氧化铝厂总图设计新理念之探讨

任洪亮

摘 要：该文主要通过总结近年来新建氧化铝厂的工程经验，论述在总图设计方面出现的一些新方法、新理念；经过与过去常规设计方法的对比中，得出值得借鉴的新的设计方法理论，为今后的工厂总图设计优化创新奠定基础。

关键词：总图设计 工艺方案 平面布置 竖向设计 优化创新

中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（a）-0055-01

近年来，随着我国经济发展和工业铝材需求的增加，氧化铝项目建设可谓突飞猛进。短短十年时间，全国新建氧化铝项目规模已远超过建国后几十年所建工厂的总和。伴随着铝工业快速发展的大潮，作为设计单位所承担的任务无论从技术难度还是强度上，也有了更高的要求。这就要求我们在平时的设计工作中，要与时俱进，不断的探索和总结工程设计上的新思路、新方法，设计理念不断优化创新。

1 工厂总图设计的内容

工厂总平面设计是对厂区内各建构筑物、露天堆场、运输通道、管线、绿化用地等，全面合理地进行相互配置，并充分结合现场地形、地质等环境条件，设计出符合工厂生产需要的空间布局。工厂厂址所在的场地条件、外部交通条件、环境因素等，对厂区的总图布置有直接的影响。氧化铝厂总平面设计的内容，就用于指导建设施工和最终图纸归档的内容而言，一般包含以下几个方面：（1）总平面布置图；（2）场地整平图；（3）竖向设计图；（4）道路平面图；（5）综合管网图；（6）厂区绿化图。

2 工厂总图设计优化创新

总图设计是对多对象、多因素、多专业学科且综合性极强的创造性思维活动的实践过程，该过程十分复杂，涉及面又相当广泛。外部要考虑地形、地势、地质、气象、水文等自然条件的影响，对内要协调工艺、土建、水电等辅助设施、物料运输等因素，还要控制在用地红线范围内，满足消防、卫生、安全等诸多要求，因此可以说总图设计是一门协调各方面需求、平衡各方面矛盾的技术。

2.1 生产规模及工艺方案的选择

过去为国有企业服务时，业主对工厂的生产规模、工艺方法、主体设备、产品品种等大都有明确的界定；对于氧化铝厂而言，一般是指单线产能多少、吨铝能耗（水、电等）指标、远期预留规模等，可以大范围的地域空间内进行厂址的选择，生产规模决定厂区用地。现在民营经济已经成为铝工业建设的主体力量，在项目生产规模的决定时跟国有企业差别很大，因此我们设计单位在项目建设中的角色和所起作用也发生了相应改变。不少民营企业追求的是在既有限定条件下（厂址地点、用地面积、投资总额等均已确定），要求建设最大的生产规模，从而取得最好的经济效益。可以说是设计程序正好相反，厂区用地条件决定生产规模。在上述因素影响下，每个工厂的单线产能并不一致，虽然产能不一定是最大的，但从实际来看，肯定是最符合场地条件的。

在主要工艺方案选择时，应考虑到厂区用地的限制，如原料的堆存方式、控制过滤及种子过滤等工序是分建还是合建成综合过滤，焙烧炉吨位的选择等，这些都直接影响到厂区的平面布置，进而影响到厂区内能够布置下的最终产能的大小。

2.2 总平面布置的优化

总平面布置图是氧化铝厂总图设计最重要的成果，它综合反映了工厂内部各生产车间之间的工艺关系、物流关系、防洪排水、内外运输等种种相对关系，是总图设计中最能体现技术水平的外在表现。这里所说的总平面布置优化，主要是进行厂区平面布置时所考虑的各功能分区的合理布局。对氧化铝厂来说，功能区一般划分为原料区、溶出区、沉降区、蒸发区、分解区、成品区等六大生产片区和检修区、厂前区等辅助片区。平面的优化，就是在考虑地形地质条件、风向条件、外部接入条件等影响因素下，重点对六大生产片区进行合理的布置。随着技术的进步，现在业主的建厂理念更为先进，处处以生产成本最低化为中心，其它方面则能简则简。例如将化验室、倒班楼、 办公楼等合并成一个综合楼，各车间循环水、配电室合并布置等都体现了尽可能压缩前期建设投资的这一基本理念。

最近几年，我院设计的氧化铝厂车间布置都很紧凑，占地指标很小。我院新设计的氧化铝厂占地指标基本控制在0.3（m2/t）左右，远远低于《铝行业规范条件》要求的0.5规定，走在了设计行业的前列。

2.3 竖向设计的优化

厂区竖向设计具体体现在各生产车间之间的相对标高关系上。当建设场地位于山区地形或其它复杂地质条件时（近年来由于国家土地政策的控制，平坦场地作为厂址的情况逐步建少，厂址更多的选择在山地、荒地），竖向布置的好坏往往成为平面布置是否合理的关键因素。总图专业在进行竖向设计时，首先应考虑使工厂内部的主要物料流向与场地地形的走向一致，尽量利用地形高差，通过重力运输减少生产运营成本。氧化铝厂区内的物料主要通过皮带和管道运输，如果能充分利用地形高差，可就以减少皮带的爬坡高度，实现部分料浆的自流，从而减少生产运营成本，这种情况在设计实例中经常遇到。例如氧化铝厂内的分解车间，是由一组串联的分解槽组成，料浆自第一个分解槽利用位差逐次流向下一个槽子，并在末尾的槽将生成的成品料浆输送至下一工序，这就要求在竖向设计时充分利用自然地形，使一组分解槽（一般十多个）纵向有一个3%～5%的坡度，否则就必须加大槽底基础高度来实现位差，从而增加土建成本。

2.4 交通运输的优化

近年来，工厂物料的外部运输采用铁路运输作为氧化铝厂的主要运输方式的工程越来越少，公路运输或者公路与管道、皮带运输相结合的方式则较为普遍。这不但得益于我国公路建设的迅速发展，而且运输车辆的单车载重与性能相对于过去也有了很大提高，几百万吨的外部运输量只靠公路运输的工程项目在过去根本无法实现，现在比比皆是。因此，规划好相匹配的厂内运输通道和装卸空间是必然要求。另外，为了便于生产管理，厂区物流大门尽量减少，甚至很多业主提出厂区只保留一个物流大门，这也与过去设计中提倡的“一进一出”或“双进一出”的理念有较大差异，在今后的工作中应引起重视。

3 结语

以上几个方面是从近年设计的工程实例的角度对一些新的总图设计理念和方法进行了总结，值得在今后的设计工作中进一步提高、升华。在激烈竞争的市场经济条件下，需要总图设计人员在满足给定条件的基础上，作出科学而又切实可行的设计，提供最佳设计方案，使工程满足使用的安全性、可靠性，提高产品质量，降低企业建设与经营成本，达到费用最省、能耗最低、经济性最好的目的。

参考文献

[1] 井生瑞.总图设计[M].冶金工业出版社，1989.

[2] 王时芬.厂区地形与总图设计之探讨[J].有色金属设计，2005（4）.endprint