關(guān)于煤化工項(xiàng)目總圖布置的探討

關(guān)于煤化工項(xiàng)目總圖布置的探討

近年來(lái)，大型煤礦建設(shè)項(xiàng)目頻發(fā)，煤礦基地規(guī)劃、煤礦項(xiàng)目規(guī)劃和咨詢報(bào)告層出不窮。我國(guó)石油、天然氣資源短缺,煤炭資源相對(duì)豐富,發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè),有利于推動(dòng)石油替代戰(zhàn)略的實(shí)施,滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要。煤化工項(xiàng)目技術(shù)含量高,投資強(qiáng)度大;對(duì)煤炭資源、水資源、生態(tài)、環(huán)境、技術(shù)、資金和社會(huì)配套條件要求較高。國(guó)家發(fā)展改革委《關(guān)于加強(qiáng)煤化工項(xiàng)目建設(shè)管理促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的通知》規(guī)定,一般不應(yīng)批準(zhǔn)規(guī)模在300萬(wàn)t/a以下的煤制油項(xiàng)目,100萬(wàn)t/a以下的甲醇和二甲醚項(xiàng)目,60萬(wàn)t/a以下的煤制烯烴項(xiàng)目。煤化工今后的發(fā)展方向是規(guī)?；⒋笮突?、一體化、基地化。以300萬(wàn)t/a煤制甲醇(含烯烴)為例,用地面積接近2km對(duì)于化工項(xiàng)目,與總圖運(yùn)輸相關(guān)的規(guī)范有GB50187—93《工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計(jì)規(guī)范》和HG/T20649—1998《化工企業(yè)總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)規(guī)范》。GB50187—93原則性條文比較多,對(duì)化工項(xiàng)目來(lái)說(shuō)針對(duì)性不強(qiáng)。本文以HG/T20649—1998為主要參考,對(duì)煤化工項(xiàng)目總圖布置進(jìn)行簡(jiǎn)要論述,并對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行討論。煤化工項(xiàng)目投資強(qiáng)度大,配套條件要求高,在立項(xiàng)初期應(yīng)結(jié)合項(xiàng)目需要和備選廠址的具體條件做好廠址比選,確定擬建廠區(qū)的具體位置,廠址比選在此不再贅述。1主要施工條件分析1.1廠區(qū)的主導(dǎo)風(fēng)向和夏季主導(dǎo)風(fēng)向確定廠址后,在進(jìn)行總圖布置時(shí),首先要考慮的就是風(fēng)向因素的影響。為了避免和減少有害物對(duì)周邊環(huán)境的影響,必須了解廠區(qū)所在地的全年主導(dǎo)風(fēng)向和夏季主導(dǎo)風(fēng)向的資料。夏季氣溫高,生產(chǎn)條件相對(duì)較差,開(kāi)窗通風(fēng)比較普遍,故應(yīng)以夏季主導(dǎo)風(fēng)向作為考慮裝置和功能分區(qū)相對(duì)位置的依據(jù)。1.2原料讓出煤的方位大型煤化工項(xiàng)目是大進(jìn)大出的項(xiàng)目,原料煤和燃料煤的運(yùn)輸量都在百萬(wàn)噸以上。原料煤和燃料煤進(jìn)入的方位成為影響總圖布置的重要因素。確定了煤的進(jìn)場(chǎng)方位,也就基本確定了工藝流程的起點(diǎn)和走向。應(yīng)盡量縮短煤在廠區(qū)內(nèi)運(yùn)輸路線長(zhǎng)度,煤運(yùn)入廠區(qū)后,直接進(jìn)入倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng),避免二次搬運(yùn)。1.3廠區(qū)衛(wèi)生防護(hù)距離標(biāo)準(zhǔn)周邊環(huán)境因素的影響,包括居民區(qū)、工礦企業(yè),國(guó)道、高速公路和鐵路的影響。應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)范和法規(guī)合理確定廠區(qū)與居民區(qū)、工礦企業(yè),國(guó)道、高速公路和鐵路的防護(hù)距離。目前,煤化工項(xiàng)目沒(méi)有具體的衛(wèi)生防護(hù)距離標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)階段主要以《制定地方大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)原則和方法》為依據(jù)經(jīng)計(jì)算確定。另外可以參考GB11661—89《焦化廠衛(wèi)生防護(hù)距離標(biāo)準(zhǔn)》設(shè)置衛(wèi)生防護(hù)距離。2全球圖紙布局2.1功能模塊分區(qū)考慮了風(fēng)向因素,確定了衛(wèi)生防護(hù)距離、主要物料進(jìn)出方向和上風(fēng)向的位置,然后要對(duì)場(chǎng)內(nèi)布置進(jìn)行功能分區(qū)。以煤制烯烴為例,工藝主要流程如圖1所示。2.2其他工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施煤化工項(xiàng)目功能分區(qū)除工藝生產(chǎn)設(shè)施外,還包括公用工程設(shè)施和輔助設(shè)施、儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施和管理及生活服務(wù)設(shè)施。工藝生產(chǎn)設(shè)施主要有:甲醇裝置(含由空分、磨煤、氣化、灰水處理、變換、低溫甲醇洗、硫回收、甲醇合成及精餾)、MTO生產(chǎn)裝置、聚丙烯裝置、聚乙烯裝置及中央控制室。公用工程及輔助設(shè)施:空壓站、熱電站、三修、總變電所、凈水廠、循環(huán)水系統(tǒng)、污水處理、脫鹽水站、火炬等。儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施:儲(chǔ)煤場(chǎng)、成品罐區(qū)、中間罐區(qū)、倉(cāng)庫(kù)區(qū)、罐車(chē)裝車(chē)站臺(tái)。管理及生活服務(wù)設(shè)施:行政樓、門(mén)衛(wèi)、汽車(chē)庫(kù)、倒班宿舍、食堂、浴室、消防站等?？紤]熱電和煤氣化都要用到煤,宜以配煤系統(tǒng)為中心連接煤氣化的熱電站,兩者距離配煤中心都要近。其次,循環(huán)水系統(tǒng)考慮集中建設(shè)二三個(gè)區(qū)域。2.3運(yùn)輸裝卸設(shè)計(jì)在符合生產(chǎn)流程、操作要求和使用功能的前提下,建構(gòu)筑物盡量合并、生產(chǎn)裝置集中布置,經(jīng)濟(jì)合理有效利用土地。輔助生產(chǎn)設(shè)施,在滿足其特性要求條件下,盡量靠近負(fù)荷中心,以節(jié)省能耗。儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施根據(jù)物料的性質(zhì)及運(yùn)輸方式等條件,相對(duì)集中布置在運(yùn)輸裝卸方便的位置,并宜與有關(guān)的設(shè)施靠近,合理組織物流。運(yùn)輸線路短捷,布局合理,便于相互聯(lián)系;避免人流、貨流交叉,確保交通安全。根據(jù)工廠性質(zhì)和節(jié)約用地要求,結(jié)合區(qū)域環(huán)境和自然條件,盡可能為工廠綠化、凈化創(chuàng)造有利條件。按照建廠條件和生產(chǎn)發(fā)展趨勢(shì),盡可能處理好近、遠(yuǎn)期的相互發(fā)展關(guān)系,為可持續(xù)發(fā)展留有余地。3需要注意的幾個(gè)問(wèn)題3.1廠區(qū)用地面積應(yīng)節(jié)約煤化工項(xiàng)目廠區(qū)通道寬度應(yīng)根據(jù)建構(gòu)筑物和設(shè)備對(duì)防火、安全和衛(wèi)生的間距要求,以及管線的平面和豎向設(shè)計(jì)經(jīng)計(jì)算確定。HG/T20649—1998規(guī)定,廠區(qū)用地面積在101~200ha之間,主要通道寬度為50~60m,廠區(qū)用地面積大于200ha,主要通道寬度為60~80m。目前,我國(guó)土地資源比較寶貴,在滿足上述計(jì)算要求的前提下,應(yīng)節(jié)約用地。但是,對(duì)于大型煤化工項(xiàng)目,裝置和設(shè)備占地面積大,設(shè)備比較高,應(yīng)留有足夠的廠區(qū)通道寬度。一方面是從安全和衛(wèi)生角度出發(fā);另一方面,從建筑空間尺度考慮,防止出現(xiàn)城市建設(shè)中“高樓林立,街道狹長(zhǎng)”,給人們?cè)斐傻膲浩雀小?.2高架火炬的安全性全長(zhǎng)性高架火炬應(yīng)布置在廠區(qū)全年或夏季最多頻率風(fēng)向的下風(fēng)向或最少頻率風(fēng)向的上風(fēng)向。GB50160—92《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》對(duì)高架火炬的防火間距有50~90m的要求,同時(shí)規(guī)定高架火炬的防火距離應(yīng)經(jīng)輻射熱計(jì)算確定,該規(guī)范沒(méi)有對(duì)衛(wèi)生防護(hù)距離進(jìn)行規(guī)定。HG/T20649—1998規(guī)定高架火炬衛(wèi)生防護(hù)距離,廠前區(qū)至火炬的距離為500~600m,居住區(qū)至火炬的距離為1500~2000m。高架火炬占地面積比較大,不便維修,也不經(jīng)濟(jì)。上海化工區(qū)賽科乙烯項(xiàng)目采用地面火炬,雖然設(shè)備占地面積比高架火炬大,但四周由于設(shè)有圍墻,火焰頭高度不會(huì)超過(guò)圍墻,在確定安全距離時(shí),可以參考明火設(shè)備,與其它裝置的間距可以減少,總占地面積比高架火炬小,火焰噴管的高度在1.5~2m之間,維修也比較方便。上海化工區(qū)地面火炬應(yīng)用在國(guó)內(nèi)屬首例,目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有相關(guān)規(guī)范,在布置地面火炬時(shí),應(yīng)事先與消防部門(mén)協(xié)商。目前,建設(shè)項(xiàng)目須經(jīng)所在地的規(guī)劃局、消防局、環(huán)保局和安監(jiān)局的審查,國(guó)內(nèi)的規(guī)范是主管部門(mén)的審查依據(jù),國(guó)內(nèi)規(guī)范沒(méi)有規(guī)定,可參照國(guó)外規(guī)范執(zhí)行。3.3配合城鎮(zhèn)居住區(qū)相結(jié)合居住區(qū)布置是煤化工項(xiàng)目總體布局及當(dāng)?shù)爻鞘锌傮w規(guī)劃的一部分,居住區(qū)布置要當(dāng)?shù)爻鞘锌傮w規(guī)劃。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),當(dāng)居住區(qū)人口達(dá)到5萬(wàn)時(shí),其生活福利及公共服務(wù)設(shè)施方可達(dá)到一定水平,否則既不經(jīng)濟(jì)也達(dá)不到要求。為提高職工生活質(zhì)量,化工項(xiàng)目的居住區(qū)應(yīng)與附近城鎮(zhèn)居民區(qū)相結(jié)合。大型煤化工項(xiàng)目為節(jié)約煤的運(yùn)輸成本,往往在礦區(qū)附近進(jìn)行建設(shè)。職工從居住區(qū)最遠(yuǎn)居住點(diǎn)至工廠主要人流出入口的步行時(shí)間不宜超過(guò)30min,否則應(yīng)當(dāng)配備交通工具,或采取其他措施。3.4根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)用地項(xiàng)目,建議提供以下論證材料國(guó)土資源部2004年11月1日發(fā)布國(guó)土資發(fā)[2004]232號(hào)文《工業(yè)項(xiàng)目建設(shè)用地控制指標(biāo)(試行)》規(guī)定:石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)容積率要大于0.4,化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)容積率要大于0.6;工業(yè)項(xiàng)目的建筑系數(shù)應(yīng)不得低于30%。對(duì)因工藝流程、生產(chǎn)安全、環(huán)境保護(hù)等有特殊要求確需突破控制指標(biāo)的,在申請(qǐng)辦理建設(shè)項(xiàng)目用地預(yù)審和用地報(bào)批時(shí),應(yīng)提供有關(guān)論證材料。確屬合理的,方可通過(guò)預(yù)審或批準(zhǔn)用地。HG/T20649—1998表4.1.15列出部分類(lèi)型廠區(qū)建筑系數(shù)范圍,大中型氮肥廠為24%~32%;石油化工廠為26%~34%;硫酸廠、磷肥廠為22%~30%;氯堿廠為24%~32%。以上四個(gè)類(lèi)型廠區(qū)的建筑系數(shù)平均值為24%~32%。在4.1.15條文解釋中,上述類(lèi)型化工廠的建筑系數(shù)統(tǒng)計(jì)平均值在24.2%~29.0%之間,各類(lèi)化工廠的利用系數(shù)在52.54%~59.93%之間。根據(jù)HG/T20649—1998條文解釋統(tǒng)計(jì)資料顯示,化工項(xiàng)目,尤其是大型化工項(xiàng)目的建筑系數(shù)達(dá)到30%,容積率要大于0.6,有一定困難。在申請(qǐng)辦理建設(shè)項(xiàng)目用地預(yù)審和用地報(bào)批時(shí),建筑系數(shù)突破控制指標(biāo),報(bào)批時(shí)容易出現(xiàn)問(wèn)題,應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)范和實(shí)際情況提出論證材料,以利于項(xiàng)目審批。同時(shí),建議有關(guān)部門(mén)切實(shí)考慮化工項(xiàng)目建設(shè)的特點(diǎn),在滿足投資強(qiáng)度的前提下適當(dāng)放寬對(duì)建筑系數(shù)的限制。3.5鐵路線路及調(diào)車(chē)長(zhǎng)度煤的運(yùn)輸,目前國(guó)內(nèi)有公路、鐵路和皮帶輸送等主要方式。這三種方式的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比見(jiàn)表1。汽車(chē)運(yùn)輸成本較高,且繁忙的汽車(chē)運(yùn)輸煤炭對(duì)周邊的環(huán)境也將造成的污染,大宗的運(yùn)輸量靠汽車(chē)運(yùn)輸是不合理的。皮帶輸送方案比鐵路輸送方案無(wú)論是投資和運(yùn)輸費(fèi)用,都有大幅度的降低。但在國(guó)內(nèi)還沒(méi)有建設(shè)如此長(zhǎng)的皮帶輸送走廊的先例,在技術(shù)上仍有一定的風(fēng)險(xiǎn)性。鐵路運(yùn)輸方案投資是運(yùn)輸方案中最高的,但鐵路運(yùn)輸成熟、可靠。此外,建設(shè)的鐵路線路可進(jìn)一步發(fā)揮效益。因此,在運(yùn)輸距離超過(guò)10km情況下,按照成熟可靠的原則,煤炭輸送方案建議采用鐵路運(yùn)輸方式。HG/T20649—19988.2.7條文對(duì)企業(yè)車(chē)站到發(fā)線數(shù)量和有效長(zhǎng)度有明確要求。建設(shè)項(xiàng)目年運(yùn)輸總量在400萬(wàn)t/a以上,企業(yè)車(chē)站到發(fā)線數(shù)量為5股,同時(shí)按照車(chē)站每晝夜有調(diào)作業(yè)車(chē)數(shù)在100輛以上時(shí),可設(shè)置2股調(diào)車(chē)線。到發(fā)線的有效長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)進(jìn)站的計(jì)算列車(chē)長(zhǎng)度及地形條件確定,同時(shí)調(diào)車(chē)線應(yīng)有1股與到發(fā)線有效長(zhǎng)度一致。按照線路間距采用5m(特殊情況下可采用4.6m),鐵路站場(chǎng)寬度為35m,鐵路線長(zhǎng)度按列車(chē)長(zhǎng)度800m(1輛機(jī)車(chē)和50節(jié)貨車(chē)長(zhǎng)度,載重3000t)計(jì)算,廠區(qū)內(nèi)要留有至少28ha的鐵路站場(chǎng)面積。4煤化工程總圖布置需要規(guī)范合理預(yù)留發(fā)展用地,遠(yuǎn)期擴(kuò)建用地盡可能預(yù)留在廠外或界區(qū)外,當(dāng)有生產(chǎn)需要有充分依據(jù)和遠(yuǎn)期項(xiàng)目建設(shè)確定時(shí)方可在場(chǎng)地內(nèi)預(yù)留擴(kuò)建用地。正確確定通道寬度和管線之間的間距,在保證安全生產(chǎn)的前提下節(jié)約用地。建設(shè)綜合管溝或綜合管架,既節(jié)約用地,也便于檢修和管理。合理組合廠房等建構(gòu)筑物,發(fā)展聯(lián)合廠房。開(kāi)拓豎向空間,建多層廠房和倉(cāng)庫(kù),避免不規(guī)則的建筑外形。輔助生產(chǎn)設(shè)施、公用和公共設(shè)施進(jìn)行協(xié)作和社會(huì)化,能夠