浅析石油化工企业总图运输设计

2022-09-11

一、引言

总图运输专业在我国己有半个多世纪的发展历史。从50年代, 为了解决急需, 我国引进了工业运输专业, 并在西安建筑工程学院设置了“工业运输专业”。90年代后, 总图设计专业被主要分成两路:一路为城市交通总图运输;一路为民用建筑的场地设计 (其实就是建筑师来替代总图做场地设计) 。现今, 从事石油化工企业总图运输设计主要为学城市规划专业、交通总图运输专业的人, 这就导致了在不同行业的总图运输设计跟大学专业知识差异性较大。本文从石油化工企业的特点出发, 论述石油化工企业总图运输设计中的总平面布置、竖向布置、交通运输设计等内容。

二、石油化工企业的总图运输设计

1. 总平面布置

总平面布置顾名思义, 是指在选定的场地内, 合理确定建 (构) 筑物、交通运输线路和设施的最佳空间位置。

石油化工企业总平面布置是企业进行一切生产设计的前提, 它的优劣直接关系到企业的总体规划、工艺流程的顺畅、土地利用率的高低等等。总平面布置需根据国家规范及标准、结合自然条件、厂区现状等相关因素, 并考虑到工艺流程的顺畅, 对几个方案进行比较择优确定。

(1) 处理好总平面与国家法规、行业标准及当地规划之间的关系

石油化工企业主要以石油、天然气及其产品为原料, 生产、储运各种石油化工产品。生产大多是在高温、高压条件下进行, 发生火灾和爆炸危险性较大, 其中很大部分原料和产品都兼有毒性。

首先, 每本国家及行业规范编制的角度不一样, 例如, 从防火、安全出发, 相关规范及标准主要有《石油化工企业设计防火规范》、《建筑设计防火规范》等;从卫生、环保出发, 相关规范及标准主要有《工业企业设计卫生标准》、《石油化工企业卫生防护距离》等, 从防洪出发, 相关规范及标准主要有《防洪标准》和《城市防洪工程设计规范》等。

其次, 每本规范有其相应的适用性及局限性并互为补充, 例如, 《石油化工企业设计防火规范》适用于石油化工企业新建、扩建和改建工程的防火设计, 对于石油化工企业内一些厂房及仓库等建筑物的防火设计则应结合《建筑设计防火规范》、《石油化工全厂性仓库及堆场设计规范》进行设计。

再三, 不同的厂址选址, 其对总平面的布置也有不同的要求, 如在工业园区, 总平面布置中厂区进出口得满足当地规划部门要求, 污水处理场等设施应就近接入当地规划部门指定的排放点。

(2) 处理好总平面与工艺流程之间的关系

事实上, 工艺流程决定着物流方向, 工艺水平决定着物流强度, 总平面布置是将石油化工企业新建工程的所有内容在空间进行定位, 因此总平面布置需处理好平面布置与工艺流程的关系。例如, 新建一座石油化工工厂, 其中有些原料需不间断、连续性供给, 其配套的仓储设施要尽可能的靠近主要生产装置, 全厂公用工程设施应集中或分区集中布置, 尽可能靠近负荷中心, 并应方便公用工程各类主干管和线路的布置, 宜短捷地与用户相连通。

因此, 总图设计人员不能只简单服从工艺等上游专业的要求, 要充分配合工艺等相关专业, 在综合其他专业的过程中对总平面提出修改意见, 以达到设计总体最优。

(3) 处理好总平面与交通物流之间的关系

总平面是将各个单体进行定位, 各个单体之间有相应的“物流”, “物流”就是相应的物的流通, 包括实实在在的物品运输, 也可以包括相应的信息流通、能源流通, 在交通物流的组织下, 厂区各单体紧密地衔接在一起, 构成不可分割的整体。

搞好厂区的物流分析, 对整个总平面设计有很大的优化作用, 物流的衔接紧凑, 就很大程度上节约了投资, 节约用地面积。石油化工企业总图设计, 应该在物流运输上做到人流、货流相互并行而不干扰, 同时兼顾做到原料、产品进出优化布置, 使系统管廊及电缆布置尽可能的最优布置, 减少工程投资。如厂区仓储设施应尽可能结合企业的交通运输方式布置:主要依托水路运输的, 仓储设施应靠近码头区域集中布置;主要依托公路运输的, 靠近汽车装卸站集中布置;主要依托铁路运输的, 靠近铁路装卸线集中布置。

2. 竖向布置

竖向布置的定义:为适应生产工艺、交通运输及建 (构) 筑物布置的要求, 对场地自然标高进行改造。竖向布置作为总图设计的一项重要内容, 与总平面布置同时进行, 并应结合厂区外部现有或规划的运输线路、排水系统、周围场地标高等相协调。竖向设计方案应根据工艺生产、运输、防洪、排水以及土石方工程等要求, 结合地形和地质条件进行综合比较后确定。同时, 当工厂分期建设时, 尚应符合分期建设的要求。

建设场地是不可能全都处在设想的地势地段, 建设用地的自然地形往往不能满足建 (构) 筑物对场地布置的要求, 因此需充分利用和合理改造自然地形, 为建 (构) 筑物提供合理的高程。

常见的竖向布置形式有平坡式、阶梯式及混合式。当自然地形坡度小于2%, 厂区宽度不大时, 宜采用平坡式布置。当自然地形坡度大于2%且厂区宽度较大时, 宜采用阶梯式。如厂区自然地形存在非单一的走势时, 可采用混合式布置形式。

某大型石油化工企业, 要建设一系列的工艺装置、配套的罐区、公用工程 (循环水场、事故污水收集池、变配电所等) , 因厂区地处长江沿岸丘陵地带, 自然地形起伏较大, 高差20~30米。其工艺装置区总占地约8万平方米, 罐区及公用工程等辅助设施占地约4.5万平方米, 这么大的场地如采用平坡式设计, 会产生大量的土石方工程, 浪费巨大的人力及物力, 显然是不太可能的, 因此, 根据场地地形及外部道路衔接情况, 将装置区、罐区、公用工程布置于不同的竖向平台上, 各平台之间以挡土墙过渡, 平台内部竖向布置形式采用平坡式布置。例如, 从节能及环保来考虑, 循环水场布置在地势相对较高的平台上;从事故污水流向考虑, 事故污水收集池布置在地势较低的平台上。

3. 交通运输设计

石油化工企业的运输设计, 应根据货物性质、流向、年运输量以及当地的交通路网条件进行统筹考虑, 选择技术上可行、投资省、运营费低、效率高以及安全可靠的运输方式。

目前石油化工企业的运输方式主要有水路运输、公路运输、铁路运输、管道运输等运输方式, 石油化工企业因其规模比较大, 由于水路运输具有运量大、成本低的特点, 但凡工厂靠近水路, 应充分利用水路运输。

首先, 厂内的货运线路、装卸车站或码头作业区都是操作繁忙、环境较差的地带, 不适于大量人、车穿行, 而且外部人员较多, 从生产管理和职工人身安全出发, 做到货运和人流线路布置清楚, 这跟总平面布置的要求相一致。

其次, 大型石油化工企业交通运输设计的时候应考虑运输及装卸设备、运输线路、码头设施以及部门定员的确定, 无不因管理体制的不同而有巨大差异, 从而严重影响设计项目, 对总平面布置产生重大影响, 这一问题, 如前期被忽视, 等工程进行到一定阶段再提出时, 有时会引起整个设计的较大变动。如某国企新建一个石油化工工厂, 与老厂区隔江相望, 其企业用工主要从老厂调配, 因地处我国南方, 冬季长江上偶有大雾, 会封过江大桥, 因此在平面设计时要统筹考虑上班人员的休息安排以及通勤车辆的组织。

再三, 从石油化工生产所需的大宗长途或批量短途运输的散装、件装以及可燃、易燃、剧毒、腐蚀性的原料及产品, 此类运输尽量选择安全性高的运输方式, 并应考虑装卸区对周边环境的影响, 同时, 对此类物品装卸线不应与其他物品的装卸车流交叉, 以免发生危害性较大的交通事故。

结语

总图运输是工程建设中的重要学科, 是目前工业项目设计阶段中非常重要的一个环节, 同时由于石油化工企业的特殊性, 总图运输设计更需要引起重视。但是由于目前国内大学此类专业的缺失, 以及总图运输其边缘科学的属性, 导致设计人员在很宽的范围内只从事着简单的、配合工艺及上游专业的设计工作, 使广大专业技术人员缺乏专业理论知识, 以及对内外专业关系系统认识不足, 对目前总图运输设计的发展也缺少统筹考虑。

本文旨在对目前石油化工企业的总图设计进行初步论述, 促进专业人员之间的交流, 推动更多的人从事石油化工企业总图设计中来。由于笔者理论水平及经验的局限, 文中难免有些不足之处, 敬请指正。

摘要：石油化工行业是我国的支柱产业, 具有高污染、高风险性等特点, 生产中涉及物料危险性大, 发生火灾、爆炸等人身财产损失的事故几率高, 因此本文根据石油化工行业特点, 介绍石油化工企业建设中总图运输设计的工作要点、基本原则及相关内容, 可供从事石油化工行业总图运输设计人员参考。

关键词：总图运输设计,总平面布置,竖向布置,交通运输设计