煤炭循環(huán)經(jīng)濟項目園區(qū)詳細規(guī)劃初探

降 巍

(太原市市政工程設計研究院，山西 太原 030002)

煤炭循環(huán)經(jīng)濟項目園區(qū)詳細規(guī)劃初探

降 巍

(太原市市政工程設計研究院，山西 太原 030002)

以山西文水金地煤焦循環(huán)經(jīng)濟項目園區(qū)為例，闡述了在煤炭產(chǎn)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟理論指導下，規(guī)劃從產(chǎn)業(yè)鏈銜接、用地布局等方面入手，打造一個高效、零排放、低能耗的工業(yè)園區(qū)的思考過程。

煤炭產(chǎn)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟，產(chǎn)業(yè)鏈，用地布局，設施共享

0 引言

本文分為兩部分，第一部分對煤炭產(chǎn)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟理論進行梳理，第二部分以山西文水金地煤焦循環(huán)經(jīng)濟項目園區(qū)(以下簡稱項目園區(qū))修建性詳細規(guī)劃為例，重點闡述了在理論支撐下具體項目產(chǎn)業(yè)鏈銜接、用地布局的思考過程，以期能為相關項目建設起到拋磚引玉的作用。

1 煤炭產(chǎn)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟理論梳理

1.1物質(zhì)代謝流程

傳統(tǒng)經(jīng)濟系統(tǒng)物質(zhì)代謝流程是“R(Resource)-P(Product)-C(Cast off)”，一種面向自然的開放性資源代謝流程。

借鑒人體血液系統(tǒng)中動靜脈概念，動脈產(chǎn)業(yè)是指煤炭資源消耗和利用的產(chǎn)業(yè)，將煤炭資源生產(chǎn)成可利用的產(chǎn)品進入消費市場。靜脈產(chǎn)業(yè)則是處理和再利用副產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)。通過構(gòu)建靜脈產(chǎn)業(yè)流程形成物質(zhì)流的閉合循環(huán)流動狀態(tài)，克服了傳統(tǒng)開放性利用流程下的廢棄物大量排放問題。動靜脈產(chǎn)業(yè)流程構(gòu)成了煤炭產(chǎn)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟資源代謝流程。

1.2煤炭產(chǎn)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟主要產(chǎn)業(yè)鏈形態(tài)

煤炭產(chǎn)業(yè)主要包括開采和消費兩個環(huán)節(jié)，本文主要討論消費環(huán)節(jié)。消費環(huán)節(jié)產(chǎn)業(yè)鏈主要依托煤電、煤煉焦建立。

1)煤電循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈。

發(fā)電是煤炭消費的主要模式，我國50%以上煤炭用于發(fā)電。將煤炭產(chǎn)品、再循環(huán)水以及其他原料輸入到火電廠，主產(chǎn)品是電力，副產(chǎn)品有粉煤灰、爐渣、余熱、廢水等產(chǎn)品，主要流向反饋式物質(zhì)循環(huán)利用經(jīng)濟鏈條，實現(xiàn)再利用。

2)煤煉焦循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈。

將煉焦煤及其他原料輸入煉焦爐。主產(chǎn)品是焦炭和焦油，供冶金企業(yè)及其他產(chǎn)業(yè)使用；副產(chǎn)品有焦爐煤氣、余熱、硫化物等產(chǎn)品，主要流向反饋式物質(zhì)循環(huán)利用鏈條，實現(xiàn)再利用。

小結(jié)：通過對物質(zhì)代謝的歸納和產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)建，我們認為要實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟模式下煤炭資源的充分利用，需要電廠、焦化廠、化工廠、建材廠等產(chǎn)業(yè)設施；生產(chǎn)過程中，需要依托中水、蒸汽管線等基礎設施串聯(lián)各個生產(chǎn)企業(yè)。通過設施的共享，可以提高資源和能源利用率，減少廢棄物排放，提高經(jīng)濟效益。

2 項目概況及規(guī)劃定位

項目園區(qū)位于山西文水經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，該開發(fā)區(qū)是以化工為主業(yè)，機械裝備、冶煉鑄造、煤焦化綜合利用等各行業(yè)綜合配套的全國循環(huán)經(jīng)濟試點開發(fā)區(qū)，是全國最大的鉀鹽生產(chǎn)基地。

本規(guī)劃旨在建設一個以循環(huán)經(jīng)濟為主要發(fā)展理念的產(chǎn)業(yè)群落：以煤焦化產(chǎn)業(yè)群落為主導，具體分為選煤、煤焦、煤化工、能源動力和建材五個產(chǎn)業(yè)亞種群，實施清潔生產(chǎn)并達到資源、廢物的減量化。使其成為以煤—焦—化、煤—電—建材循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈為主體，集管理辦公、生產(chǎn)服務為一體的現(xiàn)代化循環(huán)經(jīng)濟項目園區(qū)。

3 園區(qū)循環(huán)經(jīng)濟規(guī)劃

3.1園區(qū)整體產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)劃及物料平衡

項目園區(qū)內(nèi)規(guī)劃選煤項目生產(chǎn)規(guī)模450萬t/年；焦化項目焦炭生產(chǎn)規(guī)模110萬t/年；電廠項目裝機容量2×300 MW；合成氨尿素項目液氨生產(chǎn)規(guī)模12萬t/年，其中8萬t/年轉(zhuǎn)化為13萬t/年尿素；水泥項目生產(chǎn)規(guī)模400萬t/年。

選煤項目年入原煤量為450萬t。經(jīng)選洗后，得洗精煤290萬t，其中140萬t輸入焦化項目，150萬t洗精煤外銷；選洗后所得的副產(chǎn)品煤矸石、中煤、煤泥160萬t輸入電廠項目作為燃料使用。

焦化項目生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)焦炭110萬t，所需焦煤140萬t/年。在煉焦過程中可副產(chǎn)焦爐煤氣4億Nm3/年，除去50%的回用外，輸入合成氨尿素項目的焦爐煤氣量為2億Nm3/年，每年還可生產(chǎn)焦油約為4萬t,硫銨1.4萬t,粗苯1.1萬t,硫磺0.25萬t。

電廠項目裝機容量為2×300 MW，所需燃料255萬t/年。選煤項目每年可提供160萬t煤矸石、中煤、煤泥，每年還需外購燃料95萬t；年產(chǎn)生爐渣、粉煤灰130萬t輸入水泥項目作為生產(chǎn)原料。

水泥項目設計生產(chǎn)規(guī)模為400萬t/年，原料包括石灰石360萬t/年，砂巖、石膏、鐵礦石等66萬t/年，爐渣、粉煤灰130萬t/年以及燒成用煤36萬t/年。

合成氨尿素項目生產(chǎn)的主要原料焦爐煤氣和蒸汽分別由焦化項目和電廠項目提供，氮氣通過廠內(nèi)的空分裝置自制。

3.2園區(qū)整體蒸汽平衡

項目園區(qū)內(nèi)蒸汽最大負荷如表1所示。

表1 蒸汽最大負荷表 t/h

電廠項目投產(chǎn)前各項目所需的蒸汽由焦化項目區(qū)內(nèi)新建的三臺35 t的鍋爐提供。電廠項目投產(chǎn)后，除保證各項目用汽外，還可對外銷售蒸汽130 t/h～150 t/h，并承擔文水縣城的集中供熱任務。

3.3園區(qū)整體水平衡

項目園區(qū)水的供應主要由四部分構(gòu)成：文峪河水庫水、地下水、文水縣城城區(qū)提供的中水和項目園區(qū)自身的中水。

項目園區(qū)水平衡如圖1所示。

4 園區(qū)項目用地布局

園區(qū)規(guī)劃布置五個不同的工業(yè)項目及相關配套服務設施。在五個項目中對焦化項目的要求比較嚴格，規(guī)劃首先滿足焦化項目的準入條件，再以此為基礎確定其他項目的布置。

4.1焦化項目選址分析

項目園區(qū)位于文水縣城西南部約10 km處，文峪河從園區(qū)東側(cè)流過，與園區(qū)東南角最近距離為100 m。園區(qū)周邊分布百金堡、南武澇、北武澇等居民點。

1)項目園區(qū)位于文水縣城西南部10 km處，滿足規(guī)范要求。

2)文峪河為汾河主要支流，屬于山西省主要河流。焦化項目距主要河流1 km安全距離是強制要求。文峪河從項目園區(qū)東側(cè)流過，與園區(qū)東南角距離最小，為100 m左右，焦化項目布置在園區(qū)南部不符合距主要河流1 km安全距離要求，因此焦化項目應布置在園區(qū)北部片區(qū)。

3)園區(qū)周邊區(qū)域分布有百金堡、南武澇、北武澇等居民點。根據(jù)焦化項目與居民點1 km安全距離的強制性要求，焦化項目布置在園區(qū)北部的東側(cè)或西側(cè)都不符合1 km安全距離的要求，因此焦化項目應布置在園區(qū)北部片區(qū)的中部。

綜合以上分析，規(guī)劃焦化項目布置在園區(qū)北部片區(qū)的中部。

4.2園區(qū)內(nèi)部產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建及用地布局

在循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈中，各項目為互利共生的關系，在確定焦化項目的位置后，規(guī)劃將以此為基礎，對其余項目的規(guī)劃位置進行分析：

選煤項目：

1)園區(qū)內(nèi)各項目中，選煤項目工藝相對簡單，受用地形狀局限較小，且為園區(qū)提供原煤的煤礦位于園區(qū)的西北部，將選煤項目布置在園區(qū)的西北角既可以減少輸煤走廊在園區(qū)內(nèi)的穿越又可以滿足選煤項目總圖布置的要求。

2)規(guī)劃已將焦化項目布置在園區(qū)北側(cè)的中部，為焦化提供洗精煤的選煤項目應布置在焦化項目的附近以降低相互間的物流成本。

結(jié)合以上分析，規(guī)劃將選煤項目布置在園區(qū)西北部，高壓走廊區(qū)域的東側(cè)，焦化項目的西側(cè)。

電廠項目：

園區(qū)選煤項目選洗精煤的過程中產(chǎn)生的大量中煤、煤矸石、煤泥，將成為電廠項目的燃料。

規(guī)劃已將選煤項目的位置布置在園區(qū)西北部，而園區(qū)內(nèi)部的物流主要通過皮帶或管道輸送，如將電廠項目布置在園區(qū)的南部片區(qū)，輸送中煤、煤矸石的皮帶和輸送煤泥的管道將與園區(qū)內(nèi)眾多的工藝管線產(chǎn)生更多的交叉，因此規(guī)劃將電廠項目布置在園區(qū)的東北部，焦化項目的東側(cè)。該位置也便于電力出線。

水泥項目：

根據(jù)項目園區(qū)循環(huán)經(jīng)濟規(guī)劃，水泥項目生產(chǎn)所需的爐渣、粉煤灰均由電廠以管道和皮帶輸入水泥項目內(nèi)。

電廠的位置在園區(qū)東北部，規(guī)劃應避免輸送爐渣的皮帶和輸送粉煤灰的管道與園區(qū)內(nèi)其他工藝管線產(chǎn)生更多的交叉；且水泥項目設計生產(chǎn)規(guī)模為400萬t/年，原料及產(chǎn)品物流量巨大，如將廠區(qū)布置在園區(qū)中部，將產(chǎn)生大量的穿越性物流，因此規(guī)劃將水泥項目布置在園區(qū)的東南部，電廠項目的南側(cè)。這樣既便于與電廠項目的銜接，又有利于自身物料及產(chǎn)品的運輸。

合成氨及尿素項目：

合成氨及尿素項目生產(chǎn)所需的焦爐煤氣由焦化項目通過管道輸入。因此，規(guī)劃將合成氨及尿素項目布置在焦化項目的南側(cè)。

污水處理廠：

園區(qū)日常生產(chǎn)中產(chǎn)生的污水不直接外排，除部分水質(zhì)特殊的污水單獨處理外，其余將統(tǒng)一回收至園區(qū)內(nèi)的污水處理廠統(tǒng)一處理，因污水量不大，所以處理后的中水全部送至電廠項目回用。

根據(jù)園區(qū)豎向規(guī)劃，園區(qū)整體排水方向為由西北至東南，因此規(guī)劃將污水處理廠布置在項目園區(qū)的東南角。

5 結(jié)語

本文通過對具體項目規(guī)劃設計過程的詳細闡述，試圖說明在循環(huán)經(jīng)濟理論的支撐下，結(jié)合項目實際情況，通過重點對產(chǎn)業(yè)鏈梳理整合，并在各個子項目用地布局的思考過程中緊密結(jié)合各子項目工藝的銜接，使得該項目園區(qū)像一個整體去運轉(zhuǎn)的全過程。園區(qū)實際運營表明，項目實施后可形成節(jié)能降耗、互利共生、鏈環(huán)生產(chǎn)的循環(huán)經(jīng)濟格局。

[1] 張 歡.煤炭產(chǎn)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展模式研究[M].北京：中國環(huán)境出版社，2013.

Theindustrialparkplanningindetailofthecoalindustrycirculareconomy

JiangWei

(TaiyuanAcademtofMunicipalEngineeringDesign,Taiyuan030002,China)

Based on the recycling economy project of Wenshui coal Shanxi Park as an example, described in the guidance of the coal industry under the circulation economic theory, planning from the industrial chain link, land layout and other aspects, the process of building a high efficiency, zero emission, low energy consumption of industrial park.

coal industry circulation economy, industrial chain, land layout, shared facilities

1009-6825(2017)30-0018-02

2017-08-17

降 巍(1981- )，男，工程師，注冊規(guī)劃師

TU984.13

A