河南某順酐廠區(qū)總圖設(shè)計(jì)要點(diǎn)

王會(huì)崇

（天津渤化工程有限公司，天津300193）

順酐是一種重要的化工物料，近年我公司承接了多個(gè)正丁烷法生產(chǎn)順酐項(xiàng)目，本人作為總圖工程師規(guī)劃了多個(gè)順酐廠區(qū)。本文將以河南某5萬t/a順酐廠區(qū)為例，從裝置區(qū)的布置、檢修、施工及吊裝場地、架空電力線路影響、污水處理場四個(gè)方面,與大家交流一下在設(shè)計(jì)過程中遇到的問題。該廠區(qū)為正丁烷法生產(chǎn)順酐，主要原料為正丁烷（火災(zāi)危險(xiǎn)性類別為甲A類），順酐裝置為甲類裝置。本項(xiàng)目屬于“兩重點(diǎn)一重大”（政府安監(jiān)部門重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化工工藝、重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化學(xué)品和重大危險(xiǎn)源的監(jiān)管）項(xiàng)目，按照《國家安全監(jiān)管總局住房城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)危險(xiǎn)化學(xué)品建設(shè)項(xiàng)目安全設(shè)計(jì)管理的通知安監(jiān)總管三[2013]76號》本項(xiàng)目總平面布置需滿足《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》GB50160相關(guān)條文要求。

1 順酐裝置區(qū)的布置

順酐裝置一般由鼓風(fēng)機(jī)房、氧化單元、溶劑吸收單元、尾氣處理單元、裝置儲(chǔ)罐、裝置變配電所、裝置機(jī)柜間組成，根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》GB50160第2.0.12條以上單元構(gòu)成同一裝置——5萬t/a順酐裝置（甲類）。5萬t順酐裝置與廠區(qū)內(nèi)裝置區(qū)外相鄰建、構(gòu)筑物的防火間距按照《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》GB50160第4.2.12條進(jìn)行布置，裝置內(nèi)各建、構(gòu)筑物之間的防火間距按照《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》GB50160第5.2.1條及相關(guān)規(guī)范進(jìn)行布置。

從節(jié)約土地、管道等經(jīng)濟(jì)性方面考慮,裝置內(nèi)各建、構(gòu)筑物最好能集中布置到一個(gè)地塊內(nèi)；但從檢修、消防要求方面考慮到防止火災(zāi)蔓延，減少財(cái)產(chǎn)損失等因素，大型裝置應(yīng)用道路將裝置內(nèi)設(shè)備、建筑物區(qū)進(jìn)行分割。根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》GB50160相關(guān)規(guī)定：5萬t/a順酐裝置四周設(shè)置環(huán)形消防道路，消防道路路面寬度為6m，路面內(nèi)緣轉(zhuǎn)彎半徑為12m，路面上凈空高度不低于5m。裝置內(nèi)設(shè)置貫通式道路，道路有3個(gè)出入口，分別位于東、西、北三個(gè)方向，道路的路面寬度為6m，路面上的凈空高度不小于4.5m，路面內(nèi)緣轉(zhuǎn)彎半徑為6m。

裝置的控制室、變配電所為裝置的重要設(shè)施布置在裝置南側(cè)邊緣，位于爆炸危險(xiǎn)區(qū)范圍以外相對安全的區(qū)域。裝置儲(chǔ)罐是為了平衡生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量檢測、或一次性投入而需要的在裝置內(nèi)設(shè)置的原料、產(chǎn)品或其他專用儲(chǔ)罐，本項(xiàng)目的裝置儲(chǔ)罐總?cè)莘e為660m3，集中布置在裝置區(qū)西北邊緣，盡可能地減少影響裝置生產(chǎn)的不安全因素，減少災(zāi) 害程度。廠區(qū)總平面布置見圖1。

圖1 河南某順酐廠區(qū)總平布置面圖

2 裝置區(qū)檢修、施工及吊裝場地的布置

總平面布置需要根據(jù)檢修、施工及吊裝的需要布置檢修、施工及吊裝場地。本項(xiàng)目為滿足檢修需要在裝置區(qū)的東北角布置了維修場地，裝置罐區(qū)、尾氣處理單元與溶劑吸收單元之間鋪設(shè)硬化地面，該硬化地面上空管線凈空滿足維修車輛通行要求。

氧化單元反應(yīng)器體積龐大，直徑約為6.5m，高度約為9m；反應(yīng)器內(nèi)并非空心，而是數(shù)千根很細(xì)的鋼管填充到里面，意味著反應(yīng)器基本上是實(shí)心設(shè)備。每臺(tái)反應(yīng)器相當(dāng)于一幢30多m2的三層實(shí)心鋼樓，體積和質(zhì)量均很大，無法在工廠加工完成后運(yùn)送到施工現(xiàn)場，而需要將在工廠加工好的各設(shè)備構(gòu)件運(yùn)到施工現(xiàn)場，進(jìn)行現(xiàn)場組裝，然后吊裝到氧化單元框架內(nèi)。施工現(xiàn)場需留出足夠的材料堆放場地和吊裝場地。各構(gòu)件為鋼材，材料堆放荷載大，反應(yīng)器組裝期間及組裝完成后吊裝前需放置到荷載足夠大的地面上，以免地面不均勻沉降導(dǎo)致不方便組裝或吊裝，甚至設(shè)備損壞，為此根據(jù)該項(xiàng)目的地質(zhì)條件，在擬建氧化單元的每個(gè)反應(yīng)器旁邊與擬建廠區(qū)道路之間留出30m×10m的堆料場，用于堆放設(shè)備構(gòu)件和重載地面用于放置反應(yīng)器。堆料場內(nèi)部、堆料場與承重地面之間設(shè)置變形縫（見圖2）。

圖2 堆料場與承重地面平面示意圖

堆料場按照重載地面進(jìn)行設(shè)計(jì)，由上到下依次為：1）220mm厚的C20細(xì)石混凝土，配雙層雙向?8@200鋼筋,設(shè)置變形縫，縫寬20mm,深30mm,瀝青膠泥填縫；2）150mm厚3∶7灰土夯實(shí)；3）地基處理：去除回填土中雜物，用二八灰土300mm回填，150mm一層并分層碾壓，壓實(shí)系數(shù)不小于0.95。重載地面由結(jié)構(gòu)專業(yè)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，由上到下依次為：1）800mm厚C30混凝土內(nèi)添加15%的毛石基礎(chǔ)，周圈配筋；2）100mm厚C15素混凝土墊層；3）用300mm砂夾石換掉原來的老土。以上滿足《化工企業(yè)總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50489相關(guān)要求：施工生產(chǎn)基地應(yīng)具備施工機(jī)械和建筑材料等的運(yùn)輸條件，并宜利用永久性鐵路、道路和水運(yùn)等運(yùn)輸設(shè)施和線路。施工用地宜利用廠區(qū)空隙地、堆場和衛(wèi)生防護(hù)帶。施工用地內(nèi)不得設(shè)置永久性或半永久性的設(shè)施。

3 架空電力線路對總圖的影響

當(dāng)化工廠區(qū)周圍有高壓架空線路時(shí)，除了滿足高壓走廊寬度內(nèi)不得建任何建筑物外，還需滿足倒桿距離的要求。該廠區(qū)南側(cè)圍墻外4.4m處為110kv高壓架空電力線路，在進(jìn)行總圖規(guī)劃時(shí)應(yīng)采取適當(dāng)?shù)谋茏尨胧！冻鞘须娏σ?guī)劃規(guī)范》GB/T 50293規(guī)定：110kV高壓走廊范圍為15～25m，高壓走廊寬度內(nèi)不得建任何建筑物；《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》GB50160規(guī)定：廠區(qū)內(nèi)甲/乙類液體罐組（罐外壁）、甲/乙類工藝裝置或設(shè)施（最外側(cè)設(shè)備外緣或建筑物的最外側(cè)軸線）與架空電力線路（中心線）之間應(yīng)滿足1.5倍塔桿高度，丙類可燃液體罐組、裝置或設(shè)施的防火間距可按相應(yīng)甲、乙類的可燃液體罐組、裝置或設(shè)施的規(guī)定減少25%。本項(xiàng)目根據(jù)廠區(qū)內(nèi)外的實(shí)際情況并綜合廠區(qū)的總體布置，為節(jié)約土地、方便交通運(yùn)輸將成品倉庫、成品罐區(qū)布置在廠區(qū)最南側(cè)，裝卸場地邊緣至架空電力線路中心線之間滿足高壓走廊的要求，結(jié)合廠外南側(cè)道路為順酐產(chǎn)品運(yùn)出的必要通道，總圖布置時(shí)利用高壓線桿的倒桿作為裝卸場地及回車場，既滿足了倒桿距離的要求又充分利用空間節(jié)約了土地(見圖1)。

4 污水處理場設(shè)計(jì)要點(diǎn)

本項(xiàng)目污水處理場由業(yè)主委托給污水處理專業(yè)廠家進(jìn)行設(shè)計(jì)，但總圖布置統(tǒng)一考慮。污水處理場設(shè)備廠家將污水處理場火災(zāi)危險(xiǎn)性定義為丁類，但廠家在介紹工藝流程時(shí)提到厭氧反應(yīng)器會(huì)產(chǎn)生沼氣（甲烷，火災(zāi)危險(xiǎn)性類別為甲類，密度較空氣輕），但量比較小，且該設(shè)備為室外設(shè)備?？紤]到厭氧反應(yīng)器所產(chǎn)生的氣體量較少，為室外設(shè)備，空氣流通性好，無論從產(chǎn)生氣體的量還是積聚效應(yīng)來講產(chǎn)生危險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)都很低，該設(shè)備仍定義為丁類設(shè)備。厭氧反應(yīng)器為密閉設(shè)備，沼氣從設(shè)備頂部的通氣孔釋放出來，設(shè)計(jì)時(shí)將厭氧反應(yīng)器的氣體排放口作為釋放源劃分防爆分區(qū)，將其他建、構(gòu)筑物均布置在防爆分區(qū)外，甲烷較空氣輕，防爆分區(qū)范圍較小。這樣即解決了釋放甲類氣體帶來爆炸危險(xiǎn)的問題，又相對緊湊的布置了其他的建構(gòu)筑物，節(jié)約了用地。

5 結(jié)語

通過對順酐廠區(qū)設(shè)計(jì)過程中裝置區(qū)布置、檢修、施工及吊裝場地、架空電力線路影響、污水處理場等幾個(gè)設(shè)計(jì)要點(diǎn)的探索，順酐廠區(qū)的總平面布置除考慮到廠區(qū)內(nèi)部因素（比如檢修、施工及吊裝要求）外，還應(yīng)該考慮到廠區(qū)外部各因素（比如架空電力線路）對總平面布置的影響；裝置區(qū)布置應(yīng)滿足消防、檢修等各方面的要求；對設(shè)備廠家提供的資料（比如污水處理場）一定要仔細(xì)核實(shí)，弄清生產(chǎn)流程及參與生產(chǎn)的各物料的物理、化學(xué)性質(zhì)，在單體及總平面布置時(shí)采取相應(yīng)的措施。這樣綜合各影響因素設(shè)計(jì)出來的廠區(qū)總平面更科學(xué)、合理。