)機(jī)投產(chǎn)后，西側(cè)混勻料場(chǎng)年供料量需增加330萬(wàn)噸，利用現(xiàn)有設(shè)施已不能滿足運(yùn)輸要求，若通過(guò)提高單臺(tái)設(shè)備的取料能力，則后續(xù)30多臺(tái)運(yùn)輸設(shè)備均需相應(yīng)改造，不僅投資費(fèi)用高昂，生產(chǎn)也不允許。本次設(shè)計(jì)采用兩臺(tái)共軌取料機(jī)及各自獨(dú)立的運(yùn)輸系統(tǒng)，很好地解決了這一問(wèn)題。

外部供料系統(tǒng)：通過(guò)增設(shè)Q100獨(dú)立的球團(tuán)運(yùn)輸系統(tǒng)，解決了困擾料場(chǎng)多年的向高爐供應(yīng)球團(tuán)、塊礦單系統(tǒng)運(yùn)輸不可靠的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有運(yùn)輸系統(tǒng)個(gè)別設(shè)備的改造，實(shí)現(xiàn)了新、老燒結(jié)機(jī)向新、老高爐供燒結(jié)礦的互保、互供問(wèn)題，增加了供料系統(tǒng)的靈活性和可靠性。

2.2 輸送設(shè)備設(shè)計(jì)

原料廠主要是為用戶單位提供合格的原燃料，膠帶機(jī)及其附屬設(shè)備作為主要輸送設(shè)備，顯得尤為重要。

(1)混勻料供料膠帶機(jī)，不宜選擇積料漏斗，要選擇直通漏斗，并選擇光面襯板。超過(guò)3 m長(zhǎng)的漏斗，要進(jìn)行分段設(shè)計(jì)，方便安裝、拆卸、更換、清料。例如：T系統(tǒng)及Q系統(tǒng)膠帶機(jī)，對(duì)物料含水的嚴(yán)重情況了解不足，原設(shè)計(jì)采用積料漏斗及陶瓷球面耐磨襯板，在雨季運(yùn)輸混勻礦時(shí)出現(xiàn)頭部漏斗及溜槽嚴(yán)重堵料情況，后修改為直通漏斗、陶瓷光面襯板解決此問(wèn)題。

(2)對(duì)于地面驅(qū)動(dòng)形式的膠帶機(jī)，地面驅(qū)動(dòng)滾筒后的改向滾筒架基礎(chǔ)要設(shè)計(jì)成“凹”型，避免影響回程膠帶的運(yùn)行。例如：D303膠帶機(jī)，因原基礎(chǔ)影響回程膠帶通行，后鑿除部分基礎(chǔ)，并增加一個(gè)滾筒提升回程膠帶，以確保回程膠帶不與基礎(chǔ)干涉。

(3)膠帶機(jī)設(shè)備基礎(chǔ)，能預(yù)埋螺栓的地方盡量預(yù)埋螺栓，如果預(yù)埋鋼板的基礎(chǔ)，一定要核實(shí)設(shè)備底座的大小，考慮到現(xiàn)場(chǎng)安裝的實(shí)施，預(yù)埋的鋼板基礎(chǔ)要比設(shè)備底座基礎(chǔ)稍大。

(4)膠帶機(jī)的配重及行程，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注，在滿足拉緊行程的前提下，合理選擇拉緊形式；膠帶機(jī)配重計(jì)算合理，配重過(guò)重或過(guò)輕，均會(huì)引起膠帶機(jī)跑偏、散料等問(wèn)題，配重區(qū)域需考慮巡檢通道。

(5)膠帶機(jī)中部直爬過(guò)梯問(wèn)題：設(shè)計(jì)時(shí)在考慮空間的同時(shí)，爬梯角度設(shè)計(jì)合理，避免使用直爬梯。

(6)四通分料器問(wèn)題：該設(shè)備在返礦及燃料轉(zhuǎn)運(yùn)輸送過(guò)程中情況良好，但用于塊狀物料，有可能會(huì)產(chǎn)生卡阻等情況；在塊狀物料輸送過(guò)程中，應(yīng)避免使用四通分料器。

(7)檢修平臺(tái)問(wèn)題：有電氣執(zhí)行器的設(shè)施均需考慮檢修及維護(hù)的方便性，但在本次設(shè)計(jì)中，分料器、電動(dòng)葫蘆等安裝位置較高的設(shè)備部分忽略了檢修平臺(tái)，后期增補(bǔ)。

(8)設(shè)計(jì)時(shí)，要統(tǒng)籌考慮膠帶機(jī)及其附近其它設(shè)備的檢修，預(yù)留檢修操作空間，如檢修單軌吊、三通分料器、操作箱等設(shè)備，并積極與業(yè)主溝通，了解現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用情況及操作習(xí)慣。

2.3 除塵風(fēng)管設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目除塵管道復(fù)雜，新、老系統(tǒng)交叉較多，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)如下：

(1)在項(xiàng)目預(yù)算范圍內(nèi)，適當(dāng)預(yù)留風(fēng)量，保證除塵效果。

(2)合理設(shè)置手動(dòng)蝶閥和電動(dòng)蝶閥，保證系統(tǒng)風(fēng)量平衡。在支管末端設(shè)置手動(dòng)調(diào)節(jié)閥可以避免近端支管出現(xiàn)磨損的情況，另一方面可以改善遠(yuǎn)端支管的除塵效果，在工藝允許范圍內(nèi)，盡量減少電動(dòng)蝶閥的數(shù)量，降低設(shè)備投資和維護(hù)費(fèi)用。

(3)管道設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮實(shí)際施工難度(尤其是改造工程)，局部管路設(shè)計(jì)思路較好，但實(shí)際施工困難，管道吊裝難度大；后現(xiàn)場(chǎng)修改管路，盡管氣流上較圖紙略有不順，但施工強(qiáng)度小，安全性高。例如：Z10轉(zhuǎn)運(yùn)站除塵管道(改造)設(shè)計(jì)在轉(zhuǎn)運(yùn)站屋面，施工難度大，后管道移位。

(4)核實(shí)設(shè)備資料，確保設(shè)備外形尺寸，避免設(shè)備影響檢修及巡檢通道。例如：2T除塵站風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)未嚴(yán)謹(jǐn)核實(shí)最終設(shè)備資料，原設(shè)計(jì)未留出檢修通道，后期增加鋼結(jié)構(gòu)懸挑平臺(tái)。

(5)除塵管道上容易積灰的地方要設(shè)置清灰孔，除塵風(fēng)管往往位置較高，積灰不容易清理，可在管道下方設(shè)置積灰斗并加手動(dòng)插板閥，定期清理積灰，保證除塵效果。

(6)合理布置風(fēng)機(jī)，盡量減少風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的頂標(biāo)高，不僅可以減少風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)，同時(shí)還可以減少后續(xù)消音器基礎(chǔ)、風(fēng)機(jī)出口管道支架的標(biāo)高。

2.4 電氣設(shè)計(jì)

在當(dāng)前工業(yè)建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中電氣設(shè)計(jì)是不可或缺的重要組成部分，以下就本工程建設(shè)過(guò)程存在的問(wèn)題及優(yōu)化的設(shè)計(jì)總結(jié)如下：

(1)訂貨圖分類設(shè)計(jì)，便于總包管理。例如：檢修箱訂貨分散在各自圖中，不便統(tǒng)計(jì)管理，如果匯總統(tǒng)一到一套圖中，技術(shù)、采買管理都將很方便。

(2)充分利用網(wǎng)絡(luò)通訊及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，減少電纜工程量。除塵閥的聯(lián)鎖信號(hào)原先采用電纜取干接點(diǎn)，電纜用量大，施工強(qiáng)度大，影響總包效益。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)專家分析指導(dǎo)，改為采用通訊技術(shù)將遙遠(yuǎn)接點(diǎn)信號(hào)再現(xiàn)到鄰近PLC上，大大節(jié)省了電纜用量及工程量，以后工程中更多依靠網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。

(3)部分現(xiàn)場(chǎng)操作箱的安裝位置不太合理，應(yīng)盡可能避開(kāi)揚(yáng)塵、雨水。

(4)經(jīng)濟(jì)可靠的低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本項(xiàng)目戰(zhàn)線長(zhǎng)，配電室配置深入負(fù)荷中心，在各轉(zhuǎn)運(yùn)站、除塵平臺(tái)下設(shè)置了多個(gè)低壓配電室及MCC室。各電氣室靠近負(fù)荷中心，縮小了供電半徑，而且進(jìn)出線方便，在一定程度上減少了電纜的用量。

(5)在外部供料系統(tǒng)4#高爐礦槽電纜橋架通道設(shè)計(jì)時(shí)，僅僅考慮橋架路徑的布置，未考慮橋架施工的不便。后期根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，重新合理布置路徑，從而使設(shè)計(jì)內(nèi)容更為合理、人性化。

2.5 做好設(shè)計(jì)審查及設(shè)備技術(shù)交流工作

(1)大型設(shè)備及關(guān)鍵設(shè)備必須做好設(shè)計(jì)審查，不能隨便改動(dòng)技術(shù)協(xié)議要求。例如：斗輪取料機(jī)供貨廠家擅自將斗輪取料機(jī)板梁結(jié)構(gòu)改為桁架結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致駕駛員視線遮擋，操作不便，極大地影響了當(dāng)期生產(chǎn)；后期通過(guò)增加監(jiān)控及抬高駕駛室解決了該問(wèn)題。

(2)需要對(duì)設(shè)備訂貨技術(shù)協(xié)議、設(shè)備訂貨圖紙等進(jìn)行認(rèn)真核對(duì)，避免設(shè)備與設(shè)計(jì)不符。例如：D304小車在初步設(shè)計(jì)中的機(jī)架角度為15°，但在設(shè)備訂貨技術(shù)協(xié)議中為12°，資料交付制造時(shí)未發(fā)現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題；D304小車到貨安裝后，由于角度問(wèn)題，導(dǎo)致小車在最后一個(gè)料倉(cāng)的極限卸料位置不能達(dá)到料倉(cāng)中間，嚴(yán)重影響了最后一個(gè)料倉(cāng)的倉(cāng)容。后續(xù)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)修改小車機(jī)架角度解決了該問(wèn)題。

(3)各設(shè)計(jì)人員不僅要做好前期的技術(shù)交流、協(xié)議內(nèi)容完善的工作，更應(yīng)及時(shí)地交接、審核廠家返回的資料、圖紙，做到有問(wèn)題及時(shí)溝通解決，避免影響現(xiàn)場(chǎng)的施工進(jìn)度。例如：4#高爐礦槽小車定位系統(tǒng)為廠家成套設(shè)計(jì)，小車定位系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行存在電氣信號(hào)接口的內(nèi)容，沒(méi)有及時(shí)地督促成套廠家交接后期設(shè)計(jì)資料；臨近現(xiàn)場(chǎng)施工階段發(fā)現(xiàn)廠家資料與我方要求的協(xié)議內(nèi)容有出入，出現(xiàn)接口信號(hào)內(nèi)容不符、提供的成套材料不全等問(wèn)題。后期經(jīng)及時(shí)的協(xié)調(diào)溝通，解決了該問(wèn)題。

2.6 工程相關(guān)專業(yè)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)及其它

標(biāo)準(zhǔn)化在各項(xiàng)管理工作中發(fā)揮著重要作用；在項(xiàng)目中做好標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，起著舉足輕重的作用，不僅利于施工，更利于日后的生產(chǎn)管理。本項(xiàng)目就以下幾點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)：

(1)設(shè)備選型及統(tǒng)一類型設(shè)備部件選型，規(guī)范化設(shè)計(jì)。如：膠帶機(jī)配重及其它部件盡量規(guī)范統(tǒng)一選型，便于統(tǒng)一采購(gòu)、安裝、維護(hù)。

(2)建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)范化設(shè)計(jì)：門(mén)窗標(biāo)注，涂裝顏色，樓梯標(biāo)注等統(tǒng)一規(guī)范選擇，便于制作、安裝、維護(hù)。

(3)所有單軌吊、行車、三/四通閥、電動(dòng)閥門(mén)等，需在設(shè)計(jì)時(shí)統(tǒng)一考慮檢修平臺(tái)。

(4)涉及現(xiàn)有建構(gòu)筑物及設(shè)備的改造工程，必須注重施工前的數(shù)據(jù)復(fù)測(cè)(標(biāo)高、坐標(biāo)、定位等)，與設(shè)計(jì)方案確認(rèn)無(wú)誤后方可施工，以免造成返工。例如：混勻配礦槽槽上膠帶機(jī)加長(zhǎng)，施工時(shí)未準(zhǔn)確核實(shí)原膠帶機(jī)定位，導(dǎo)致新建基礎(chǔ)與原基礎(chǔ)錯(cuò)位，給施工帶來(lái)極大難度，后續(xù)通過(guò)調(diào)整新基礎(chǔ)解決該問(wèn)題。

(5)各專業(yè)要密切配合，嚴(yán)謹(jǐn)會(huì)簽，應(yīng)統(tǒng)一考慮核實(shí)各類管道、電纜布置方式，以免造成互相干涉的情況出現(xiàn)，如：電纜橋架影響設(shè)備吊裝，電纜橋架影響管道安裝等。

3 結(jié)束語(yǔ)

馬鋼港務(wù)原料總廠適應(yīng)性改造工程建成投產(chǎn)以來(lái)，快速地實(shí)現(xiàn)了達(dá)產(chǎn)，生產(chǎn)穩(wěn)定，得到了業(yè)主單位的一致好評(píng)，為以后的類似項(xiàng)目提供了很好的借鑒范例。