齊 庚

(中國恩菲工程技術有限公司, 北京 100038)

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有色金屬冶煉集約利用建設用地的思考與實踐

齊 庚

(中國恩菲工程技術有限公司, 北京 100038)

分析了有色金屬冶煉集約利用建設用地應具備的前提條件,對多年來在工程實踐中積累的技術手段進行梳理,為工程建設與設計提供借鑒。

氧氣底吹連續(xù)煉銅； 占地面積； 集中； 合并； 縱向空間

0 引言

從上個世紀中國改革開放以來，伴隨著國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，人口、資源、環(huán)境與工業(yè)化、城鎮(zhèn)化之間的矛盾日益突出，資源、能源和環(huán)境問題已經(jīng)成為城鎮(zhèn)發(fā)展的重要制約因素。土地是人類賴以生存的最寶貴的資源之一，人類一直面臨著土地資源稀缺問題,集約和節(jié)約利用土地，提高土地利用率是工程設計者的職責，同時也面臨著重要挑戰(zhàn)。筆者根據(jù)近30年來的工程設計實踐經(jīng)驗，對集約利用建設用地、提高土地利用率的多個有效途徑進行梳理和總結，為工程建設與設計提供借鑒。

1 工藝技術的創(chuàng)新與發(fā)展是集約利用建設用地必不可少的前提條件

以銅冶煉為例，氧氣底吹連續(xù)煉銅技術(簡稱雙底吹)是中國恩菲公司研發(fā)并成功工業(yè)化應用的銅冶煉技術，與國際上目前擁有的閃速熔煉、頂吹熔池熔煉、三菱冶煉、金峰冶煉、諾蘭達和特尼恩特冶煉技術相比，該技術在原料適應性、能耗、環(huán)保、成本和安全等方面具有以下突出的特點:①原料適應性強，底吹爐入爐精礦含水達10%，入爐精礦品位最低可達10%；②單位產(chǎn)品能耗低,大幅度低于雙閃和頂吹技術；③有效解決了SO2低空污染問題，收砷效果好，環(huán)保指標優(yōu)；④噸銅建設投資費用低于雙閃、頂吹技術，噸銅加工成本低；⑤生產(chǎn)過程連續(xù)化，無熱熔體倒運。

氧氣底吹連續(xù)煉銅技術在以上幾個方面的突出表現(xiàn)，使其已成為當今世界備受矚目、最先進的銅冶煉技術。此外，該工藝還具有設備精良、連續(xù)化配置、布局緊湊的特點，有效地縮小了熔煉廠房的占地面積。表1為生產(chǎn)規(guī)模40萬t/a和10萬t/a陰極銅的冶煉廠，在不同的生產(chǎn)工藝配置條件下，熔煉車間的占地面積。

表1 不同生產(chǎn)工藝熔煉車間的占地面積m2

從表1中不同生產(chǎn)規(guī)模熔煉車間占地情況可以看出，工藝配置決定占地，工藝越先進，占地越??；生產(chǎn)規(guī)模與占地成反比，規(guī)模越大，占地越省。雙底吹熔煉技術在占用建設用地方面實現(xiàn)了跨越式的“瘦身”精簡。凡是工藝技術的創(chuàng)新，使生產(chǎn)力水平大幅提升的同時，在環(huán)保、節(jié)能、企業(yè)的自動化程度和管理水平上均得以提高，也是物流運輸方式的簡化和機械化裝備水平的提高。

2 集中、合并是集約利用土地的有效手段

2.1 工藝生產(chǎn)設備相對集中布局

2000年初，國內(nèi)部分鉛冶煉廠采用澳大利亞的艾薩熔煉技術(頂吹)與鼓風爐、煙化爐組合煉鉛，其中艾薩熔煉車間為獨立廠房，產(chǎn)出的鉛渣通過鑄渣機和重型槽式輸送機運輸至鼓風爐車間進行還原。鑄渣機和重型槽式輸送機兩者長度約110 m，在鼓風爐后部銜接煙化爐出渣。由于艾薩爐產(chǎn)出的熔融渣要以固態(tài)形式運往鼓風爐車間，兩爐之間需要以鑄渣機和重型槽式輸送機連接，因此兩爐中心線間距為150 m，處于中間的鑄渣機和重型槽式輸送機一側用作堆渣場地。2013年，中國恩菲成功實踐了頂吹爐+側吹爐+煙化爐組合煉鉛技術，頂吹爐、側吹爐和煙化爐相對集中布置在熔煉車間內(nèi)，工藝流程簡短，熔煉車間長度僅為90 m，為節(jié)省占地創(chuàng)造了有利條件。

2.2 以生產(chǎn)工藝為主體，集群式布局

以工藝生產(chǎn)線為主線，先為串聯(lián)形式，后形成并聯(lián)格局，共同構成集群式布局。

例如:銅冶煉廠的熔煉爐—余熱鍋爐—電收塵系統(tǒng)

吹煉爐—余熱鍋爐—電收塵系統(tǒng)

陽極爐—電收塵系統(tǒng)

熔煉爐—環(huán)保集煙系統(tǒng)

吹煉爐—環(huán)保集煙系統(tǒng)

陽極爐—環(huán)保集煙系統(tǒng)

以上六套系統(tǒng)后部銜接的排煙機房集中合并成為兩部分排煙機房。

又例如:鎳鐵冶煉廠的干燥車間—回轉窯車間—電爐的串聯(lián)形式緊密銜接，多條生產(chǎn)線形成并列格局，在熱能得到高效利用的同時，有效地壓縮了占地。

2.3 輔助設施集中布置

銅、鉛、鋅、鎳等有色金屬冶煉廠的鼓風機房、余熱發(fā)電站、換熱站、化學水處理站、10 kV配電站、柴油發(fā)電機房等設施，在滿足國家現(xiàn)行防火規(guī)范和場地條件合適的前提下，呈一字型集中合并。多個循環(huán)水泵房集中配置，如熔煉循環(huán)水、鼓風機房循環(huán)水、軟化水、余熱發(fā)電循環(huán)水等，集中構成綜合循環(huán)水泵房。其優(yōu)勢在于，各水泵房的配電室可以集中設置成為一個，管理得以集中，節(jié)省維修空間，廠房內(nèi)電葫蘆可共用，提高土地利用率的同時也節(jié)約了建設投資。

3 運輸主干道的統(tǒng)籌規(guī)劃

交通運輸是影響土地利用的制約性因素。工廠的布局是圍繞工藝要求進行的，工藝過程是在廠房內(nèi)外運輸?shù)穆?lián)系之中得以實現(xiàn)的。通常一定的運輸分布要有一定的道路、鐵路或膠帶機的運輸系統(tǒng)相匹配，合理而緊湊的運輸線路布局是銜接主體工藝的有機結合體。一條或兩條運輸主干道是集中、串聯(lián)承載著大宗物流的載體。從原料的運入到產(chǎn)品的運出，集中歸并在一條或兩條運輸主干道上，各相關廠房沿運輸主干道進行有序布局，能夠達到集約用地的目的。運輸主干道設置數(shù)量和設置寬度，直接影響土地的利用。依照有色行業(yè)銅、鉛、鋅、鎳冶煉廠內(nèi)的運輸規(guī)模，統(tǒng)籌規(guī)劃運輸線路，合理配置道路寬度，實現(xiàn)道路資源共享。在實際工程中，有業(yè)主為突出企業(yè)形象，主動要求加大道路設計寬度，實際的車流密度很小，造成建設投資加大和土地利用不合理。

4 縱向空間的發(fā)展利用

4.1 建、構筑物呈縱向布局

當老廠改造面臨建設用地受限而異常緊張時，在建設條件允許的情況下，建筑物與構筑物呈上下縱向布置。通常設備的循環(huán)水系統(tǒng)由三部分組成：泵房、冷熱水池和冷卻塔，將冷卻塔、泵房和水池呈上、中、下三位一體配置，冷、熱水池位于泵房之下，冷卻塔置于泵房屋面之上，水池的結構設計與泵房和冷卻塔的荷載相結合，使循環(huán)水系統(tǒng)占地達到相對最小。

4.2 綜合橋架的充分利用

多項工程實際建造結果表明，除各種無壓自流污水、排水管線以埋地方式敷設外，各種管線的上架范圍在逐漸擴大，包括管徑較大的循環(huán)水管道。增加綜合橋架的層數(shù)，是縮小占地的有效方式，同時也是解決高填方區(qū)域場地整平、場地處理施工不達標問題的良好途徑。

利用綜合橋架設置照明線路，燈具固定安裝于橋架下方，既節(jié)省了燈桿投資，又節(jié)省了線路埋地敷設所占用地，有一舉兩得之功效。

4.3 建、構筑物外墻的利用

在已建工程中，當用地條件無法滿足管網(wǎng)埋地敷設要求時，管線依托于場地一側的支擋設施敷設，利用擋土墻(高度滿足管線安全防護要求)作為支撐體，在擋墻施工過程中將管線斜撐支架預埋固定；管線沿廠房外墻敷設，視管線數(shù)量及荷載要求分為兩種情況，一種是利用外墻做斜撐，另一種是利用廠房支柱和基礎再設單排落地支架。兩種情況對于集約用地都具實效。

4.4 皮帶廊的利用

在實際工程中，曾經(jīng)遇到因征地困難，使得建設用地十分有限，場地兩面臨海，兩面為山坡，并且埋地管網(wǎng)密集、眾多。對于這種情況，只能“開辟”利用雙支架皮帶廊基礎之間的地帶，在回填土壓實度滿足要求的前提下，埋設管徑較小、埋深小于支架基礎深度和無管井的2～3條壓力管線。在一個老廠技術改造項目中，在充分復核了皮帶廊支架基礎和支架本身承載力及安全性之后，利用皮帶廊支架間的空間架設各種管線。在管網(wǎng)綜合設計中，將部分管線納入皮帶廊內(nèi)，充分利用皮帶廊的內(nèi)部空間敷設管線，管線與皮帶運輸機共同擁有一個安裝和檢修空間。

5 結語

實際工程建設過程中，集約利用建設用地的有效手段是多種多樣的，其中蘊含著一定的潛力有待于挖掘。在工程建設的起始階段應嚴格執(zhí)行土地管理的相關法規(guī)和制度，嚴格執(zhí)行建設用地指標是工程建設的基本要求，保證有限的土地資源得到集約和合理利用。一個集約型的現(xiàn)代化工廠在土地利用上體現(xiàn)的是對土地使用有效的控制，包括建設用地的面積和邊界范圍；體現(xiàn)在建設用地使用強度的控制，反映在容積率和建筑密度兩項指標上，這兩項均為使用強度的重要指標，以適當提高容積率和建筑密度為表征，達到集約使用土地的目的。

Thought and practice of intensive use of construction land in non-ferrous metals smelting projects

QI Geng

This paper analyzes the prerequisites for the intensive use of construction land in non-ferrous metals smelting projects, sorts the accumulated technologies in engineering practice over many years, which can be used for reference in construction and design.

oxygen bottom-blowing copper continuous converting technology; land occupation area; concentration; combination; longitudinal space

齊 庚 (1965—)，女，北京人，大本，高級工程師，長期從事總圖運輸設計工作。

2016-05-18

TF08; TU273

B

1672-6103(2016)05-0019-02