化工企业老厂改、扩建总平面设计有关问题的探讨

2023-01-08赵萌

工程建设与设计 2022年12期

关键词：平面布置新建用地

赵萌

（华陆工程科技有限责任公司，西安 710065）

1 对老厂现状的分析

对改、扩建项目而言，大部分全厂的布局已经形成，旧有的生产设施已经存在，要想改变布局、改变或增加生产设施，同时尽量不影响或少影响现有生产，会受到各种现有条件的限制。从以往的实践经验来看，为了更好地进行改、扩建总图设计，应从以下几方面入手。

1）收集现状资料并与现状进行仔细核对。项目初期应仔细收集现状资料，踏勘现场，仔细核对竣工资料和实际情况，设计时在施工图或竣工图的基础上以工厂实际建设情况为准，以免在总图布置时出现较大误差、影响生产、施工或造成浪费。

2）研究工厂现状布置以及新老设施间的关系。设计中要仔细研究目前工厂现状布置以及存在的问题，改、扩建项目与工厂现有设施的关系，保证扩建工程工艺合理、物流顺畅，并保证扩建工程与原有生产系统顺畅衔接，如有可能，还应对原有生产系统工艺和物流进行优化。

3）调查可依托设施，可拆迁情况。设计中要深入分析项目可用地情况、可依托设施，搞清哪些可以依托、哪些可以拆迁、哪些坚决不能动，发挥老厂优势，充分利用现有设施，新老统一考虑，节约用地，减少拆迁量并节省投资。

4）考虑施工影响。新建内容会影响老厂的正常生产，如新老管线衔接、设备安装、动火时机等。设计中要充分考虑施工可行性，尽量不影响老厂的正常生产或将影响降到最低，及时解决施工中出现的问题，以确保总图布置能完整实现。

5）工厂总体规划。设计中要了解企业总体规划，综合考虑工厂现状和远期发展，统筹协调改、扩建工程与原有系统、未来发展的关系，严格按照其总体规划方案及其分期实施方案合理用地，避免近期早占或多占地，给远期留有余地。

2 老厂改、扩建总平面布置原则

总图布置时，除了满足新建项目总平面布置的原则和要求外，还必须考虑以下特殊要求：

1）做好全厂总体规划，处理好改、扩建项目与老厂之间的衔接，并符合工艺流程、物料流向，衔接顺畅。

2）合理利用原有建构筑物、运输线路和工程管线等设施，做好新老管线、运输线路的衔接。

3）在施工期间尽量不影响或少影响老厂及周边工厂的正常生产，把工厂效益损失降到最低。

4）充分利用老厂范围内的空地，布置紧凑合理，尽量节约用地，提高场地利用率。

5）考虑综合利用和环境保护，改善工厂生产和生活条件。

6）必须满足有关设计规范和规定的要求，若受种种因素和条件限制无法满足时，应采取必要的技术措施，以确保生产和运营的安全，并报请有关主管部门批准。

7）应考虑企业今后再发展的可能。

3 老厂改、扩建总平面布置方法

依据老厂改、扩建的总平面布置原则，针对改、扩建工程用地面积小、不规整、周边条件复杂、设施拥挤等诸多不利因素，设计中可采用以下具体方法来进行总平面布置。

3.1 见缝插针，充分用地

老厂改、扩建往往用地紧张，在满足防火、防爆及消防检修要求的基础上，应因地制宜，见缝插针，紧凑布置，充分利用分散在老厂范围内的空地提高场地的利用率。

如某新增污水处理项目，需新增污水处理装置用地及其附属设施，原污水处理装置旁的整块预留用地仅满足主装置的布置，经深入了解现场并多方论证，利用主装置周边空地见缝插针地布置，将新建的流砂过滤器、硫酸加药间等辅助设施就近布置于主装置南侧空地内，并保证新建设施与已有设施的间距满足相关规范要求，既满足了工程需要，又很好地利用了厂内的有效用地。

3.2 新老结合，合理利旧

对于改、扩建工程，虽有用地紧张、周边条件复杂等不利因素，但同时厂内辅助生产设施配套齐全，改、扩建应发挥老厂优势，充分了解并利用现有资源，新老设施深度结合，统一考虑，实现依托和共用，减少用地和投资。

如某甲醇改造项目，将新建灌装站与已有充装站靠近布置，综合考虑它们的行车路线和围墙防护，并利用已有充装站的排雨水和部分消防设施，最大限度地减少了用地和投资，也方便了生产管理。

3.3 全局考虑，适当联合

老厂改、扩建工程通常用地面积小、防火间距不足，设计中可在全厂范围内统筹考虑，适当形成联合装置或联合厂房。

3.3.1 联合装置

为了扩大街区的用地面积，有利于生产管理和安全防护，应相对集中地将生产区联合布置。联合布置并非在总图布置的过程中人为将两个装置（设施）简单凑在一起，而是由两个或两个以上的独立装置集中紧凑布置，且装置间直接进料，无供大修设置的中间原料储罐，其开工或停工检修等均同步进行，视为一套装置，即联合装置。

如某甲醇改造项目拟建一甲醇合成装置（甲类），占地为36.5 m×48.5 m，北侧为老厂脱碳装置（甲类），西侧为老厂变脱机柜间，周围用地紧张。若按装置间防火间距考虑，依据GB 50160—2008《石油化工企业设计防火标准》（2018 年版）[1]表4.2.12，甲醇合成装置与脱碳装置间防火间距需≥30 m，与变脱机柜之间防火间距需≥30 m，保证其周围防火间距后，甲醇合成装置建设可用地仅为20 m×38 m，完全不够新建装置使用，需另选它处。经业主提出并且通过相关安全专家评审、工艺专业设计人员判断及处理，认定新建甲醇合成和老厂变脱装置原料气来源相同，且改造后的老厂变脱机柜间同时供变脱和甲醇合成装置使用，二者形成联合装置。这样可按装置内防火间距考虑，依据GB 50160—2008（2018 年版）第5.2.11条和表5.2.1，甲醇合成装置与脱碳装置间防火间距仅需≥15 m，与变脱机柜之间防火间距仅需≥15 m，可用地范围大大增加，完全满足新建装置的用地要求。

3.3.2 联合厂房

采取联合建筑合并厂房、集中布置。即按照功能要求、生产性质、生产联系密切程度、防火、卫生和辐射防护等，对各设施进行合理的功能分区，将功能接近或相同的设施联合布置，形成规整的外形，构成联合厂房，减少各设施之间的防火间距，缩短衔接各设施之间的管线、道路等辅助工程，达到节约用地的目的。

如某固废综合利用项目，将除氧站、循环水站、空压站等功能相近、联系密切的建筑物联合，集中布置在一个2 层厂房里，形成联合辅助厂房，一体化设计，既便于相互间的沟通协作，又很好地解决了改、扩建老厂可用地面积小的问题。

3.4 合理改造单体建筑

在实际改、扩建工程的总平面布置中，考虑到部分工艺设备的新增、新增设施与周边已有设施的安全间距要求，在满足建筑结构要求的同时经常需要对单体建筑进行改造，以满足安全或使用需求。具体的改造方法通常有水平加宽、增层、水平缩短及更换用途。

1）水平加宽。当采用新工艺或更换大设备时，现有厂房满足不了改造要求，需在车间侧水平加跨扩建。因其不涉及复杂的结构设计及计算，这种方式应用非常广泛。如某改造项目，在原有的单体合成装置一侧局部贴建增加了一跨7 m 的框架，新增了基底面积199.52 m2，新增建筑面积1 378.00 m2，满足了装置改、扩建要求。

2）增层。增层改、扩建是在既有建筑上方增加若干楼层以实现扩大建筑规模，其特别适合场地狭小的既有建筑。

3）水平缩短。当新增设施与厂内已有设施之间不能满足规范要求的安全间距时，可将已有设施的相邻侧水平缩短进行改造。

4）更改用途。可将影响改、扩建布置的原有生产车间通过更改其使用功能的方式降低火灾危险类别，置换成其他生产车间、辅助生产车间或仓库，满足新增设施与周边已有设施的安全间距要求。

3.5 采取适当措施，满足规范要求

考虑到新建及改、扩建项目中遇到的用地不足、空间狭小的问题，每一个规范在制定、修改时都给出了一些特殊规定，在设计中可以充分利用这些规定，采取适当措施，既满足了规范的要求，又合理进行了总平面布置。

例如，在某新增污水处理项目中，需在原有控制室西侧新增一个污水处理装置变电所。考虑到改、扩建用地紧张，根据GB 50016—2014《建筑设计防火规范》（2018 年版）[2]表3.4.1注2：“两座厂房相邻较高一面的外墙为防火墙，或相邻两座高度相同的一、二级耐火等级建筑中任一侧为防火墙且屋顶的耐火等级不低于1.00 h 时，其防火间距不限，但甲类厂房之间不应小于4 m”，将新建污水处理装置变电所建筑高度设计为与原有控制室相同高度，同时将新增变电所与原有控制室相邻侧外墙设为防火墙，满足上述相关要求，二者之间防火间距即可不限，解决了改、扩建项目用地不足的问题。

4 老厂改、扩建设计过程中应注意的问题

4.1 对新规范、新政策的把握和应用

在实际工程项目中，往往会遇到已建成老厂当时设计建设时采用的规范、标准已更新，原有相关要求已提高，或新出台一些国家、行业或地方规范、标准的情况，此时，如果要进行工厂改、扩建，各改、扩建设施，改、扩建设施与已有设施之间、改扩建设施之间均应按照最新规范执行，并对不满足最新规范要求的已有设施进行必要的改造。比如，按照各类新规范、政策的规定，蒸汽爆炸危险源、高度气体泄漏源与工厂人员集中场所间除满足防火间距要求外，还需满足安全防护距离要求。

4.2 是否属于同一法人

在老厂范围内进行改、扩建，即使新建项目和老厂是同类型生产性质，也一定要注意二者是否属于同一法人。如果二者属于同一法人，新老工艺装置或设施之间的防火间距可以执行GB 50160—2008（2018 年版）表4.1.12“石油化工厂总平面布置的防火间距”，相邻设施之间防火间距要求较小。如果二者分属不同法人，新建工艺装置或设施与原建工艺装置或设施之间的防火间距必须执行GB 50160—2008（2018 年版）表4.1.10“石油化工企业与同类企业及油库的防火间距”，间距要求相对大一些。