【導(dǎo)讀】大連理工大學(xué)TECHART設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)“三井化學(xué)杯”第五屆大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽

　　

【正文】 石溝驛井田及重化工項(xiàng)目區(qū)，其 中重化工項(xiàng)目區(qū)規(guī)劃面積 平方公里。建設(shè)分期：一期為 2020 年到 2020 年，二期為 2020 年至 2020 年。包括煤、電、煤化工三大產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目?？傮w目標(biāo)：規(guī)劃到 2020 年，形成煤炭生產(chǎn)能力 億噸，電力裝機(jī) 2020 萬千瓦以上，煤炭間接液化生產(chǎn)能力 1000 萬噸，煤基二甲醚生產(chǎn)能力200 萬噸，甲醇生產(chǎn)能力 170 萬噸。初步測(cè)算，基地總投資將達(dá)到 億元，全部項(xiàng)目建成后，將新增工業(yè)增加值約 億元，并拉動(dòng)其他行業(yè)形成產(chǎn)值 億元。屆時(shí)，寧東能源重化工基地將建設(shè)成為以煤 炭、電力、煤化工三大產(chǎn)業(yè)為支撐，全國(guó)重要的千萬千瓦級(jí)火電基地、煤化工基地和煤炭基地。寧夏是國(guó)家“十五”計(jì)劃綱要確定的發(fā)展大型坑口電廠的省區(qū)之一，是國(guó)家發(fā)改委、國(guó)電公司、國(guó)電西北公司確定的火電基地之一和外送電的基地之一。目前寧東能源重化工基地規(guī)劃建設(shè)的八大電廠將形成兩千萬千瓦級(jí)的火電基地。 廠址優(yōu)勢(shì) ? 煤炭資源優(yōu)勢(shì)：寧東煤田已探明儲(chǔ)量 270 多億噸，居全國(guó)第六位，占全區(qū)已探明儲(chǔ)量的 87%，煤田地質(zhì)條件好，開采條件佳，采掘成本低，且煤質(zhì)優(yōu)，是優(yōu)良的動(dòng)力和氣化用煤 ? 水資源優(yōu)勢(shì)：基地位于黃河?xùn)|畔，中心區(qū)距黃河僅 35 公里左右， 2020 年底開工建設(shè)的寧東供水工程，預(yù)計(jì) 2020 年 5月建成通水，總供水量為 15970 萬立方米，能為基地提供充足的水源保障； ? 交通優(yōu)勢(shì)：四通八達(dá)的道路交通是基地的一大突出優(yōu)勢(shì)，銀川 青島高速公路及 307國(guó)道橫貫基地；大古鐵路連接包蘭、寶中鐵路與京包、隴海線連通可輻射全國(guó)，即將開工建設(shè)的銀川 太原鐵路又形成一條橫穿基地的外運(yùn)大通道；銀川河?xùn)|機(jī)場(chǎng)距基地中心區(qū)僅 30公里，每日航班達(dá) 50 余次，通往北京、上海、廣州、西安 、太原、濟(jì)南、青島、蘭州等重要城市； ? 土地資源優(yōu)勢(shì)：基地處于荒山丘陵地帶，地形平緩，地勢(shì)開闊，有成片的發(fā)展用地， 大連理工大學(xué) TECHART 設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì) “三井化學(xué)杯”第五屆大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽 5 為工業(yè)建設(shè)提供了廣闊的土地資源； ? 區(qū)位優(yōu)勢(shì)：基地位于陜、甘、寧、蒙毗鄰地區(qū)，西與自治區(qū)首府銀川市隔黃河相望，東與開發(fā)中的陜北能源重化工基地毗鄰，易形成產(chǎn)業(yè)互補(bǔ)，資源共享，其生產(chǎn)、生活條件俱佳； ? 電力優(yōu)勢(shì)：寧夏目前無拉閘限電之虞， 2020 年寧夏電網(wǎng)統(tǒng)調(diào)裝機(jī)容量達(dá)到 366 萬千瓦，而且基地規(guī)劃建設(shè)的八大電廠將形成千萬千瓦級(jí)的火電基地，這些都將為基地提供充足的電力供應(yīng)； ? 天然氣資源優(yōu)勢(shì)：臨近 基地的陜甘寧天然氣田是我國(guó)迄今探明的世界級(jí)特大型整裝氣田，探明控制儲(chǔ)量達(dá) 7000 多億立方米，一期輸氣管線已建成，二期管線正在規(guī)劃建設(shè)中； ? 政策優(yōu)勢(shì)：隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略的深入推進(jìn)，國(guó)家實(shí)施重點(diǎn)支持西部大開發(fā)的政策措施，以及自治區(qū)、銀川市全面改善投資環(huán)境的重大舉措，為基地建設(shè)提供了強(qiáng)有力的政策支持。 總之，寧東能源重化工基地建設(shè)，投資成本低，開發(fā)建設(shè)條件十分優(yōu)越，在國(guó)內(nèi)實(shí)屬少見，完全能夠建設(shè)成為我國(guó)西部重要的大型能源重化工基地。 詳見可行性論證“第六章 廠址選擇” 。 總平面布置 本廠的總平面布置，是在總體規(guī)劃的基礎(chǔ)上，根據(jù)企業(yè)的性質(zhì)、規(guī)模、生產(chǎn)流程、交通運(yùn)輸、環(huán)境保護(hù)以及防火、安全、衛(wèi)生、施工及檢修等要求，結(jié)合 場(chǎng)地自然條件，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，設(shè)計(jì)多種方案后擇優(yōu)確定而來。 本廠區(qū)平面布置如下圖所示： 大連理工大學(xué) TECHART 設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì) “三井化學(xué)杯”第五屆大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽 6 圖 21 廠區(qū)平面布置圖 大連理工大學(xué) TECHART 設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì) “三井化學(xué)杯”第五屆大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽 7 總平面布置的要求 從工程角度來看，工廠總平面布置應(yīng)該注意滿足以下要求： ? 工廠總平面布置應(yīng)該滿足生產(chǎn)和運(yùn)輸要求； ? 工廠總平面布置應(yīng)該滿足安全和衛(wèi)生要求； ? 工廠總平面布置應(yīng)該考慮工廠發(fā)展的可能性和妥善處理工廠分期建 設(shè)問題； ? 工廠總平面布置必須貫徹節(jié)約用地的原則； ? 工廠總平面布置應(yīng)考慮各種自然條件和周圍環(huán)境的影響； ? 工廠總平面布置應(yīng)為施工安裝創(chuàng)造有利條件； ? 工藝流程順直，物料管線短捷，盡量縮短各裝置和設(shè)施之間的物料輸送距離。 本項(xiàng)目的廠區(qū)總平面布置是嚴(yán)格遵照 所列設(shè)計(jì)規(guī)范的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)的。并且在進(jìn)行化工廠總平面布置之前，分析了全廠生產(chǎn)流程順序、各部分的生產(chǎn)特點(diǎn)和火災(zāi)危險(xiǎn)性，同時(shí)考慮了廠區(qū)地形和風(fēng)向，選擇了合理的朝向，使人員集中的建筑物有良好的采光及自然通風(fēng)條件。 根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，為了節(jié)約土地，提高土地利用率， 需要按照功能分區(qū)集中布置。其中工藝裝置，在滿足生產(chǎn)、操作、安全和環(huán)保的要求許可時(shí)，應(yīng)聯(lián)合集中布置，集中控制，建筑物宜合并布置。 街區(qū)需要合理劃分，廠區(qū)通道寬度需要確定，街區(qū)及建筑物、構(gòu)筑物的布置宜規(guī)整。 生產(chǎn)管理及生活服務(wù)設(shè)施，宜按使用功能合理組合，設(shè)計(jì)為多功能綜合性建筑。 設(shè)計(jì)規(guī)范還規(guī)定總平面布置應(yīng)當(dāng)防止和減少有害氣體、煙、霧、粉塵、振動(dòng)、噪音對(duì)周圍環(huán)境的污染，污染大的設(shè)施應(yīng)遠(yuǎn)離對(duì)污染敏感的設(shè)施，并避免環(huán)境重復(fù)污染。產(chǎn)生噪音污染的設(shè)施，宜相對(duì)集中布置，并應(yīng)遠(yuǎn)離生產(chǎn)管理設(shè)施和有安靜要求的場(chǎng)所。 在進(jìn)行總 平面布置設(shè)計(jì)時(shí)需要預(yù)留發(fā)展用地，一方面可以使前期建設(shè)的項(xiàng)目集中、緊湊、布置合理，并與后期工程合理銜接；另一方面可以滿足輔助生產(chǎn)設(shè)施、公用工程設(shè)施、倉(cāng)儲(chǔ)和管線鋪設(shè)等相應(yīng)后期配套建設(shè)。 廠區(qū)總體布局概述 1) 廠區(qū)布置為矩形，東西方向長(zhǎng)為 322m，南北方向?qū)挒?242m，總面積為 77924m2 。 2) 本項(xiàng)目按照生產(chǎn)功能，將廠區(qū)分為： 大連理工大學(xué) TECHART 設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì) “三井化學(xué)杯”第五屆大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽 8 ? 廠前辦公區(qū)：包括綜合辦公樓（辦公樓、醫(yī)療站、食堂等）。行政辦公場(chǎng)所有效合并，節(jié)約了土地。 ? 工藝生產(chǎn)區(qū)： MTO 反應(yīng)車間和分離車間 、冷凍車間、公用工程等 。在滿足生產(chǎn)、操作、安全和 環(huán)保要求的條件下，將反應(yīng)車間和分離車間布置在同一區(qū)域內(nèi)，有利于集中控制和管理。 ? 輔助生產(chǎn)區(qū)：總變電站、分析化驗(yàn)室、儀修車間、控制中心。輔助車間進(jìn)行整合，大大提高了土地利用率。 ? 儲(chǔ)罐設(shè)備區(qū)：包括原料罐區(qū)、乙烯罐、丙烯罐、和副產(chǎn)品罐區(qū)。集中管理儲(chǔ)罐設(shè)備，有利于裝卸和運(yùn)輸，方便快捷。 3) 本裝置內(nèi)各工序與道路的間距均滿足規(guī)范要求。 總廠公路 修在廠區(qū)東側(cè)和南側(cè)，同時(shí)有輔助道路修建在廠區(qū)西側(cè) 。 本設(shè)計(jì)中，廠區(qū)內(nèi)道路總體呈網(wǎng)格狀布置，并均已其走向進(jìn)行命名 ，易于識(shí)記和辨認(rèn)；主干道（東西一路、東西二路、南北一路 、 南北二路、南北 三路、南北四路 ）設(shè)計(jì)寬度為 12 米（雙向四車道），次干道 （東、南、西、北環(huán)路） 設(shè)計(jì)寬度為 6 米（雙向兩車道）。整個(gè)廠區(qū)的道路及建構(gòu)筑物都進(jìn)過嚴(yán)格規(guī)劃，布置規(guī)整。人流與貨流分離，并留有消防安全通道。 4) 本項(xiàng)目中在廠區(qū)內(nèi)留有一塊發(fā)展用地。西北角的配套用地是用于罐區(qū)后期的擴(kuò)張和改建而預(yù)留的。 廠區(qū)工藝區(qū)分布說明 如下圖所示： 大連理工大學(xué) TECHART 設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì) “三井化學(xué)杯”第五屆大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽 9 圖 22 廠區(qū)工藝區(qū)分布說明 大連理工大學(xué) TECHART 設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì) “三井化學(xué)杯”第五屆大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽 10 廠區(qū)面積計(jì)算 ? 總占地面積 : 322*24262*104=71476（ m2） ? 建構(gòu)筑物 900+400*2+800*4+625+750*3+600+2020+2400+1000*3+1050+3240+18720=38785（ m2） ? 道路面積 298*（ 12*2+6*2） +242*2*6+90*12*4=18652（ m2） ? 綠化面積 5*2*（ 322+230） +50*104+10*60+10*50+30*20+50*20+5*50+10*30=13970（ m2） ? 圍墻長(zhǎng)度 （ 322+242） *212*4=1080（ m） 總平面布置各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo) 化工廠總平面布置設(shè)計(jì)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)如下表 所示： 表 21 化工廠總平面布置設(shè)計(jì)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo) 一覽表 廠區(qū)占地面積 71476 平方米 建構(gòu)筑物占地面積 38785 平方米 道路用地面積 18652 平方米 出入口個(gè)數(shù) 4個(gè) 綠化面積 13970 平方米 綠化系數(shù) % 圍墻長(zhǎng)度 1080 米 工藝生產(chǎn)區(qū)的布置 設(shè)計(jì)規(guī)范要求工藝裝置在廠區(qū)內(nèi) 布置應(yīng)相對(duì)集中，形成一個(gè)或幾個(gè)裝置街區(qū)。本設(shè)計(jì)中將反應(yīng)車間和分離 車間集中布置，設(shè)置在同一街區(qū)內(nèi)，這樣有利于集中鋪設(shè)公 大連理工大學(xué) TECHART 設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì) “三井化學(xué)杯”第五屆大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽 11 用工程管線以及 集中控制管理，而且工藝生產(chǎn)流程順暢、銜接短捷，緊湊合理，與相鄰設(shè)施也協(xié)調(diào)得很好。除了有利于生產(chǎn)管理和安全防護(hù)等優(yōu)點(diǎn)外，集中布置工藝裝置還便于施工、安裝和檢修。 ? 工藝生產(chǎn)區(qū)： 宜布置在人員集中場(chǎng)所全年最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)，并位于散發(fā)可燃?xì)怏w的儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施全年最小頻率風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。 本廠分布設(shè)計(jì)中，人員集中的場(chǎng)所諸如辦公樓、醫(yī)療站、食堂、分析 化驗(yàn)室、 控制中心 等等都位于西南角 ，正處于全年最小頻率（東北風(fēng)）的下風(fēng)側(cè)。 ? 儲(chǔ)罐設(shè)備區(qū)： 對(duì)液化烴、可燃液體和可燃?xì)怏w要分布在廠的邊緣區(qū)域。本設(shè)計(jì)中，罐區(qū)在廠區(qū)的北邊緣。同時(shí)，在具有良 好通風(fēng)的前提下，靠近工藝生產(chǎn)裝置區(qū)的地段內(nèi)，有利于服務(wù)毗鄰的對(duì)象；把裝卸區(qū)也設(shè)計(jì)在罐區(qū)附近，有利于交通運(yùn)輸，便利快捷。 此外，產(chǎn)品罐區(qū)和原料罐區(qū)處于工藝生產(chǎn)裝置的東北側(cè) ，這一方向上全年的風(fēng)頻率都 最小 。 ? 控制中心：控制室的位置應(yīng)該靠近主要工藝裝置或主要控制設(shè)備， 控制中心距離工藝生產(chǎn)區(qū)比較靠近，又在一定的安全距離以外?？刂剖页蚋邏夯蛘哂斜ㄎｋU(xiǎn)的生產(chǎn)設(shè)備區(qū)一側(cè)的外墻，應(yīng)為密閉式或控制室整體采用抗暴型結(jié)構(gòu)。此外，控制室還應(yīng)該避免噪音、振動(dòng)以及電磁干擾較大的場(chǎng)所對(duì)其的干擾。本設(shè)計(jì)中，使用較 多的樹木作為隔音屏障，使得 控制中心與噪音較大的工藝裝置區(qū)以及儀修 車間隔開。 ? 道路：生產(chǎn)工藝區(qū)的道路 布置應(yīng)該滿足生產(chǎn)操作、物料運(yùn)輸、設(shè)備檢修、消防安全和事故急救等的要求下，應(yīng)力求減少道路的面積；工藝裝置的內(nèi)部道路應(yīng)與街區(qū)外的廠區(qū)道路連接。 工藝生產(chǎn)的 生產(chǎn)區(qū)不宜進(jìn)行綠化。 輔助生產(chǎn)及公用工程設(shè)施 總變電所的布置 設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定總變電所應(yīng)便于電線路的進(jìn)出、不妨礙工廠的擴(kuò)建和發(fā)展的獨(dú)立地段。當(dāng)采用架空輸電線時(shí)，應(yīng)布置在廠區(qū)邊緣地帶?？傋冸娬緫?yīng)該布置在易泄漏、散發(fā)液化烴及較重的可燃?xì)怏w、腐蝕性氣體及粉塵的生產(chǎn)、儲(chǔ)存 和裝卸設(shè)施全年最小頻率風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)和有水霧場(chǎng)所冬季盛行風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)。 本設(shè)計(jì)中，總變電站位于全場(chǎng)西南側(cè)邊緣地帶，正位于儲(chǔ)罐區(qū)和裝卸區(qū)的西南 側(cè)，而全年?yáng)|風(fēng)頻率都較低。同時(shí)，變電站設(shè)計(jì)遠(yuǎn)離強(qiáng)振源，與易泄漏、散發(fā)液化烴及較 大連理工大學(xué) TECHART 設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì) “三井化學(xué)杯”第五屆大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽 12 重的可燃?xì)怏w、腐蝕性氣體及粉塵的生產(chǎn)區(qū)、儲(chǔ)罐區(qū)和裝卸區(qū)也在規(guī)定距離（ 60 米 ）之上，方便高壓進(jìn)線和低壓出線。變電站周圍設(shè)置綠化帶 ，構(gòu)成一獨(dú)立區(qū)域。 循環(huán)水場(chǎng)的布置 循環(huán)水場(chǎng)應(yīng)靠近主要用戶，避免在工藝裝置的爆炸危險(xiǎn)區(qū)范圍內(nèi)；避免靠近火炬、加熱爐、焦炭塔等熱源體；不宜布置在鄰近的變 配電所、露天工藝設(shè)備、主要運(yùn)輸?shù)缆范咀畲箢l率風(fēng)的上風(fēng)側(cè)，并不應(yīng)布置在受水霧影響而產(chǎn)生危害的設(shè)施的全年最大頻率風(fēng)向上風(fēng)側(cè)。 設(shè)置循環(huán)水池的目的在于最大限度循環(huán)利用冷卻水、以及雨水，節(jié)約用水。 本廠中循環(huán)水場(chǎng)位于廠區(qū)的東北，供水管線進(jìn)廠。循環(huán)水場(chǎng)臨近公用工程，充分有效地利用了泵、管道等工程。同時(shí)，遠(yuǎn)離總變電所和工藝設(shè)備區(qū)。此外， 在全年風(fēng)頻率最小的東北風(fēng)的上風(fēng)側(cè)，減輕了對(duì)易受水霧影響的設(shè)施所產(chǎn)生的危害。 污水處理場(chǎng)的布置 根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，污水處理廠宜位于廠區(qū)邊緣或廠區(qū)外的單獨(dú)地段，且地勢(shì)及地 下水位較低處；并應(yīng)布置在廠區(qū)全年最大頻率的下風(fēng)側(cè)，且應(yīng)注意其對(duì)周圍環(huán)境的影響。 本廠設(shè)計(jì) 充分考慮了以上要求，將污水處理廠設(shè)在全場(chǎng)南側(cè)邊緣地帶，處于全年最大頻率的北風(fēng)的下風(fēng)側(cè) ，同時(shí)有綠化樹林進(jìn)行隔離生產(chǎn)，能夠有效地減少?gòu)U水毒氣排放，做到節(jié)能減排 。 公用工程的布置 公用工程 宜集中布置在 主生產(chǎn)區(qū)， 同時(shí)應(yīng)避免 公用設(shè)備 車間的噪音、振動(dòng)對(duì)周圍設(shè)施的影響。 本 廠設(shè)計(jì)公用工程能夠在主生產(chǎn)區(qū)中，最大化地合理利用管道布置。 在保 證安全距離的前提下，合理利用土地資源，減少管道回轉(zhuǎn)次數(shù)，節(jié)省管線。 儀 修車間的布置 機(jī)修車間宜集中布置在廠區(qū)的一 側(cè)、靠近人流出入口的地段，并有較方便的交通 大連理工大學(xué) TECHART 設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì) “三井化學(xué)杯”第五屆大學(xué)生化工設(shè)計(jì)