任洪亮

摘 要：該文主要通過總結(jié)近年來新建氧化鋁廠的工程經(jīng)驗，論述在總圖設(shè)計方面出現(xiàn)的一些新方法、新理念；經(jīng)過與過去常規(guī)設(shè)計方法的對比中，得出值得借鑒的新的設(shè)計方法理論，為今后的工廠總圖設(shè)計優(yōu)化創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：總圖設(shè)計 工藝方案 平面布置 豎向設(shè)計 優(yōu)化創(chuàng)新

中圖分類號：F407.6 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（a）-0055-01

近年來，隨著我國經(jīng)濟發(fā)展和工業(yè)鋁材需求的增加，氧化鋁項目建設(shè)可謂突飛猛進。短短十年時間，全國新建氧化鋁項目規(guī)模已遠(yuǎn)超過建國后幾十年所建工廠的總和。伴隨著鋁工業(yè)快速發(fā)展的大潮，作為設(shè)計單位所承擔(dān)的任務(wù)無論從技術(shù)難度還是強度上，也有了更高的要求。這就要求我們在平時的設(shè)計工作中，要與時俱進，不斷的探索和總結(jié)工程設(shè)計上的新思路、新方法，設(shè)計理念不斷優(yōu)化創(chuàng)新。

1 工廠總圖設(shè)計的內(nèi)容

工廠總平面設(shè)計是對廠區(qū)內(nèi)各建構(gòu)筑物、露天堆場、運輸通道、管線、綠化用地等，全面合理地進行相互配置，并充分結(jié)合現(xiàn)場地形、地質(zhì)等環(huán)境條件，設(shè)計出符合工廠生產(chǎn)需要的空間布局。工廠廠址所在的場地條件、外部交通條件、環(huán)境因素等，對廠區(qū)的總圖布置有直接的影響。氧化鋁廠總平面設(shè)計的內(nèi)容，就用于指導(dǎo)建設(shè)施工和最終圖紙歸檔的內(nèi)容而言，一般包含以下幾個方面：（1）總平面布置圖；（2）場地整平圖；（3）豎向設(shè)計圖；（4）道路平面圖；（5）綜合管網(wǎng)圖；（6）廠區(qū)綠化圖。

2 工廠總圖設(shè)計優(yōu)化創(chuàng)新

總圖設(shè)計是對多對象、多因素、多專業(yè)學(xué)科且綜合性極強的創(chuàng)造性思維活動的實踐過程，該過程十分復(fù)雜，涉及面又相當(dāng)廣泛。外部要考慮地形、地勢、地質(zhì)、氣象、水文等自然條件的影響，對內(nèi)要協(xié)調(diào)工藝、土建、水電等輔助設(shè)施、物料運輸?shù)纫蛩?，還要控制在用地紅線范圍內(nèi)，滿足消防、衛(wèi)生、安全等諸多要求，因此可以說總圖設(shè)計是一門協(xié)調(diào)各方面需求、平衡各方面矛盾的技術(shù)。

2.1 生產(chǎn)規(guī)模及工藝方案的選擇

過去為國有企業(yè)服務(wù)時，業(yè)主對工廠的生產(chǎn)規(guī)模、工藝方法、主體設(shè)備、產(chǎn)品品種等大都有明確的界定；對于氧化鋁廠而言，一般是指單線產(chǎn)能多少、噸鋁能耗（水、電等）指標(biāo)、遠(yuǎn)期預(yù)留規(guī)模等，可以大范圍的地域空間內(nèi)進行廠址的選擇，生產(chǎn)規(guī)模決定廠區(qū)用地?，F(xiàn)在民營經(jīng)濟已經(jīng)成為鋁工業(yè)建設(shè)的主體力量，在項目生產(chǎn)規(guī)模的決定時跟國有企業(yè)差別很大，因此我們設(shè)計單位在項目建設(shè)中的角色和所起作用也發(fā)生了相應(yīng)改變。不少民營企業(yè)追求的是在既有限定條件下（廠址地點、用地面積、投資總額等均已確定），要求建設(shè)最大的生產(chǎn)規(guī)模，從而取得最好的經(jīng)濟效益?？梢哉f是設(shè)計程序正好相反，廠區(qū)用地條件決定生產(chǎn)規(guī)模。在上述因素影響下，每個工廠的單線產(chǎn)能并不一致，雖然產(chǎn)能不一定是最大的，但從實際來看，肯定是最符合場地條件的。

在主要工藝方案選擇時，應(yīng)考慮到廠區(qū)用地的限制，如原料的堆存方式、控制過濾及種子過濾等工序是分建還是合建成綜合過濾，焙燒爐噸位的選擇等，這些都直接影響到廠區(qū)的平面布置，進而影響到廠區(qū)內(nèi)能夠布置下的最終產(chǎn)能的大小。

2.2 總平面布置的優(yōu)化

總平面布置圖是氧化鋁廠總圖設(shè)計最重要的成果，它綜合反映了工廠內(nèi)部各生產(chǎn)車間之間的工藝關(guān)系、物流關(guān)系、防洪排水、內(nèi)外運輸?shù)确N種相對關(guān)系，是總圖設(shè)計中最能體現(xiàn)技術(shù)水平的外在表現(xiàn)。這里所說的總平面布置優(yōu)化，主要是進行廠區(qū)平面布置時所考慮的各功能分區(qū)的合理布局。對氧化鋁廠來說，功能區(qū)一般劃分為原料區(qū)、溶出區(qū)、沉降區(qū)、蒸發(fā)區(qū)、分解區(qū)、成品區(qū)等六大生產(chǎn)片區(qū)和檢修區(qū)、廠前區(qū)等輔助片區(qū)。平面的優(yōu)化，就是在考慮地形地質(zhì)條件、風(fēng)向條件、外部接入條件等影響因素下，重點對六大生產(chǎn)片區(qū)進行合理的布置。隨著技術(shù)的進步，現(xiàn)在業(yè)主的建廠理念更為先進，處處以生產(chǎn)成本最低化為中心，其它方面則能簡則簡。例如將化驗室、倒班樓、 辦公樓等合并成一個綜合樓，各車間循環(huán)水、配電室合并布置等都體現(xiàn)了盡可能壓縮前期建設(shè)投資的這一基本理念。

最近幾年，我院設(shè)計的氧化鋁廠車間布置都很緊湊，占地指標(biāo)很小。我院新設(shè)計的氧化鋁廠占地指標(biāo)基本控制在0.3（m2/t）左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于《鋁行業(yè)規(guī)范條件》要求的0.5規(guī)定，走在了設(shè)計行業(yè)的前列。

2.3 豎向設(shè)計的優(yōu)化

廠區(qū)豎向設(shè)計具體體現(xiàn)在各生產(chǎn)車間之間的相對標(biāo)高關(guān)系上。當(dāng)建設(shè)場地位于山區(qū)地形或其它復(fù)雜地質(zhì)條件時（近年來由于國家土地政策的控制，平坦場地作為廠址的情況逐步建少，廠址更多的選擇在山地、荒地），豎向布置的好壞往往成為平面布置是否合理的關(guān)鍵因素。總圖專業(yè)在進行豎向設(shè)計時，首先應(yīng)考慮使工廠內(nèi)部的主要物料流向與場地地形的走向一致，盡量利用地形高差，通過重力運輸減少生產(chǎn)運營成本。氧化鋁廠區(qū)內(nèi)的物料主要通過皮帶和管道運輸，如果能充分利用地形高差，可就以減少皮帶的爬坡高度，實現(xiàn)部分料漿的自流，從而減少生產(chǎn)運營成本，這種情況在設(shè)計實例中經(jīng)常遇到。例如氧化鋁廠內(nèi)的分解車間，是由一組串聯(lián)的分解槽組成，料漿自第一個分解槽利用位差逐次流向下一個槽子，并在末尾的槽將生成的成品料漿輸送至下一工序，這就要求在豎向設(shè)計時充分利用自然地形，使一組分解槽（一般十多個）縱向有一個3%～5%的坡度，否則就必須加大槽底基礎(chǔ)高度來實現(xiàn)位差，從而增加土建成本。

2.4 交通運輸?shù)膬?yōu)化

近年來，工廠物料的外部運輸采用鐵路運輸作為氧化鋁廠的主要運輸方式的工程越來越少，公路運輸或者公路與管道、皮帶運輸相結(jié)合的方式則較為普遍。這不但得益于我國公路建設(shè)的迅速發(fā)展，而且運輸車輛的單車載重與性能相對于過去也有了很大提高，幾百萬噸的外部運輸量只靠公路運輸?shù)墓こ添椖吭谶^去根本無法實現(xiàn)，現(xiàn)在比比皆是。因此，規(guī)劃好相匹配的廠內(nèi)運輸通道和裝卸空間是必然要求。另外，為了便于生產(chǎn)管理，廠區(qū)物流大門盡量減少，甚至很多業(yè)主提出廠區(qū)只保留一個物流大門，這也與過去設(shè)計中提倡的“一進一出”或“雙進一出”的理念有較大差異，在今后的工作中應(yīng)引起重視。

3 結(jié)語

以上幾個方面是從近年設(shè)計的工程實例的角度對一些新的總圖設(shè)計理念和方法進行了總結(jié)，值得在今后的設(shè)計工作中進一步提高、升華。在激烈競爭的市場經(jīng)濟條件下，需要總圖設(shè)計人員在滿足給定條件的基礎(chǔ)上，作出科學(xué)而又切實可行的設(shè)計，提供最佳設(shè)計方案，使工程滿足使用的安全性、可靠性，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低企業(yè)建設(shè)與經(jīng)營成本，達到費用最省、能耗最低、經(jīng)濟性最好的目的。

參考文獻

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