川南特殊地勢下的焦化項目廠區設計和收獲

趙勇勇

（山西省冶金設計院有限公司，山西 太原 030001）

焦化產業屬于基礎工業，內容包括煉焦和化產回收，在我國工業生產中占有極為重要的地位。焦化生產的主要產品是焦炭和化工產品，其中焦炭是鋼鐵冶金生產和化工生產中需要的重要生產原料，化工產品也是重要的工業原料和材料。時下有不少焦化項目正在建設，通常來說焦化項目都會選擇較為平坦的場地進行建設，且占地面積也足夠大，這樣條件下的焦化項目設計是較為成熟的，相對而言建設也會很順利。但如果建設場地條件嚴苛，或處于特殊的地形情況下，由于建設場地狹小、地形復雜，此時的設計將會非常困難，對設計人員的能力和思維也是一種考驗。以下介紹了西南地勢中的一個焦化項目的設計歷程，以及取得的成果和收獲。

1 項目概況

此次的廠區設計針對的是一個產量為60萬t/年的焦化項目，廠址位于川南地區樂山市沐川縣，山西省冶金設計院有限公司承接了該項目的設計工作。設計內容包括備煤車間、煉焦車間、篩貯焦車間、煤氣凈化車間等生產設施，以及與其相配套的生產輔助設施和公用設施。

廠址所在地區是典型的西南地勢，境內土地多是高山峽谷及河流，很難找到一塊平坦場地。項目開始時也想在當地找到符合一般焦化廠建設要求的廠址，但是多方尋覓不可得，最終不得不放棄改而利用其他場地。

2 建設場地的特點

根據設計要求和當地土地狀況，經多方研究和多次實地踏勘以及經由土地資源管理部門同意，最終建廠地址選擇在一條山梁上。此山梁由高向低呈現東北西南走向，西南直達馬邊河，平均寬度為550 m左右，沿河是一條省級公路。廠址內有數戶居民，還有少量耕地以及果木、樹林，搬遷工作量不大。當地所處地理環境屬于山地峽谷，其主導風向為沿河道峽谷方向，與廠址所處山梁垂直，這對于本項目的設計是非常有利的。緊靠廠址東南與公路之間是一個廢棄的黃磷廠，也屬該企業所有，占地約2.2 hm2（33畝），已有基本的交通、供電、供排水等基礎設施，可改造為辦公和生活區。

廠址平均海撥高度為485 m，坡度為1～9°，具有典型的西南山地特征。經過對廠區及周邊的現場踏勘和觀察，可見廠址地表土層不厚，土壤中夾雜巖石，外露部分多風化。從廠區自然斷面上看，下部為巖石層，對工程建設而言是有利的。

3 廠區設計及特色

3.1 建設場地總體設計要求及實施

根椐廠址平面圖和勘探部門提供的地勘資料，設計院依據場地的具體情況，結合本項目的特點，經過多輪對比分析和優化組合，并與企業及相關部門協商，決定將項目主場地設計為3個平臺，自北向南（從高到低）依次是第一、二、三平臺，以此為基礎進行總圖運輸設計。平臺和護坡以及外聯公路等具體設計和施工由當地具有相當資質和施工經驗的單位負責，我院作為項目設計單位則要與相關部門緊密配合，對平臺規格等提出具體要求，并根據場地的具體變化對設計做出適時調整，以確保三個平臺與項目整體設計相適應，各個生產設施與所在平臺緊密貼合，保證項目順利建成投產，并能夠長期安全運行。

工程建設先從場地平整開始，中途雖有局部塌方等情況發生，但均被克服，3個平臺順利建成。根據地勢條件和工藝要求，最初設計相鄰平臺高差在25 m左右，實施時略有調整。第一平臺有效面積為4.73 hm2（70.95畝），海撥高度為502.3 m；第二平臺有效面積為4.69 hm2（70.35畝），海撥高度為476.5 m；第三平臺有效面積為4.77 hm2（71.55畝），出于節省投資和其它要求，又將其分成東西2個平臺，東側平臺有效面積為2.29 hm2（34.35畝），海撥高度為451.4 m；西側平臺有效面積為2.48 hm2（37.20畝），海撥高度為446.6 m。

3個平臺依次相連在一起，上下兩個平臺之間設有加固護坡，以保證平臺的穩固性，平臺之間和護坡上設有道路。由于場地處于多山地帶，當地氣候濕潤，雨量豐沛。在修建平臺時，設計要求每個平臺都是一個獨立的排水單元，平臺各邊緣設有排水溝渠，排水溝渠直通廠外道路兩側的排水明渠，可將平時場地滲水和雨水排入溝渠中，匯集入排水明渠，最終排入馬邊河。

3.2 項目總體設計布局

在總平面布置中，主要生產設備焦爐設在第一平臺，沿東西方向分別設1號焦爐和2號焦爐，煙囪設在焦爐北側，煤塔設在焦爐南側，焦爐東側是熄焦塔和生化處理設施，焦爐西側是機修車間和中心變電站。平臺上還設有除塵地面站、煉焦變電所等設施。

煤氣凈化設施則設在第二平臺，鍋爐房和綜合給水系統也設在該平臺上。鍋爐房、綜合給水系統布置在西側，而后自西向東依次布置冷凝鼓風車間、脫硫及硫回收車間、硫銨車間、洗脫苯車間、綜合罐區車間。在鍋爐房北側設水處理間，從馬邊河汲水經其處理后作為本項目生產用水。同時該平臺上還設置有制冷站、空壓站、泡沫站、回收變電所等輔助生產設施。

備煤車間和篩焦車間設在第三平臺上。東側平臺設為備煤車間和洗精煤堆場，在平臺外側另設破碎樓、轉運站、煤焦變電所等；西側平臺設為篩焦樓和焦炭堆場。

由于廠址過于狹小，三個平臺之上不可能容納全部設施，還有工作區、生活區等，必須另謀他途解決。最終在總平面布置中，于第三平臺下方，入廠道路旁邊小塊空閑地上設置了兩座400 m3的事故水池，若遇有事故發生，可利用高差使污水自流入事故水池；在第一平臺的生化處理站設了一座200 m3的事故水池；在第一平臺和第二平臺之間的外部東側的小塊空地，布置上化產辦公樓；拆除廢棄的黃磷廠，經平整后建設了辦公樓、宿舍樓、食堂、車庫、運動場等區域，并將這里定為企業總部；大門之外是廠區專有公路，沿公路上行進入生產區，在生產區大門處設置磅房和計量裝置，對進入廠區的生產原料和出廠產品進行計量。至此在總平面布置圖中，該項目所有設施躍然紙上，所有可用土地都被利用，幾無浪費。

4 項目完成情況及收獲

業內人士認為在此地形復雜及有限的土地上建成一座中型焦化企業是很不容易的。總體來看該焦化廠工藝布局合理、管線連接順暢，整體設計緊湊、美觀，既滿足了生產要求又充分利用了土地資源。工程建設完成后，當地政府和相關部門多次進行現場考察，對工程設計布局極為滿意，且認為對當地工業建設起到了示范作用。工程投產后又應業主要求，為他們完成了安全設施設計和消防設施設計，并協助廠方取得生產許可證。該焦化廠已正常運行了幾年，證明本設計是完全可行的。本項目的順利投產，也為在西南特殊地理環境之下，充分利用當地有限土地資源，以及對于占地較大的工程項目設計施工提供了借鑒，具有一定的參考價值。