周麗軍(南京金凌石化工程設計有限公司 江蘇南京 210042)
總圖運輸專業(yè)在我國己有半個多世紀的發(fā)展歷史。從50年代,為了解決急需,我國引進了工業(yè)運輸專業(yè),并在西安建筑工程學院設置了“工業(yè)運輸專業(yè)”。90年代后,總圖設計專業(yè)被主要分成兩路:一路為城市交通總圖運輸;一路為民用建筑的場地設計(其實就是建筑師來替代總圖做場地設計)?,F今,從事石油化工企業(yè)總圖運輸設計主要為學城市規(guī)劃專業(yè)、交通總圖運輸專業(yè)的人,這就導致了在不同行業(yè)的總圖運輸設計跟大學專業(yè)知識差異性較大。本文從石油化工企業(yè)的特點出發(fā),論述石油化工企業(yè)總圖運輸設計中的總平面布置、豎向布置、交通運輸設計等內容。
總平面布置顧名思義,是指在選定的場地內,合理確定建(構)筑物、交通運輸線路和設施的最佳空間位置。
石油化工企業(yè)總平面布置是企業(yè)進行一切生產設計的前提,它的優(yōu)劣直接關系到企業(yè)的總體規(guī)劃、工藝流程的順暢、土地利用率的高低等等??偲矫娌贾眯韪鶕乙?guī)范及標準、結合自然條件、廠區(qū)現狀等相關因素,并考慮到工藝流程的順暢,對幾個方案進行比較擇優(yōu)確定。
(1)處理好總平面與國家法規(guī)、行業(yè)標準及當地規(guī)劃之間的關系
石油化工企業(yè)主要以石油、天然氣及其產品為原料,生產、儲運各種石油化工產品。生產大多是在高溫、高壓條件下進行,發(fā)生火災和爆炸危險性較大,其中很大部分原料和產品都兼有毒性。
首先,每本國家及行業(yè)規(guī)范編制的角度不一樣,例如,從防火、安全出發(fā),相關規(guī)范及標準主要有《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》、《建筑設計防火規(guī)范》等;從衛(wèi)生、環(huán)保出發(fā),相關規(guī)范及標準主要有《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》、《石油化工企業(yè)衛(wèi)生防護距離》等,從防洪出發(fā),相關規(guī)范及標準主要有《防洪標準》和《城市防洪工程設計規(guī)范》等。
其次,每本規(guī)范有其相應的適用性及局限性并互為補充,例如,《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》適用于石油化工企業(yè)新建、擴建和改建工程的防火設計,對于石油化工企業(yè)內一些廠房及倉庫等建筑物的防火設計則應結合《建筑設計防火規(guī)范》、《石油化工全廠性倉庫及堆場設計規(guī)范》進行設計。
再三,不同的廠址選址,其對總平面的布置也有不同的要求,如在工業(yè)園區(qū),總平面布置中廠區(qū)進出口得滿足當地規(guī)劃部門要求,污水處理場等設施應就近接入當地規(guī)劃部門指定的排放點。
(2)處理好總平面與工藝流程之間的關系
事實上,工藝流程決定著物流方向,工藝水平決定著物流強度,總平面布置是將石油化工企業(yè)新建工程的所有內容在空間進行定位,因此總平面布置需處理好平面布置與工藝流程的關系。例如,新建一座石油化工工廠,其中有些原料需不間斷、連續(xù)性供給,其配套的倉儲設施要盡可能的靠近主要生產裝置,全廠公用工程設施應集中或分區(qū)集中布置,盡可能靠近負荷中心,并應方便公用工程各類主干管和線路的布置,宜短捷地與用戶相連通。
因此,總圖設計人員不能只簡單服從工藝等上游專業(yè)的要求,要充分配合工藝等相關專業(yè),在綜合其他專業(yè)的過程中對總平面提出修改意見,以達到設計總體最優(yōu)。
(3)處理好總平面與交通物流之間的關系
總平面是將各個單體進行定位,各個單體之間有相應的“物流”,“物流”就是相應的物的流通,包括實實在在的物品運輸,也可以包括相應的信息流通、能源流通,在交通物流的組織下,廠區(qū)各單體緊密地銜接在一起,構成不可分割的整體。
搞好廠區(qū)的物流分析,對整個總平面設計有很大的優(yōu)化作用,物流的銜接緊湊,就很大程度上節(jié)約了投資,節(jié)約用地面積。石油化工企業(yè)總圖設計,應該在物流運輸上做到人流、貨流相互并行而不干擾,同時兼顧做到原料、產品進出優(yōu)化布置,使系統(tǒng)管廊及電纜布置盡可能的最優(yōu)布置,減少工程投資。如廠區(qū)倉儲設施應盡可能結合企業(yè)的交通運輸方式布置:主要依托水路運輸的,倉儲設施應靠近碼頭區(qū)域集中布置;主要依托公路運輸的,靠近汽車裝卸站集中布置;主要依托鐵路運輸的,靠近鐵路裝卸線集中布置。
豎向布置的定義:為適應生產工藝、交通運輸及建(構)筑物布置的要求,對場地自然標高進行改造。豎向布置作為總圖設計的一項重要內容,與總平面布置同時進行,并應結合廠區(qū)外部現有或規(guī)劃的運輸線路、排水系統(tǒng)、周圍場地標高等相協(xié)調。豎向設計方案應根據工藝生產、運輸、防洪、排水以及土石方工程等要求,結合地形和地質條件進行綜合比較后確定。同時,當工廠分期建設時,尚應符合分期建設的要求。
建設場地是不可能全都處在設想的地勢地段,建設用地的自然地形往往不能滿足建(構)筑物對場地布置的要求,因此需充分利用和合理改造自然地形,為建(構)筑物提供合理的高程。
常見的豎向布置形式有平坡式、階梯式及混合式。當自然地形坡度小于2%,廠區(qū)寬度不大時,宜采用平坡式布置。當自然地形坡度大于2%且廠區(qū)寬度較大時,宜采用階梯式。如廠區(qū)自然地形存在非單一的走勢時,可采用混合式布置形式。
某大型石油化工企業(yè),要建設一系列的工藝裝置、配套的罐區(qū)、公用工程(循環(huán)水場、事故污水收集池、變配電所等),因廠區(qū)地處長江沿岸丘陵地帶,自然地形起伏較大,高差20~30米。其工藝裝置區(qū)總占地約8萬平方米,罐區(qū)及公用工程等輔助設施占地約4.5萬平方米,這么大的場地如采用平坡式設計,會產生大量的土石方工程,浪費巨大的人力及物力,顯然是不太可能的,因此,根據場地地形及外部道路銜接情況,將裝置區(qū)、罐區(qū)、公用工程布置于不同的豎向平臺上,各平臺之間以擋土墻過渡,平臺內部豎向布置形式采用平坡式布置。例如,從節(jié)能及環(huán)保來考慮,循環(huán)水場布置在地勢相對較高的平臺上;從事故污水流向考慮,事故污水收集池布置在地勢較低的平臺上。
石油化工企業(yè)的運輸設計,應根據貨物性質、流向、年運輸量以及當地的交通路網條件進行統(tǒng)籌考慮,選擇技術上可行、投資省、運營費低、效率高以及安全可靠的運輸方式。
目前石油化工企業(yè)的運輸方式主要有水路運輸、公路運輸、鐵路運輸、管道運輸等運輸方式,石油化工企業(yè)因其規(guī)模比較大,由于水路運輸具有運量大、成本低的特點,但凡工廠靠近水路,應充分利用水路運輸。
首先,廠內的貨運線路、裝卸車站或碼頭作業(yè)區(qū)都是操作繁忙、環(huán)境較差的地帶,不適于大量人、車穿行,而且外部人員較多,從生產管理和職工人身安全出發(fā),做到貨運和人流線路布置清楚,這跟總平面布置的要求相一致。
其次,大型石油化工企業(yè)交通運輸設計的時候應考慮運輸及裝卸設備、運輸線路、碼頭設施以及部門定員的確定,無不因管理體制的不同而有巨大差異,從而嚴重影響設計項目,對總平面布置產生重大影響,這一問題,如前期被忽視,等工程進行到一定階段再提出時,有時會引起整個設計的較大變動。如某國企新建一個石油化工工廠,與老廠區(qū)隔江相望,其企業(yè)用工主要從老廠調配,因地處我國南方,冬季長江上偶有大霧,會封過江大橋,因此在平面設計時要統(tǒng)籌考慮上班人員的休息安排以及通勤車輛的組織。
再三,從石油化工生產所需的大宗長途或批量短途運輸的散裝、件裝以及可燃、易燃、劇毒、腐蝕性的原料及產品,此類運輸盡量選擇安全性高的運輸方式,并應考慮裝卸區(qū)對周邊環(huán)境的影響,同時,對此類物品裝卸線不應與其他物品的裝卸車流交叉,以免發(fā)生危害性較大的交通事故。
總圖運輸是工程建設中的重要學科,是目前工業(yè)項目設計階段中非常重要的一個環(huán)節(jié),同時由于石油化工企業(yè)的特殊性,總圖運輸設計更需要引起重視。但是由于目前國內大學此類專業(yè)的缺失,以及總圖運輸其邊緣科學的屬性,導致設計人員在很寬的范圍內只從事著簡單的、配合工藝及上游專業(yè)的設計工作,使廣大專業(yè)技術人員缺乏專業(yè)理論知識,以及對內外專業(yè)關系系統(tǒng)認識不足,對目前總圖運輸設計的發(fā)展也缺少統(tǒng)籌考慮。
本文旨在對目前石油化工企業(yè)的總圖設計進行初步論述,促進專業(yè)人員之間的交流,推動更多的人從事石油化工企業(yè)總圖設計中來。由于筆者理論水平及經驗的局限,文中難免有些不足之處,敬請指正。
[1].雷明《工業(yè)企業(yè)總平面設計》 陜西科學技術出版社.
[2].倪嘉賢雷明《工業(yè)企業(yè)總圖管理》 西安建筑科技大學.
[3].董金波《工業(yè)企業(yè)廠址選擇與總體規(guī)劃》 西安冶金建筑學院.
[4].袁超楊秋俠《工業(yè)企業(yè)總體規(guī)劃》 西北工業(yè)大學出版社.
[5].雷明《工業(yè)園區(qū)規(guī)劃》西安建筑科技大學.