洗滌劑工廠的總體規劃布置

王玉德

（中國中輕國際工程有限公司，北京 100026）

洗滌劑工廠的總體規劃布置

王玉德

（中國中輕國際工程有限公司，北京 100026）

前言

本文所稱“洗滌劑工廠”系指生產洗衣粉、液體洗滌劑、香皂、透明洗衣皂及其表面活性劑的工廠；“廠區規劃布置”不等于總圖運輸專業設計的“總平面布置圖”，只是其中前期工作的內容。

在方案設計階段，重視和加強“廠區規劃布置”工作很有必要。這首先是出于大中型項目業主的迫切要求；其次，設計人員也逐漸認識到，2000年以前建設的洗滌劑工廠的廠區布置相當一部分存在明顯不足。主要體現在：生產裝置與倉儲設施、工藝與物流之間的有機組合不夠合理；對原料和產品的包裝特點（小件、固狀為主）以及裝卸搬運作業的優化有所欠缺，不同程度地造成工廠布局較為零散、廠內交叉運輸較多、貨物裝卸搬運的勞動強度增加等缺憾。

“廠區規劃布置”由項目工程師負責，總圖、工藝、建筑等專業的主要設計人員參加。根據我們參與設計多個項目的實踐體會，在進行“廠區規劃布置”時，應特別關注以下幾個要點：

● 當地項目主管部門及業主的“規劃設計條件”和要求，建設場地的周邊環境；

● 相關的設計規范及標準；

● 盡量采用生產裝置和倉庫等輔助設施有機組合的“聯合廠房”形式；

● 原料和成品的裝卸、搬運作業以機械化為主，盡可能做到簡捷和節省勞動力；

● 不斷總結其他洗滌劑工廠在廠區布局方面的有益經驗，消化吸收國外同類工廠布局的先進理念；

● 加強與業主和當地環保、消防主管部門的交流與溝通。

中國中輕國際工程有限公司化工工程部從上世紀六十年代起至今一直在從事洗滌劑工廠的設計工作。特別是通過改革開放以來的技術引進和消化吸收再創新，到現在已經可以實現引進技術和裝備全部國產化。多年來，我國洗滌劑領域和全國的整體制造業一樣實現了突飛猛進的發展。在這個大發展中，我們一直跟隨著、學習著、提高著，完成了多個“洗滌劑工廠”的總體設計。通過這些項目，我們對“洗滌劑工廠”的廠區布置逐漸獲得了新的認識。在此，我愿意就洗滌劑工廠廠區規劃布置中的內容與大家一起交流探討。

1. 認真執行正確使用標準及規范

1.1 洗滌劑工廠設計通常使用的標準和規范

要做好廠區布置設計，首先必須熟悉有關的標準規范。洗滌劑工廠的廠區布置通常使用的標準和規范主要有：《工廠企業總平面設計規范》、《石油化工企業設計防火規范》、《建筑設計防火規范》、《化工企業總圖運輸設計規范》、《化工企業建設節約用地若干規定》、《化工裝置設備布置設計工程規定》。此外，還有一些設計手冊以及建設項目當地規劃部門提出的《規劃設計條件》，等等。

建設項目當地的項目主管部門（如規劃、消防、環保、安全生產等）基本是按照上述“標準”、“規范”、“規定”以及項目主管部門為項目發出的《規劃設計條件》進行審查和驗收的。其中，《建筑設計防火規范》一般被使用的更多一些。因此，“洗滌劑工廠”廠區布置一定要嚴格遵守國家“標準”、“規范”的規定。

1.2 正確理解和使用“標準”和“規范”

我們在設計過程中有時會遇到這樣的情況：對同一條規范，不同的人會有不同的理解；有的規范條文描述的不夠具體；有些規范的規定與實際情況會有些差距。這些對設計人來說一直都是個困擾。以下舉兩個例子進行說明。

1.2.1 關于物料的火災危險類別

《建筑設計防火規范》規定：閃點＜28℃的液體為甲類，閃點≥28℃但＜60℃的液體為乙類，閃點≥60℃的液體全部定義為丙類。

問題在于：閃點究競要大于多少度才可以不屬于丙類而可以把它劃到為丁類？對此，《石油化工企業設計防火規范》有進一步的規定，即：60℃≤閃點≤120℃的液體劃為丙A類；而閃點＞120℃的液體劃為丙B類。“石化規范”之所以將丙類物料又劃分為丙A和丙B類，其重要性是不言自明的。對于這一點，我的理解是：丙A類和丙B類實際上是劃分危險可燃液體物料和不很危險可燃液體物料的界限。在火災危險設防上，丙A類和丙B類有明顯不同的要求。

洗滌劑工廠使用的液體原料多為丙B類。然而，因為項目主管部門的審查與驗收時通常依據的是《建筑設計防火規范》，所以無論是設計單位還是建設單位要過這一關都要費盡口舌，有時甚至要被罰款。

1.2.2 關于三氧化硫磺化車間的火災危險類別

根據《石油化工企業設計防火規范》P89之規定，三氧化硫磺化車間的火災危險類別為乙類。這一定性就與實際情況存在明顯差距。

對此，洗滌劑行業的磺化專家在幾年前就曾致信該規范的編委會，詳細說明三氧化硫磺化車間原料、生產過程、產品的性質和多年以來的實際生產情況，建議將三氧化硫磺化車間的火災危險類別定為丙類。經過了半年時間，該規范的編委會對上述建議給予了回復，同意將三氧化硫磺化車間的火災危險類別定為丙類，并出具了依據性文件。所以，現在的三氧化硫磺化車間都按照丙類進行設計。這實際上是在保證安全的基礎上，為建設方贏得了實際利益。

2. 洗滌劑工廠的主要建設內容

在進行洗滌劑工廠的廠區布置設計之前，必須首先確定工廠的主要建設內容。目前，我們國內的洗滌劑工廠通常建設有生產裝置、倉儲設施、公用工程設施、廠區工程和廠前區幾個部分。

2.1 生產裝置

根據企業的側重點不同，我國洗滌劑工廠生產裝置的設置也有所不同。不過，通常會有如下一些生產車間，或是其中的一部分：洗衣粉車間（含濃縮粉），三氧化硫磺化車間（含多種表面活性劑），液體洗滌劑車間，小批量的液洗車間，皂類成型車間，泡花堿車間及其他。

2.2 倉儲設施

倉儲設施具體包括：液體物料罐區及泵房，固體原材料倉庫，成品倉庫，特殊原料庫，五金庫，固體廢料庫，干煤棚（煤主要用于高塔洗衣粉生產）等。

2.3 公用工程設施

洗滌劑工廠配套的公用工程設施有：變配電所，壓縮空氣站，蒸汽鍋爐房，供水，消防水，循環冷卻水站，污水處理場等。

2.4 廠區工程

廠區主大門及門衛，貨運大門及門衛，地磅及地磅房，廠區綜合管線（含架空管線，給排水、電纜、照明等埋地管線），廠區道路，綠化及圍墻。

2.5 廠前區

辦公樓，食堂，浴室，倒班宿舍。

3. 主要建筑物的火災危險類別分析

根據所處行業的特性，洗滌劑工廠建筑物也有著自己的要求。經過多年的發展，我國洗滌劑工廠的建筑已逐漸形成了自己的特點和風格。表1介紹了洗滌劑工廠建筑的特點及其火災危險性分類，這對于做好廠區布置具有重要意義。

4. 洗滌劑工廠的廠區布置

曾有工廠設計專家指出：“一個優秀的工廠總圖布置，應該是在滿足建設項目生產規模的前提下，具有最簡化和便捷的生產流程，能量消耗最少的物料和動力輸送；最有效地利用建設場地及其空間；最節省的投資和運行費用, 最安全和最滿意的生產和工作環境”。這段話同樣適用于洗滌劑工廠的廠區布置。但洗滌劑工廠的廠區布置涉及到很多內容，想要徹底講明白也真不容易。在此，我嘗試從幾個點入手來談些感受和體會供大家參考，由點到面拓展思路。

4.1 廠區的整體布置

我們都知道，工廠總圖設計一旦實施鑄成事實就具有不可變更性, 若想改變將付出巨大的代價。因此, 總設計師必須從工程項目的總體和全局著眼，把握住工程的總體布局和廠區布置。

4.1.1 廠區地面標高

廠區的地面標高最少要高于四周市政道路標高150～300mm，以防止雨季廠區被淹。在這方面，洗滌用品行業的多數項目都做得比較好，但個別項目由于各種原因做得不很理想。

表1 主要建筑物火災危險性分類表

4.1.2 廠區大門、道路及圍墻

根據洗滌劑工廠自身的特點，廠區大門一般至少設置一個客流大門和一個物流大門。具體怎么做，還要根據建設場地的實際情況而定，有的要參照風水學家的意見來確定大門的位置和數量。一般來說，《規劃設計條件》會要求將大門設在市政交叉路口處，廠區大門的位置距離與之垂直方向市政道路中心線應大于70米。設計時應注意到這一點。

廠區主要貨運道路的寬度可根據工廠的規模，選擇12米或9米寬，一般道路可為6米寬，消防通道可為4.5米寬。

對于廠區圍墻，近些年的《規劃設計條件》通常要求做成通透式圍墻，就是隔幾米立一個柱，柱之間是鐵欄桿。高度為2.2米左右。

4.1.3 廠前區布置

洗滌劑工廠的廠前區一般設有辦公樓、食堂、浴室、倒班宿舍等設施，是人員集中的區域。因此，應盡可能地將廠前區布置在廠區內地勢相對較高、上風向的位置。這樣，可以避免積水和受不良環境因素的影響。

盡管近些年來我國洗滌劑工廠的生產、生活環境與以前相比已經有了質的改變，各項環境保護指標均優于國家規定的指標，但考慮到停產檢修期間和故障期間的環境因素，廠前區的布置不合理還是會影響到員工們的生產、生活。廠前區如果有足夠的地方，應盡量設置一塊活動場地，如一個籃球場、一個羽毛球場，這樣可以豐富員工的工余生活。另外，食堂、浴室、活動中心既可以組合在一棟樓里，也可以單獨設置。

4.1.4 公用工程設施布置

洗滌劑工廠的公用工程設施一般情況會有變配電所、壓縮空氣站、蒸汽鍋爐房、供水、消防水、循環冷卻水站、污水處理場等。其中，變配電所、壓縮空氣站、蒸汽鍋爐房、供水、消防水、循環冷卻水站等應盡量布置在公用工程負荷的中心區域，還要盡量靠近最大負荷的裝置布置。

以循環冷卻水站為例，洗滌劑工廠多處需要循環冷卻水，但磺化車間是循環冷卻水用量最大的裝置。如果該工廠有兩套或三套磺化系統，那么就更是如此。所以，循環冷卻水站就應該盡量靠近磺化車間布置。

對于循環冷卻水站、壓縮空氣站等公用工程，必要時可以設置兩套。

污水處理場則應盡量布置在廠區地勢較低的下風向處，并方便于與市政（園區）污水管網相連接。

4.1.5 生產裝置的布置

如上所述，生產裝置常常是布置在公用工程設施的周圍。

洗滌劑工廠生產裝置的特點是：有些裝置是上下游的關系（例如，洗衣粉車間和液體洗滌劑車間就是磺化車間的下游裝置）；另一些裝置是平行關系（例如，洗衣粉車間和液體洗滌劑車間就屬于平行關系）；還有就是生產裝置與公用工程設施及生產裝置與倉庫之間的位置關系，不僅是平面布置而且在豎向布置時。這些因素都要予以充分考慮。其中，考慮的重點主要是，各種原料、產品、動力供應管線應盡量短捷流暢。

4.2 原料、成品庫房的布置

4.2.1 原料、成品庫房的設計

原料、成品庫房的布置是洗滌劑工廠廠區布置的重要環節。經過多年的實踐和不斷總結，我們認為：只要用地條件允許，采用大面積單層的輕鋼結構形式作為原料、成品庫房是最為適宜的。

輕鋼結構的造價相對較低，施工周期短。而采用單層結構的另一個好處是避免了原料、成品的垂直運輸。洗滌劑工廠的原料、成品的運送量較大，采用平面運送要比垂直運送節約很多能源和勞動力。把每天節約下來的能源和勞動力累加起來，一年能夠節省一筆可觀的開支。

實際上，從廠區的合理布置中，我們可以獲得很多平時沒有注意到的經濟效益。我們了解到，洗滌用品行業的一些跨國公司，如寶潔和聯合利華也是這樣設計的。現在，有些廠家已開始采用全自動化立體倉庫作為原料、成品庫，但目前還不普遍，也需要經過實踐檢驗。

4.2.2 原料、成品庫房的布置

以10萬噸/年洗衣粉車間和15萬噸/年液體洗滌劑車間為例，原料、成品庫房的面積估算分別為：洗衣粉裝置用原料、包裝材料及成品庫房面積約22000m2；液洗裝置用原料、包裝材料及成品庫房面積約16000m2。

此外，空瓶庫的面積不宜太大，因為空瓶的體積量大，不方便儲存，如果做空瓶庫，其火災危險類別是丙類，要求比較高。所以，有一些生產廠家根本就不單獨設置空瓶庫，而采用隨用隨運的方式或只做少量臨時儲存。

因此，這樣規模的一個洗滌劑廠，其原料、成品庫的面積就大約需要38000～40000m2。

從物流輸送流暢、輸送距離短捷方面的要求考慮，原料、成品庫房應盡可能地與生產車間組合在一起布置。例如，洗衣粉車間盡可能與洗衣粉原料、成品庫房組合布置；液體洗滌劑車間盡可能與液體洗滌劑原料、成品庫房組合布置，或者將洗衣粉原料、成品庫和液體洗滌劑原料、成品庫房組合布置。這樣安排的目的是努力做到原料、成品一次出入庫，避免在廠區內交叉搬運，從而在很大程度上可降低產品的成本。

4.3 原料以及成品裝卸站臺的設計與布置

原料、成品裝卸站臺的布置和設計也是洗滌劑工廠廠區布置的重要環節，對日后工廠的日常運行和管理將起到重要的作用，也影響到工廠的運營成本。

以上面所說的洗滌劑工廠為例，規模為年產10萬噸洗衣粉和15萬噸液體洗滌劑的工廠，其每年的總運輸量約為48～50萬噸，其中運入量19萬噸、運出量30萬噸。這樣，平均每天就有1600噸的物料要在這個站臺進行裝卸作業，量相當的大。同時，原料、產品的包裝特點是：除洗衣粉部分為噸袋外，其他大部分包裝單件重量輕、數量多（成品8～15kg/件，原料20～50kg/件）。所以，裝卸站臺的設計與布置就很重要，直接關系到日后工廠的運營成本和勞動強度。

從2005年實施的某個項目開始，我們與業主就怎樣設計和布置原料、成品裝卸站臺的事宜做了認真、細致、深入的研究和討論，充分地交換了思想，達成了共識。在后來的一系列項目的裝卸站臺設計中，我們都沿襲了這一思路。經過多年生產實踐的檢驗，證明這一思路是正確的，用戶也很滿意。項目投產后，廠區物料裝卸、搬運的費用比其他生產基地都有明顯的節約。

4.3.1 裝卸站臺的設計

裝卸站臺宜采用高站臺設計：裝卸站臺的地面標高與原料、成品倉庫的標高相同，比停車場地面的標高應高出1.3～1.4m。車輛停靠站臺時，車艙底面與站臺基本同高，大車和小車的高度有所不同，可以通過一個升降調節板調節過度到等高。這樣，手推車或叉車可以進入車艙內裝卸貨物，從而實現了貨物的水平方向裝卸，最大限度地避免了垂直方向的裝卸量，大大減少了勞動強度。

裝卸站臺的寬度一般為5～6m。這樣，叉車可以在站臺轉彎，叉車進出倉庫也很方便，有利于產品的配貨和配好貨產品的臨時停放。

裝卸站臺的長度應根據原料、成品倉庫的長度和實際需要而定。一般來說，從原料、成品倉庫的兩端各縮進一跨的位置起都可以作為裝卸站臺使用，這個長度可以是幾十米，也可以是一百幾十米。我們承擔設計過的項目，小一點的有80～90m長，大一點的有140～150m長，視產量規模酌情確定。

裝卸位可以根據倉庫的建筑跨距，每跨或每隔一跨設一個裝卸位。

4.3.2 裝卸站臺的布置

根據廠區的地形和總體布置，裝卸站臺宜布置在原料、成品倉庫的一側，距離貨運大門比較近、方便貨車進入的位置上。

裝卸站臺和臨時停車場一起構成裝卸作業區，停車場則應盡量布置在地勢較低的位置上。停車場可以布置在兩座原料、成品倉庫的中間，即兩座倉庫共用一個停車場，這時的停車場寬度可以在30m左右；停車場也可以布置在兩座原料、成品倉庫的同一側，這時的停車場也要有足夠的面積，其寬度也宜在30m左右，以車輛在車場內掉頭、轉彎比較自如為準。

總之，裝卸作業區的設計和布置要以節約裝卸運輸成本和降低勞動強度為基本準則。

5. 結束語

1. 按照原料和產品的包裝規格的特點，采用“高站臺”的做法是可取的，暢順、短捷的物流設計有利于提高裝卸效率、降低勞動強度和裝卸運輸成本。

2. 根據洗衣粉、液體洗滌劑產品的工藝和物流特點，把生產裝置和倉庫等輔助設施有機組合成“聯合廠房”的形式很有必要。這是避免廠內交叉運輸、縮短水平搬運距離的有效方法。“聯合廠房”體量大，建筑外形高低有別，錯落有致，有利于提升企業的外觀形象。

3. 洗滌劑工廠的廠區布置最終將體現在總圖運輸專業的“總平面布置圖”上。總圖運輸專業作為總圖設計的主體專業，要考慮的問題涉及到方方面面，需綜合考慮。做出一張令業主完全滿意的“總平面布置圖”不是一件簡單的事，需要我們從事這項工作的工程師們不斷思考、不斷學習、熟悉工廠、經常與業主方交流，豐富自己的知識。