浅谈现代化制浆造纸项目总图设计

2011-11-21张小江

中国造纸 2011年7期

关键词：造纸厂总图厂区

张小江

(中国中轻国际工程有限公司，北京，100026)

浅谈现代化制浆造纸项目总图设计

张小江

(中国中轻国际工程有限公司，北京，100026)

在实践基础上，根据现代化制浆造纸厂的生产特点以及物流分析，阐述了以物流为核心的集中布置、系列化布置的科学性和合理性以及如何在总图设计中控制投资。

制浆造纸;总图设计;物流;投资

现代化制浆造纸厂的设计理念是充分考虑制浆造纸生产中所用原材物料的性质、生产过程的连续性、加工工艺和设备的特点，在保证生产要求、安全及环境卫生的前提下，根据厂区的地形、进出厂物料运输方向和运输方式、工程地质等情况，全面衡量、合理布置全厂所有建筑物、构筑物、铁路、道路以及地上和地下工程管线的平面和竖向的相对位置，使之与工艺过程相适应，与场地地形及绿化、美化相适应，保证劳动者有良好的劳动条件，从而使工厂组成一个有机的生产整体，达到控制投资的目的，使工厂能发挥最大的生产效能。

近几十年来，我国的制浆造纸产业发展突飞猛进。新投产的和将要投产的大型制浆造纸厂，大多采用了国内外先进生产设备和生产工艺，继世界上最大竹浆厂贵州赤天化年产25万t浆厂、海南金海年产100万t漂白浆项目批准建设并投产后，山东日照亚太森博年产100万t漂白木浆项目也将在近期投产，广东湛江年产70万t漂白木浆项目正在由晨鸣集团负责实施建设，玖龙集团、华泰集团等国内大型制浆造纸企业都在进行新建扩建项目建设。它们的相继投产和建设，不仅大大增强了我国制浆造纸工业的生产实力，引进了国外先进的技术、先进的管理经验，树立了无污染 (或极少污染)低能耗造纸企业的典范，而且也带来了先进的设计理念。

总图设计需要与时俱进地适应市场和企业的发展要求，不断改进设计思维和设计方法。

1 以综合管廊为核心进行集中布置

我国生产企业长期以来一直是重生产、轻流通，导致物流成本巨大。而现代化企业通过对生产成本的分析，发现降低物流费用是企业获得利润的重要手段，被称为“第三利润源泉”。所谓物流成本，包括物料的运输、装卸、储存、设备自身的固定费用和动力、工资的可变费用和运输装卸、存储过程中物料损耗的价值。降低物流成本，对于降低基建投资和生产成本具有十分重要的意义。

企业生产系统和服务系统的各类设施的空间布置规划和设计是物流合理化的前提。企业内生产设施的相对位置是确定企业物流 (尤其是生产物流)路线的基础。物流成本的大小，除了设备的固定费用外，最直接的因素是物流量的多少和物流效率的大小，这就取决于物流运输的起终点距离的远近、高程差别及总图布置的合理性。因此，要实现物流系统合理化，在进行总图设计时，就要认真进行物流分析，研究各项物流的数量、行程、时间等，掌握其规律，主动地有意识地改进工艺和总图布置，尽可能减少物流环节，缩短物流行程。

制浆造纸厂所需原材料、成品、燃料以及排出的废渣量都很大。同时生产流程复杂，工序多，物流运输频繁。经过对制浆造纸厂的物流系统进行分析可知，其核心是制浆的物流系统，即:再加上热电站的输煤系统，化学品制备，污水处理及给水净化的管道输送系统等，制浆造纸厂是拥有以皮带及管道输送为主的物流系统，这个系统具有以下特点:

(1)现代化制浆造纸厂生产工序的物流除少量辅助材料、备品备件、固体废弃物和污泥等需用汽车运输外，其余均采用皮带、管道及链板输送机输送。

(2)采用管道输送物料，各个环节不仅数量有多有少，而且浓度不一，输送条件不同。

(3)制浆造纸厂不仅有流向与生产流程方向一致的物流，而且还有流向与生产流程方向相反的返回物流。

(4)制浆造纸厂的物流基本是连续的、稳定的。

了解了上述特点，有助于改进总图设计。

过去在进行制浆造纸项目的总图设计时，习惯沿用老的传统，以道路网将厂区分隔成不同的区域，将各个生产车间、辅助设施分布在不同的区域内，各个区域之间的通道宽度以30～60 m不等，基本称为厂区功能分区。譬如将制浆造纸厂简单地分为原料场区、备料区、制浆区、造纸区、碱回收区、热电站区、污水处理场区等。一直到详细设计阶段才开始布置厂区综合管廊以及地下管网，也就是说从一开始就忽略了制浆造纸厂的物流特点。现代化制浆造纸厂内的道路网仅仅是作为消防、工厂检修以及运输少量备品备件、固体废弃物等的通道。以前的设计往往将综合管廊和道路布置在车间一侧，这样不但浪费了另一侧的宝贵用地，而且增加了管线长度以及物流行程。这种布置形式，已经与现代化制浆造纸厂的特点不相适应了。

图1 乌拉圭一纸浆厂总平面效果

由图1可见，国外的一些现代化制浆造纸企业往往集中设置综合的多层管道支架，也就是通常所说的综合管廊。沿综合管廊布置各种生产工段，各工段进出的管线以最短的距离连接综合管廊，从而缩短各种物料的输送距离。同时在综合管廊下可以安装泵，在综合管廊上可以设计人行走道，供生产管理人员巡查。如果各种管线较多，甚至可以在综合管廊下设计道路，供检修使用。

借鉴上述做法，在赤天化的总图设计中 (见图2)采用了以综合管廊为核心的集中布置方法。将制浆车间、蒸发工段、碱回收炉、电站、苛化石灰回收、二氧化氯制备、空压制氧站等全部围绕综合管廊集中布置在一个区域内，管廊贯穿区域而不是布置在靠干道的一侧。这样布置的优点是物流行程缩短，能耗降低，管线长度减少，既节省了施工投资，又减少了运行成本，并为设置全厂中心控制创造了有利条件。

图2 赤天化主生产工艺区总图

2 分期建设采用系列化布置

以往在考虑制浆造纸企业分期预留扩建用地时，认为制浆工艺流程复杂，后期扩建应充分利用初期设备富余能力并互为备用，从方便管理上按照同一工段设置车间，基于这种认识，总图设计基本采取在各个车间、工段旁预留扩建用地的方式。

但总结近几年的建设实践经验，认为这种预留方式存在一些问题。

(1)一期工程车间布置过于分散，管线距离长，对生产不利。一期工程的征地、道路、铁路、管线等工程量增大而使建设投资增加，过早地负担了后期的建设费用。

(2)后期扩建工程干扰现有生产，扩建过程中的设计和施工都有不少意想不到的困难，而且设计及施工周期都无形地拉长。

(3)生产技术在不断地发展，客观事物的发展变化往往与最初的设想不尽相同。以山东日照森博浆纸为例，当初一期设计规模为年产20万t漂白木浆。这是当时国内最大、最先进的木浆生产线，按照当时的设想，在各个车间周边都预留了大约同等规模的建设用地。然而，短短五六年时间，国内规模最大最先进的木浆生产线已经发展到年产70万～100万t，当企业根据市场及投资效益的考虑决定扩建年产100万t生产线时，发现当时的预留地已经无法满足生产规模的要求，需在其现有厂区南侧新征建设用地。

总之，无论从物流角度、土地利用角度或是投资控制角度来看，这种车间旁预留建设用地的方式已经越来越不适应时代的发展了。

为了避免上述缺点，总图设计应在集中布置的基础上，采取系列化布置的新格式。所谓系列化布置，就是将制浆造纸各个生产工段以最经济的组合、配套组成一个有机整体，成为一条独立的生产线，按照规划的远景规模组成若干系列进行分期建设。也就是说不按照同一工段集中布置，而是按照同一工期集中布置;不是按照同一工序组成车间，而是按照不同工期组成车间。

在湛江晨鸣年产70万t制浆造纸厂总图设计(见图3)中，就采用了系列化布置的新格式。总图设计在集中布置碱回收区的同时，在其南侧预留了整块用地，需要时可在此扩建一个系列。这样的好处是近期建设车间布置较紧凑，物流行程短。第二系列建设时，对生产干扰小，预留完整的空地伸缩余地较大。

3 控制厂区用地降低工程造价

图3 湛江浆厂预留部分总图

大型制浆造纸项目占地大、建设内容多。而当前我国又处于工业化、城镇化快速发展阶段，建设用地供需矛盾十分突出。因此节约建设用地是一项基本国策，不可动摇，国土资源部发布的《工业项目建设用地控制指标》对此有明确要求。充分利用建设用地，发挥用地最大的经济效益，也是项目投资者追求的目标。因此，控制厂区用地是业主关注的重要方面，也就成为总图设计的首要任务。

如何做到控制厂区用地，总图设计可以有以下一些做法:

(1)精心设计，做好厂区总平面布置的优化工作。做到因地制宜、紧凑布置，使工艺流程顺畅，主要生产管线短捷、投资最省，用地指标先进。例如以集中布置的原则，以综合管廊为核心，在符合安全卫生、环保、消防等要求下，将蒸发、碱回收炉和苛化石灰回收归为碱回收车间，集中布置甚至设计为联合厂房;也可将蒸发和碱回收炉工段视为动力车间，与动力锅炉一起布置，形成动力厂房。同时总图设计专业应积极配合各专业、并提供需要的总图资料和信息，做好厂区总平面布置方案的优化，使各个专业的设计都获得最佳的技术经济效果。

(2)控制厂区建设用地。其目的是减少工程土地征用费，降低工程造价，而厂区用地面积的减少显然可使土石方、道路广场面积、管线长度减少，从而间接降低工程造价。当土地使用比较紧张时，总图专业应与各工艺专业一起研究采用更优化和适宜的工艺布置，以取得更好的省地效果。

(3)总平面布置方案一定要因地制宜，使得设计的用地指标与实际的征地尽量接近，不要因设计不合理而造成厂区场地留有很多无法使用的边角地带，从而增加实际的征地数量，这种情况在隐性工程中也会遇到，无形地增加了工程造价，无效益可言。

4 结语

集中布置，系统化布置，节约用地及节省投资具有相辅相成，相互制约的关系。良好的总图设计是综合考虑各方面因素的结果。

Discussion on the General Layout Design of the Modern Pulp＆Paper Mills

ZHANG Xiao-jiang
(China BCEL International Engineering Co．，Ltd．，Beijing，100026)
(E-mail:zhangxj@bcel-cn．com)

According to the production feature and logistics analysis of modern Pulp＆ Paper mills，and combing the practice experience，the scientificity and rationality of centralization layout and seriation layout based on the fact that the priority is given to logistic，and the investment control in the layout design were discussed．

centralization layout;seriation layout;control investment