大型炼油项目总图布置理念与方法

张斌 谭建辉

（中国石油天然气股份有限公司规划总院）

工厂总图是指工厂各类设施在空间上的坐标位置并以各类媒介表现出来。由于各类设施的联系疏密不一，影响各类设施的关系又错综复杂。因此，优良的工厂总图必须注重工厂功能分区区划的合理性及各设施在平面布局中的坐标位置，以达到工艺流程顺畅、投资节约、功能适用，并适应工厂未来发展的要求。

大型炼油项目投资密度大、建设强度高，且加工及处理的对象属于易燃、易爆物质，总图布置在减少炼油项目投资、确保炼油项目符合标准及安全方面起着至关重要的作用。本文从宏观视角切入，阐述了创建优良炼油项目总平面布置图的基本理念与方法，以期指导炼油项目的总图设计。

1 工厂总图布置理念

1.1 系统观念

工厂总图是一个有机的整体，是各个系统及功能分区的有机整合。功能分区的目的是使功能相同或相似的设施尽量集中布置，以便于各类设施之间的联系。在分析各功能分区关系的基础上，按照输入条件合理布局各功能分区。对各功能分区在空间位置上的有效拼接，是形成优良工厂总图的基础。

炼油项目总图由工艺生产区、公用工程辅助设施区、储运区、综合管理区、通道系统等组成。在布局各类工艺装置、储罐、辅助设施，以及道路、铁路等线性工程时，需要考虑的因素众多，如，物流、人流、安全、经济、美观等，同时，也要考虑工厂内部与外部的环境关系，如，铁路接口条件、管道接口条件等。各类因素对于确定某设施的空间位置施加的作用可能相互矛盾，如，炼油项目的净水厂需要靠近厂区边缘，以方便供水管道的接入，同时，变电站、铁路装卸站、汽车装卸站、综合管理中心等设施，根据其功能要求也需要布置在厂区边缘，这就需要利用系统的方法，纵观全局、平衡各项关系，以达到工厂总图的最优。

1.2 制宜观念

从遵循的理念来看，城市规划选址和炼油项目厂址选择有相似之处，只是二者在空间表达的尺度上大小有别。如，《管子·乘马篇》强调，城市选址应“低勿近水而沟防省”，其选址理念也适用于炼油项目，即，合理利用自然条件，在确保厂址安全的前提下，避免不必要的自然地形改造。此外，《管子·乘马篇》强调，在城市形制上应“因天才，就地利”，故“城郭不必中规矩，道路不必中准绳”，这也正好与炼油项目总图布置所强调的因地制宜、随坡就势的布置原则相同。

工厂是区域环境的一部分，必然会与区域环境相互作用，优秀的总平面布置图必然是大环境与工厂小环境的和谐统一。因此，总图布置应在利用厂区自然地形的基础上进行合理地改造，尽量避免深挖深填、高边坡高挡墙；对于地形复杂的厂区，总图竖向应优先考虑台地式，由高至低、随坡就势，减少土方工程量。由于厂区地形条件千差万别，各个炼油项目的特点又有不同，因此，总图布置既要考虑共性的问题，也要考虑场地情况、炼油项目本身的个性特点；既要贯彻总图布置的基本要求，又要灵活应用总图布置技术，要把总图布置的原则性和灵活性充分地结合在一起。总之，要充分利用自然环境条件，区分共性与特性，充分考虑各种影响因素，因地制宜布置总图。

1.3 经济观念

工程项目的建设需要进行经济效益分析，其分析结果直接影响项目的可行性。在大型炼油项目中，总图工程范围内影响到建设投资的因子众多，如，地基及土方工程、道路工程、建设用地面积等。因此，总图布置的优劣对经济效益的分析结果有较大影响。

厂区占地面积的大小影响到征地费用的多少，对于征地单价高的场地，要千方百计减少占地面积。另外，厂区占地面积越大，管廊、道路及各类地下管道等各类线性工程就越多，对于单价高的线性工程，如，输送蒸汽的超高压管道，应想方设法减少其长度。优良的总图可以有效地减少占地面积及缩短线性工程的总长度，以达到降低建设投资的目的。因此，炼油项目总图设计采取功能分区的布置方法，将联系密切的设施相近布置，可缩短管道长度、降低投资。如，将循环水场靠近负荷中心，可缩短循环水管道长度，并且，循环水场应与主要负荷中心保持相同或相近的竖向标高，以降低动力消耗。因此，实际工作中，在条件许可的情况下，应对总图进行定量分析，研究其“性价比”，使炼油项目总图布置既符合规范，又经济适用。

1.4 权重思想

炼油项目总图布置考虑的因素较多，主要分为物流因素和非物流因素。物流因素，如，工艺物料、给排水等；非物流因素，如，安全、环境方面的因素等。当考虑物流因素时，设施之间越近越好，以节约管道投资；当考虑非物流因素时，设施之间距离越远越好，以提高整个炼油厂的安全性。

由于炼油厂具有易燃易爆的特点，根据规范要求，设施之间需要留出一定的安全防火距离，以利于事故状态下工作人员的逃生，以及为控制火灾的蔓延赢得时间。安全距离是刚性的要求，不能突破，因此，设施之间的距离不能太近，需要按照规范要求有条件地靠近。从环保、安全、厂容等非物流因素方面对设施之间的位置进行考虑时，受制于征地面积及征地费用，设施之间的距离也不能太远。因此，需要在物流因素及非物流因素对总图布置的影响方面做出平衡，合理确定权重因子，通过“德尔菲”法确定各类设施的密切关系度，从而进行总图布置。总体来说，各类设施密切关系度大的靠近布置，密切关系度小的远离布置，密切关系度较小的较为远离，这样依次类推进行设施的布置，直到将全部设施落实在总图上。

2 炼油项目总图布置过程方法

2.1 渐缩的方法

工厂或设施是在特定的场地上建设的，它所处的地理位置、区域交通、城镇布置及周边关系等决定了建厂的前提条件，因此，总图布置首先应从宏观着眼。所谓渐缩的方法，即是由宏观至微观，由远及近，由外围至厂区内部的工作方法。

在进行总图布置时，首先，应对外部条件进行分析，如，城市规划、土地性质、能源来源、道路运输、铁路运输、防洪、依托条件等。如果需要，有些条件可以通过协商做出部分修改，如，若厂区土地性质与当地城市规划的要求不一致时，工厂可以与当地政府协商修改城市规划，以满足工厂用地要求。在了解了厂区外围的建设环境后，再对厂区本身的建设条件、总图布置进行分析研究。在对厂区地质条件、水文条件、厂区地形条件、厂区大小形状进行分析的基础上，根据相关的输入条件进行总图布置。

如，我国某炼油项目，占地约240×104m2。在总图布置时，首先，需要明确厂区边界条件，如，物料进厂接点、铁路接点、供排水接点、供电接点、供气接点、周边道路环境等；然后，根据工艺流程确定厂区大的功能区划，如，工艺装置区、储运设施区、公用工程区、辅助设施区及厂区综合管理区；最后，根据各专业的输入条件，确定各个功能分区的位置、大小，描绘初步的总图布置图。

2.2 由面及点的方法

在进行工厂总图布置之前，根据项目主项表逐级分解的内容，或者根据项目工作分解的内容，按照功能分区的要求，由面及点，充实丰富各个功能区的内容。从系统工程的观点来看，系统的分解是了解系统各组成部分的特性及系统要素之间的因果关系，而系统的综合则是检验系统是否达到预期的目的。所以，在实际总图布置时，通过由面及点的方法，形成初步的布置图。首先，确保总图布置能满足工厂基本功能的要求；然后，分析各个功能分区之间的关系，以及功能分区内各子功能分区之间的关系，确保物流顺畅、管路短且便捷。

在由面到点的总图布置过程中，要抓诸多矛盾的主要方面，抓住关键性且影响全局的工作。在项目前期，总图布置格局应是总图布置的关键性工作，如，功能分区、设施的整合与分散等。在总图布置的大格局确定后，再进行细部的工作，如，管廊走向、道路布置、绿化等。

2.3 由粗到细的方法

所谓由粗到细的方法，即从宏观到微观，由粗略到具体的工作方法。任何一个项目，随着工作的进展，资料的细化，它所研究的内容和深度不断地趋向具体化、清晰化。对于总图布置来说，其内容和深度，甚至研究对象、研究范围，因项目的逐步推进而逐渐深入，逐步明朗。总图布置的输入条件，包括外部与内部的输入条件，随着项目的进展而逐渐具体、明晰。总图工程师，首先要树立总图工作渐进的意识，因为总图专业从属于项目，离开项目的支撑总图专业意义不复存在；同时，总图专业的工作进展一定是随着项目的进展而逐步推进，由于项目的范围、信息逐渐明朗，势必会对总图布置和其他专业的工作带来变化。所以总图布置工作是一项渐进完善的过程，总图工程师树立这个意识后，有利于工作的开展。在项目初始阶段，由于项目本身需要面临诸多的不确定性，因此，项目的输入条件不可能很细致，但是，此时需要开展初步的总图布置工作。随着工作的进展、项目的深入，各种输入条件逐渐完善、细致，各类不确定性逐步明朗，此时，需要进一步完善工厂总图。因此，总图布置工作是一项渐进完善的过程。

2.4 量化选优

设计项目本身是不断谋划和决策的过程，诸多决策是在工作过程中进行的，总图布置亦然。在决策的过程中，辅助决策者做出决策的重要依据是方案比选。总图布置方案比选中，有些因素可以进行定量的比较，如，土方工程量、地基处理费、管廊长度等；有些因素只能进行定性的比较，如，安全、美观等。应采取科学方法尽量将定性的内容进行定量化。量化就是将参与比较的各类因子，通过科学的方法，客观、公正的转化为一定的数量概念。量化才能给人以说服力，令人信服并接受，这是总图工程师努力的方向，也是总图专业发展的方向。如，通过权重法对各类比较因子进行量化，采取“专家法”进行打分，得分高者为推荐方案。

3 结语

炼油项目的总图布置较为复杂，并且，影响因素多、政策性强、需要处理的矛盾多，如何协调各类因素使其达到平衡至关重要。因此，总图工程师应充分发挥主动协作精神，合理运用总图布置理念与方法，为炼油企业描绘出既符合规范、又经济适用的优良的建设蓝图。另外，大型炼油项目总图布置理念与方法，虽以炼油项目为背景，但是，提出的方法在工厂总图布置中具有普遍性，对其他类型项目的总图设计具有指导和借鉴意义。

[1] 安定宇.试论炼油厂总平面布置[J].化工设计,2006,16(3):41-44.

[2] 储慕东.技术 思想 方法—如何规划优良的工厂总图[J].钢铁厂设计,2001(4):32-37.