淺談鋼鐵企業(yè)機械化原料場總圖設(shè)計的幾點體會

童心

摘 要：鋼鐵企業(yè)的規(guī)模隨著經(jīng)濟的發(fā)展不斷擴大，而傳統(tǒng)模式下生產(chǎn)的產(chǎn)品種類比較單一，目前隨著多個企業(yè)之間的聯(lián)系更加緊密，大型鋼企原料場漸漸形成了綜合化、機械化的發(fā)展趨勢，產(chǎn)品類型也逐漸多元化。本文以某鋼廠年受料量3300萬t規(guī)模的原料場總圖設(shè)計為例，對該工程的特點進行闡述，并以該項目為基礎(chǔ)，解析個人心得。

關(guān)鍵詞：鋼鐵；機械化原料

1 工程簡介

1.1 背景及規(guī)模

某鋼廠為沿海建廠項目，靠近原料碼頭，所在地屬熱帶氣候，氣溫炎熱，年平均氣溫達到24.6℃，其中歷史極端最高氣溫為40.4℃；雨水豐沛，年平均降雨量達2470.4mm，其中歷史記載，日最大降雨量657.2mm。當(dāng)?shù)叵募酒巷L(fēng)比較常見，而偏北風(fēng)則在冬季比較常見。

該鋼廠原料場以自動化設(shè)備為基礎(chǔ)，其中主要包括：受料均質(zhì)化設(shè)備、堆取料設(shè)備、熔劑粉碎篩分設(shè)施、供料設(shè)施及相應(yīng)的輸送、返料、堆取、配料混勻處理等設(shè)備。原料場分一期、一期+1和二期三步實施。其中，原料場一期、一期+1能力分別以煉鋼廠產(chǎn)能750、1125萬噸/年設(shè)計，設(shè)備最大能力可以滿足煉鋼廠一期及一期+1最大產(chǎn)能達到850、1275萬噸/年的要求。

原料場的用戶單元包含煉鋼、焦化等內(nèi)容，具體規(guī)模如表1。

1.2 工藝流程

原料場是鋼鐵廠各類生產(chǎn)車間原燃料的周轉(zhuǎn)中心，其中輸送工藝接口繁多，流程復(fù)雜。在本次舉例項目中，按照輸送系統(tǒng)工藝流程將原料場的各接口關(guān)系列舉如表2所示。

1.3 主要技術(shù)指標(biāo)

原料場主要技術(shù)指標(biāo)如表3所示。

2 原料場設(shè)計總圖心得體會與思考

2.1 總平面布置

原料場相對于鋼鐵廠其他主要生產(chǎn)車間，生產(chǎn)工藝比較簡單。然而，原料場作為全廠大宗原燃料集散、處理和轉(zhuǎn)運的集中場所，尤其明確的地位和特點。因此，對于這類原料場的總圖設(shè)計，建議注意以下幾點內(nèi)容：

總體規(guī)劃設(shè)計階段，需要結(jié)合具體的工藝生產(chǎn)過程。原料場占地面積很大，工藝布置的順暢、短截將明顯優(yōu)化膠帶輸送系統(tǒng)的長度和跌落次數(shù)?？偲矫娌贾迷诠こ涕_始時，必須考慮到工藝需求，并結(jié)合場地特點向工藝專業(yè)提供總圖設(shè)計資料，確保各項工藝可以順利完成，使整體布局能夠結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況，合理地利用空間，保證原料場用地符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，同時也較好地實現(xiàn)各項工藝的預(yù)期效果。

注重環(huán)保，關(guān)注原料場的位置朝向以及周邊的風(fēng)向。原料場大部分都是露天的，會有很多粉塵產(chǎn)生，對于周邊廠區(qū)、住宅區(qū)會產(chǎn)生影響，所以選擇正確的位置，考慮到朝向和風(fēng)向的問題就顯得至關(guān)重要。本次示例工程的主導(dǎo)風(fēng)向為南北對吹風(fēng)向，所以原料場選址在東側(cè)海邊，遠離廠區(qū)西側(cè)的生活區(qū)。并且還在露天原料場的周邊建立了防風(fēng)網(wǎng)，其高度達到二十米，使其能夠確保周邊的區(qū)域不會受到污染。

全面考慮內(nèi)部和外部運輸?shù)膯栴}，使運輸動線短捷、便利。機械化原料場的外部來料運入和廠內(nèi)供料運出基本上是通過膠帶機運輸，相比于需要汽車、火車倒運的原料場，交通壓力大幅度減小了，也更為安全、環(huán)保。在示例工程中，原料場東北側(cè)為原料碼頭，受料系統(tǒng)從北向南直線進入各個料場，順直短捷；在供料系統(tǒng)中，因為在鋼鐵廠內(nèi)部，所有的車間處于不同的位置，構(gòu)建了供料膠帶機中部通廊，將供料方向相近的膠帶機集中布置在靠近目標(biāo)用戶平面布置的幾何中心位置，使供料膠帶機實現(xiàn)最少轉(zhuǎn)折和最短距離，便于鐵前系統(tǒng)各個用戶使用。

兼顧遠期發(fā)展，確保設(shè)計能夠與時俱進。因為鋼鐵企業(yè)的發(fā)展會伴隨規(guī)模的拓展，綜合考慮鋼廠的遠期發(fā)展目標(biāo)與當(dāng)前生產(chǎn)需要，確定合適的原料場規(guī)模并設(shè)置足夠的預(yù)留發(fā)展用地，和總平面布局的合理性、科學(xué)性、資金集約性都有緊密聯(lián)系，對企業(yè)綜合性發(fā)展都有積極作用。此外，原料場布置需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐那闆r，確保不會因為布置欠缺合理性而留下一些無法利用的區(qū)域，額外地增加成本。

2.2 豎向設(shè)計

原料場的豎向設(shè)計主要包括豎向臺階設(shè)置及場地排水兩方面。豎向設(shè)計應(yīng)與廠外有關(guān)的鐵路、道路、排水系統(tǒng)及相鄰場地標(biāo)高相適應(yīng)，并滿足生產(chǎn)、運輸、裝卸、場地防洪及排水的要求，充分利用地形條件，因地制宜地進行布置。

原料場的豎向臺階設(shè)置方面，由于工藝需要，膠帶機往往豎向上高差錯落，充分利用場地高差可減少物料輸送過程中額外的能量消耗，節(jié)省傳輸距離并節(jié)約用地。

原料場的場地排水方面，尤其露天料場部分，相較于鋼鐵廠其他生產(chǎn)單元粉塵污染大，且粉塵有回收重復(fù)利用的價值，因此設(shè)置路側(cè)排水溝與沉砂池比設(shè)置雨水口和雨水井更適合料場環(huán)境。此外，公路型道路不設(shè)道路路緣石，相比城市型道路，道路中心線不用配合場地排水坡度降低路緣石冒出路面的高度，能在一定程度上抬升整個雨排水系統(tǒng)的埋設(shè)深度，有助于緩解區(qū)域排水口埋深的壓力。

2.3 運輸組織設(shè)計

運輸組織設(shè)計是工業(yè)規(guī)劃中關(guān)鍵性的構(gòu)成要素。工廠物料運輸有條不紊地進行，才能夠促進生產(chǎn)科學(xué)進行。原料場中所涉及的工程環(huán)節(jié)，主要需要依靠膠帶機、鐵路、公路等方式進行運輸。

在示例工程中，原料場1期總運輸量為4446.9萬噸/年，采用膠帶機和道路相結(jié)合的運輸方式。其中運入量為2240.9萬噸/年，運入物料主要為煤、礦料和石料等大宗原燃料，道路運輸量為72.8萬噸/年，膠帶機運輸量為2168.1萬噸/年。原料場運出量為2206.0萬噸/年，運出物料主要為煤、混勻礦和石灰石等大宗原燃料，均采用膠帶機運輸。

由上述運量分布可見，原、燃料主要通過膠帶機運輸，汽車運輸量僅占一小部分。因此，原料場的路網(wǎng)主要是為滿足料場內(nèi)的檢修需要而進行設(shè)置。膠帶機的地面驅(qū)動裝置、重錘張緊裝置、落灰點、轉(zhuǎn)運站的吊裝位置、消防閥組、電氣室的吊裝平臺、除塵系統(tǒng)灰斗等設(shè)計要素，都必須要和道路比較臨近?？倛D專業(yè)在參與工藝系統(tǒng)規(guī)劃的同時，需對料場的路網(wǎng)布置進行更進一步的預(yù)判。在設(shè)計前期的方案規(guī)劃階段，如果能對這些要素點進行引導(dǎo)，結(jié)合工藝系統(tǒng)的大方案先規(guī)劃出規(guī)整的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，再在規(guī)劃的路網(wǎng)基礎(chǔ)上對工藝專業(yè)提出將需要靠近道路布置的要素進行優(yōu)化調(diào)整，就可以最大程度避免路網(wǎng)布置被需求單元牽著鼻子走，得出的路網(wǎng)格局也能夠更加順直、有序。

2.4 綜合管網(wǎng)設(shè)計

原料場與煉鐵、煉鋼等冶金生產(chǎn)車間相比，公輔介質(zhì)管網(wǎng)配套較為簡單，主要包含給排水管道、除塵管道、壓縮空氣管道及電纜等。

在示例工程中，基本設(shè)計階段管網(wǎng)布置以膠帶機為主要載體，管線在膠帶機通廊內(nèi)部敷設(shè)。而到施工圖設(shè)計階段時，由于設(shè)計條件變化，借膠帶機通廊為框架敷設(shè)管線的模式無法滿足管網(wǎng)的布置要求，需要單獨設(shè)置綜合性水電架空管廊。這一改變給綜合管網(wǎng)設(shè)計造成了很大的困難，但好在前期考慮了預(yù)留的通道空間，最終布置出了新的架空管廊系統(tǒng)。

原料場的管網(wǎng)布置，宜在前期單獨考慮主管線通廊的通道用地。在國內(nèi)，有很多管線在膠帶機通廊里布置的實踐經(jīng)驗，但是對于一個新設(shè)計的、大型的原料場而言，與膠帶機通廊并行布架空管廊不但設(shè)計簡便、外形美觀，更重要的是功能分區(qū)明確，便于后期的實際運營和維護。

3 結(jié)語

原料場雖屬于單體項目，但大量的供返料膠帶機通廊布置在廠區(qū)公共用地上，涉及到的單元間協(xié)調(diào)工作量大，難度高，因此要求原料場單元總圖設(shè)計必須從全廠角度進行全局思考，不光是要把握全廠性的生產(chǎn)分區(qū)，場地縱向的起伏，物料的流動情況，同時要注重廠區(qū)的可持續(xù)發(fā)展，關(guān)注各項工藝之間構(gòu)成的聯(lián)系，從而合理的預(yù)留出規(guī)整的用地，還應(yīng)適當(dāng)?shù)乜紤]料場與其他單體廠房的擴建方向，使道路和管線與之兼容，從而實現(xiàn)更優(yōu)化的設(shè)計方案。

目前，我們國家的鋼鐵企業(yè)已經(jīng)進入到一個新的階段，在這個階段中，鋼鐵企業(yè)主要的任務(wù)就是對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進行創(chuàng)新和調(diào)整，遵循產(chǎn)能提升、環(huán)境保護的政策要求，采用符合高效、清潔生產(chǎn)的新工藝、新技術(shù)以及大型化、自動化的機械設(shè)備，是行業(yè)整體的發(fā)展路線。大型機械化環(huán)保料場有別于傳統(tǒng)料場，在整體設(shè)計中，總圖設(shè)計占有著非常重要的位置，與主體工藝專業(yè)及相關(guān)公輔專業(yè)有著廣泛的聯(lián)系?？倛D設(shè)計方案的科學(xué)、先進，對原料場、乃至整個鋼廠運行的實用性、經(jīng)濟性都有著較強的影響。

參考文獻：

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