化工企業(yè)老廠改、擴(kuò)建總平面設(shè)計(jì)有關(guān)問題的探討

趙萌

（華陸工程科技有限責(zé)任公司，西安 710065）

1 對老廠現(xiàn)狀的分析

對改、擴(kuò)建項(xiàng)目而言，大部分全廠的布局已經(jīng)形成，舊有的生產(chǎn)設(shè)施已經(jīng)存在，要想改變布局、改變或增加生產(chǎn)設(shè)施，同時盡量不影響或少影響現(xiàn)有生產(chǎn)，會受到各種現(xiàn)有條件的限制。從以往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看，為了更好地進(jìn)行改、擴(kuò)建總圖設(shè)計(jì)，應(yīng)從以下幾方面入手。

1）收集現(xiàn)狀資料并與現(xiàn)狀進(jìn)行仔細(xì)核對。項(xiàng)目初期應(yīng)仔細(xì)收集現(xiàn)狀資料，踏勘現(xiàn)場，仔細(xì)核對竣工資料和實(shí)際情況，設(shè)計(jì)時在施工圖或竣工圖的基礎(chǔ)上以工廠實(shí)際建設(shè)情況為準(zhǔn)，以免在總圖布置時出現(xiàn)較大誤差、影響生產(chǎn)、施工或造成浪費(fèi)。

2）研究工廠現(xiàn)狀布置以及新老設(shè)施間的關(guān)系。設(shè)計(jì)中要仔細(xì)研究目前工廠現(xiàn)狀布置以及存在的問題，改、擴(kuò)建項(xiàng)目與工廠現(xiàn)有設(shè)施的關(guān)系，保證擴(kuò)建工程工藝合理、物流順暢，并保證擴(kuò)建工程與原有生產(chǎn)系統(tǒng)順暢銜接，如有可能，還應(yīng)對原有生產(chǎn)系統(tǒng)工藝和物流進(jìn)行優(yōu)化。

3）調(diào)查可依托設(shè)施，可拆遷情況。設(shè)計(jì)中要深入分析項(xiàng)目可用地情況、可依托設(shè)施，搞清哪些可以依托、哪些可以拆遷、哪些堅(jiān)決不能動，發(fā)揮老廠優(yōu)勢，充分利用現(xiàn)有設(shè)施，新老統(tǒng)一考慮，節(jié)約用地，減少拆遷量并節(jié)省投資。

4）考慮施工影響。新建內(nèi)容會影響老廠的正常生產(chǎn)，如新老管線銜接、設(shè)備安裝、動火時機(jī)等。設(shè)計(jì)中要充分考慮施工可行性，盡量不影響老廠的正常生產(chǎn)或?qū)⒂绊懡档阶畹停皶r解決施工中出現(xiàn)的問題，以確?？倛D布置能完整實(shí)現(xiàn)。

5）工廠總體規(guī)劃。設(shè)計(jì)中要了解企業(yè)總體規(guī)劃，綜合考慮工廠現(xiàn)狀和遠(yuǎn)期發(fā)展，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)改、擴(kuò)建工程與原有系統(tǒng)、未來發(fā)展的關(guān)系，嚴(yán)格按照其總體規(guī)劃方案及其分期實(shí)施方案合理用地，避免近期早占或多占地，給遠(yuǎn)期留有余地。

2 老廠改、擴(kuò)建總平面布置原則

總圖布置時，除了滿足新建項(xiàng)目總平面布置的原則和要求外，還必須考慮以下特殊要求：

1）做好全廠總體規(guī)劃，處理好改、擴(kuò)建項(xiàng)目與老廠之間的銜接，并符合工藝流程、物料流向，銜接順暢。

2）合理利用原有建構(gòu)筑物、運(yùn)輸線路和工程管線等設(shè)施，做好新老管線、運(yùn)輸線路的銜接。

3）在施工期間盡量不影響或少影響老廠及周邊工廠的正常生產(chǎn)，把工廠效益損失降到最低。

4）充分利用老廠范圍內(nèi)的空地，布置緊湊合理，盡量節(jié)約用地，提高場地利用率。

5）考慮綜合利用和環(huán)境保護(hù)，改善工廠生產(chǎn)和生活條件。

6）必須滿足有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范和規(guī)定的要求，若受種種因素和條件限制無法滿足時，應(yīng)采取必要的技術(shù)措施，以確保生產(chǎn)和運(yùn)營的安全，并報請有關(guān)主管部門批準(zhǔn)。

7）應(yīng)考慮企業(yè)今后再發(fā)展的可能。

3 老廠改、擴(kuò)建總平面布置方法

依據(jù)老廠改、擴(kuò)建的總平面布置原則，針對改、擴(kuò)建工程用地面積小、不規(guī)整、周邊條件復(fù)雜、設(shè)施擁擠等諸多不利因素，設(shè)計(jì)中可采用以下具體方法來進(jìn)行總平面布置。

3.1 見縫插針，充分用地

老廠改、擴(kuò)建往往用地緊張，在滿足防火、防爆及消防檢修要求的基礎(chǔ)上，應(yīng)因地制宜，見縫插針，緊湊布置，充分利用分散在老廠范圍內(nèi)的空地提高場地的利用率。

如某新增污水處理項(xiàng)目，需新增污水處理裝置用地及其附屬設(shè)施，原污水處理裝置旁的整塊預(yù)留用地僅滿足主裝置的布置，經(jīng)深入了解現(xiàn)場并多方論證，利用主裝置周邊空地見縫插針地布置，將新建的流砂過濾器、硫酸加藥間等輔助設(shè)施就近布置于主裝置南側(cè)空地內(nèi)，并保證新建設(shè)施與已有設(shè)施的間距滿足相關(guān)規(guī)范要求，既滿足了工程需要，又很好地利用了廠內(nèi)的有效用地。

3.2 新老結(jié)合，合理利舊

對于改、擴(kuò)建工程，雖有用地緊張、周邊條件復(fù)雜等不利因素，但同時廠內(nèi)輔助生產(chǎn)設(shè)施配套齊全，改、擴(kuò)建應(yīng)發(fā)揮老廠優(yōu)勢，充分了解并利用現(xiàn)有資源，新老設(shè)施深度結(jié)合，統(tǒng)一考慮，實(shí)現(xiàn)依托和共用，減少用地和投資。

如某甲醇改造項(xiàng)目，將新建灌裝站與已有充裝站靠近布置，綜合考慮它們的行車路線和圍墻防護(hù)，并利用已有充裝站的排雨水和部分消防設(shè)施，最大限度地減少了用地和投資，也方便了生產(chǎn)管理。

3.3 全局考慮，適當(dāng)聯(lián)合

老廠改、擴(kuò)建工程通常用地面積小、防火間距不足，設(shè)計(jì)中可在全廠范圍內(nèi)統(tǒng)籌考慮，適當(dāng)形成聯(lián)合裝置或聯(lián)合廠房。

3.3.1 聯(lián)合裝置

為了擴(kuò)大街區(qū)的用地面積，有利于生產(chǎn)管理和安全防護(hù)，應(yīng)相對集中地將生產(chǎn)區(qū)聯(lián)合布置。聯(lián)合布置并非在總圖布置的過程中人為將兩個裝置（設(shè)施）簡單湊在一起，而是由兩個或兩個以上的獨(dú)立裝置集中緊湊布置，且裝置間直接進(jìn)料，無供大修設(shè)置的中間原料儲罐，其開工或停工檢修等均同步進(jìn)行，視為一套裝置，即聯(lián)合裝置。

如某甲醇改造項(xiàng)目擬建一甲醇合成裝置（甲類），占地為36.5 m×48.5 m，北側(cè)為老廠脫碳裝置（甲類），西側(cè)為老廠變脫機(jī)柜間，周圍用地緊張。若按裝置間防火間距考慮，依據(jù)GB 50160—2008《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》（2018 年版）[1]表4.2.12，甲醇合成裝置與脫碳裝置間防火間距需≥30 m，與變脫機(jī)柜之間防火間距需≥30 m，保證其周圍防火間距后，甲醇合成裝置建設(shè)可用地僅為20 m×38 m，完全不夠新建裝置使用，需另選它處。經(jīng)業(yè)主提出并且通過相關(guān)安全專家評審、工藝專業(yè)設(shè)計(jì)人員判斷及處理，認(rèn)定新建甲醇合成和老廠變脫裝置原料氣來源相同，且改造后的老廠變脫機(jī)柜間同時供變脫和甲醇合成裝置使用，二者形成聯(lián)合裝置。這樣可按裝置內(nèi)防火間距考慮，依據(jù)GB 50160—2008（2018 年版）第5.2.11條和表5.2.1，甲醇合成裝置與脫碳裝置間防火間距僅需≥15 m，與變脫機(jī)柜之間防火間距僅需≥15 m，可用地范圍大大增加，完全滿足新建裝置的用地要求。

3.3.2 聯(lián)合廠房

采取聯(lián)合建筑合并廠房、集中布置。即按照功能要求、生產(chǎn)性質(zhì)、生產(chǎn)聯(lián)系密切程度、防火、衛(wèi)生和輻射防護(hù)等，對各設(shè)施進(jìn)行合理的功能分區(qū)，將功能接近或相同的設(shè)施聯(lián)合布置，形成規(guī)整的外形，構(gòu)成聯(lián)合廠房，減少各設(shè)施之間的防火間距，縮短銜接各設(shè)施之間的管線、道路等輔助工程，達(dá)到節(jié)約用地的目的。

如某固廢綜合利用項(xiàng)目，將除氧站、循環(huán)水站、空壓站等功能相近、聯(lián)系密切的建筑物聯(lián)合，集中布置在一個2 層廠房里，形成聯(lián)合輔助廠房，一體化設(shè)計(jì)，既便于相互間的溝通協(xié)作，又很好地解決了改、擴(kuò)建老廠可用地面積小的問題。

3.4 合理改造單體建筑

在實(shí)際改、擴(kuò)建工程的總平面布置中，考慮到部分工藝設(shè)備的新增、新增設(shè)施與周邊已有設(shè)施的安全間距要求，在滿足建筑結(jié)構(gòu)要求的同時經(jīng)常需要對單體建筑進(jìn)行改造，以滿足安全或使用需求。具體的改造方法通常有水平加寬、增層、水平縮短及更換用途。

1）水平加寬。當(dāng)采用新工藝或更換大設(shè)備時，現(xiàn)有廠房滿足不了改造要求，需在車間側(cè)水平加跨擴(kuò)建。因其不涉及復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算，這種方式應(yīng)用非常廣泛。如某改造項(xiàng)目，在原有的單體合成裝置一側(cè)局部貼建增加了一跨7 m 的框架，新增了基底面積199.52 m2，新增建筑面積1 378.00 m2，滿足了裝置改、擴(kuò)建要求。

2）增層。增層改、擴(kuò)建是在既有建筑上方增加若干樓層以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大建筑規(guī)模，其特別適合場地狹小的既有建筑。

3）水平縮短。當(dāng)新增設(shè)施與廠內(nèi)已有設(shè)施之間不能滿足規(guī)范要求的安全間距時，可將已有設(shè)施的相鄰側(cè)水平縮短進(jìn)行改造。

4）更改用途?？蓪⒂绊懜?、擴(kuò)建布置的原有生產(chǎn)車間通過更改其使用功能的方式降低火災(zāi)危險類別，置換成其他生產(chǎn)車間、輔助生產(chǎn)車間或倉庫，滿足新增設(shè)施與周邊已有設(shè)施的安全間距要求。

3.5 采取適當(dāng)措施，滿足規(guī)范要求

考慮到新建及改、擴(kuò)建項(xiàng)目中遇到的用地不足、空間狹小的問題，每一個規(guī)范在制定、修改時都給出了一些特殊規(guī)定，在設(shè)計(jì)中可以充分利用這些規(guī)定，采取適當(dāng)措施，既滿足了規(guī)范的要求，又合理進(jìn)行了總平面布置。

例如，在某新增污水處理項(xiàng)目中，需在原有控制室西側(cè)新增一個污水處理裝置變電所。考慮到改、擴(kuò)建用地緊張，根據(jù)GB 50016—2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（2018 年版）[2]表3.4.1注2：“兩座廠房相鄰較高一面的外墻為防火墻，或相鄰兩座高度相同的一、二級耐火等級建筑中任一側(cè)為防火墻且屋頂?shù)哪突鸬燃壊坏陀?.00 h 時，其防火間距不限，但甲類廠房之間不應(yīng)小于4 m”，將新建污水處理裝置變電所建筑高度設(shè)計(jì)為與原有控制室相同高度，同時將新增變電所與原有控制室相鄰側(cè)外墻設(shè)為防火墻，滿足上述相關(guān)要求，二者之間防火間距即可不限，解決了改、擴(kuò)建項(xiàng)目用地不足的問題。

4 老廠改、擴(kuò)建設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注意的問題

4.1 對新規(guī)范、新政策的把握和應(yīng)用

在實(shí)際工程項(xiàng)目中，往往會遇到已建成老廠當(dāng)時設(shè)計(jì)建設(shè)時采用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)已更新，原有相關(guān)要求已提高，或新出臺一些國家、行業(yè)或地方規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的情況，此時，如果要進(jìn)行工廠改、擴(kuò)建，各改、擴(kuò)建設(shè)施，改、擴(kuò)建設(shè)施與已有設(shè)施之間、改擴(kuò)建設(shè)施之間均應(yīng)按照最新規(guī)范執(zhí)行，并對不滿足最新規(guī)范要求的已有設(shè)施進(jìn)行必要的改造。比如，按照各類新規(guī)范、政策的規(guī)定，蒸汽爆炸危險源、高度氣體泄漏源與工廠人員集中場所間除滿足防火間距要求外，還需滿足安全防護(hù)距離要求。

4.2 是否屬于同一法人

在老廠范圍內(nèi)進(jìn)行改、擴(kuò)建，即使新建項(xiàng)目和老廠是同類型生產(chǎn)性質(zhì)，也一定要注意二者是否屬于同一法人。如果二者屬于同一法人，新老工藝裝置或設(shè)施之間的防火間距可以執(zhí)行GB 50160—2008（2018 年版）表4.1.12“石油化工廠總平面布置的防火間距”，相鄰設(shè)施之間防火間距要求較小。如果二者分屬不同法人，新建工藝裝置或設(shè)施與原建工藝裝置或設(shè)施之間的防火間距必須執(zhí)行GB 50160—2008（2018 年版）表4.1.10“石油化工企業(yè)與同類企業(yè)及油庫的防火間距”，間距要求相對大一些。

4.3 多方案比選

改、擴(kuò)建項(xiàng)目通常在不同場地上建設(shè)，一般有兩處或以上可供選擇的場地，對此應(yīng)以系統(tǒng)布局的整體性、整體與局部的連續(xù)性、物流的合理順暢性為評價標(biāo)準(zhǔn)，通過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)綜合評價，決策出最優(yōu)方案。

5 結(jié)語

老廠改、擴(kuò)建設(shè)計(jì)是一項(xiàng)煩瑣的工作，本文結(jié)合工程實(shí)例從老廠現(xiàn)狀分析、總平面布置原則、方法及設(shè)計(jì)過程中可能存在的問題幾方面，初步總結(jié)出了一套老廠改、擴(kuò)建總平面設(shè)計(jì)的程序，希望能為以后的總圖設(shè)計(jì)工作提供幫助。