設(shè)計在鋼鐵廠總承包投資的優(yōu)化實例

王 鵬

（中冶東方工程技術(shù)有限公司 煉鋼事業(yè)部，山東 青島266555）

工程總承包為Engineering、Procurement、Construction，設(shè)計、采購、施工總承包，簡稱EPC。是指從事工程總承包的企業(yè)受業(yè)主委托，按照合同約定對工程項目的勘察、設(shè)計、采購、施工、試運行（竣工驗收）等實行全過程或若干階段的承包。 工程總承包企業(yè)對承包工程的質(zhì)量、安全、工期、造價全面負責(zé)。

鋼鐵廠總承包，動輒幾十億的投資。 同樣的配置，相同的產(chǎn)能，不同的設(shè)計思路或者理念可能導(dǎo)致投資的改變。

通過工程總結(jié)，在設(shè)計工作中可以在如下環(huán)節(jié)進行優(yōu)化處理。

1 基建方面

對于同樣的產(chǎn)能和工藝，設(shè)備的配置大同小異。 如果能夠優(yōu)化各設(shè)備布置，在保證工藝流暢和使用功能的前提下，實現(xiàn)緊湊布置，不僅能減少總圖占地，縮小建筑面積，而且也節(jié)約了基建費用。

筆者2008 年參與東南亞某國的煉鋼連鑄車間的總承包設(shè)計。 由于前期合同額、匯率、進度等多方面因素的影響，在基本設(shè)計階段，經(jīng)過概算部門的成本核算，該總承包工程已經(jīng)處于非盈利狀態(tài)。為此，公司開始著手考慮設(shè)計優(yōu)化。 作為工藝專業(yè)，設(shè)計在考慮整個車間物流（包括能力匹配、路徑）、時間流（包括高爐轉(zhuǎn)爐的匹配、運輸方式的選擇）、能量流（主要指溫度方面）等各方面通順的情況下，不影響業(yè)主使用功能，確定消減煉鋼連鑄車間的面積。通過優(yōu)化設(shè)計，減去一些不必要的準(zhǔn)備空間，通過多個布置方案的優(yōu)選對比，最終達到設(shè)備布置緊湊合理，各功能分區(qū)明確，將煉鋼連鑄車間的面積優(yōu)化了～17%。 按照當(dāng)時的核算，僅此一項，就可減少幾百萬的基建費用。

2 控制設(shè)備供貨能源介質(zhì)用量

對于冶金行業(yè)，在采購一些成套設(shè)備時，往往只是關(guān)注設(shè)備的重量、價格及質(zhì)量，其他因素一般很少考慮。 筆者認為，綜合評價考核成套設(shè)備至少還可以從如下兩個方面入手：

2.1 供貨商所提供的各個能源介質(zhì)用量

各供貨商一般只是精于設(shè)備的設(shè)計及制造，能源介質(zhì)的用量是否經(jīng)濟合理往往被他們忽略。為避免自己的設(shè)備在運行的過程中出現(xiàn)問題，供貨商經(jīng)常會給能源介質(zhì)用量加上安全砝碼，一再放大，而不是適量提供。

煉鋼連鑄車間的成套設(shè)備比較多， 而且每個能源介質(zhì)用量比較大，如果每個設(shè)備多加10%的用量，不僅公輔設(shè)備的處理能力及數(shù)量會相關(guān)聯(lián)地增加，公輔設(shè)施的基礎(chǔ)及占地面積也會相應(yīng)增大，而且各介質(zhì)輸送管路的系統(tǒng)設(shè)計也會隨之放大，這些關(guān)聯(lián)因素最后都會隱性地反映在總承包的投資里面。因此，在能源介質(zhì)方面需要設(shè)計把關(guān)，找供貨廠家索要依據(jù)，對于能源介質(zhì)用量偏差比較大的，需要重新核算。

對于一些需要無油無水的氣動設(shè)施用氣，可能的情況下，盡量使用氮氣代替壓縮空氣。因為鋼鐵廠所用的壓縮空氣一般都無法直接供給氣動設(shè)施用氣，需要經(jīng)過過濾處理后，先除去油水后才可以使用。而鋼鐵廠的氮氣是制氧的伴生品，且制氧機的氮氣產(chǎn)量大于鋼鐵廠的實際用量，多余的氮氣大量放散，造成浪費。而這些多余的氮氣代替無油無水的壓縮空氣，不僅節(jié)約能源，還可以節(jié)省設(shè)備投資。在中東某項目中，在與設(shè)備廠家溝通后進行設(shè)計優(yōu)化，多處設(shè)施使用氮氣代替無油無水的壓縮空氣，經(jīng)初步估算，約減少投資2%。

2.2 供貨商所提的土建資料

各設(shè)備供貨商一般不提供基礎(chǔ)等土建設(shè)施建設(shè)，沒有該部分的成本核算壓力，在提土建基礎(chǔ)載荷及平臺載荷的時候，就有些保守，其結(jié)果就是導(dǎo)致土建設(shè)計的不合理和投資的提高。

作為工藝專業(yè)，銜接供貨商和土建設(shè)計的紐帶作用就顯得至關(guān)重量。在設(shè)計過程中，需要重重把關(guān)，結(jié)合規(guī)范，再經(jīng)過適當(dāng)?shù)挠嬎?，核對供貨商提供的荷載的合理性，并最終確定合適的載荷。有些時候，過大的載荷對于地震烈度大的地區(qū)， 土建專業(yè)通過軟件都沒法生成模型圖。筆者設(shè)計中東某國的一個項目，廠家提來的料倉載荷過大，導(dǎo)致平臺梁無法布置，經(jīng)過核算，載荷已超過了滿倉料倉的重量，經(jīng)過與供貨商溝通，最終將載荷大幅減小，保證了設(shè)計的合理性。而且過大的載荷也會導(dǎo)致地下基礎(chǔ)林立，浪費大量建材，這些也是可以避免的隱性投資。

3 新工藝的采用

采用一些新的工藝，既可達到節(jié)能減排的目的，同時也可以節(jié)省設(shè)備投資。

舉一個小例子，對于煉鋼車間的轉(zhuǎn)爐及周邊的設(shè)備中壓冷卻循環(huán)水，原先采用的工藝是無壓回水。 采用這樣的回水方式是想到讓水的循環(huán)冷卻效果更好。該工藝在回水部分需設(shè)置回水箱以及轉(zhuǎn)爐回水提升泵站。 提升泵站有如下的設(shè)施及設(shè)備：回水池、水泵。 回水池為地面上的一集水坑，每個回水池需配備～3 臺水泵（2 用1 備）。工作流程是：無壓回水由于勢能的作用， 由主操作平臺上的回水箱中流入該集水坑，再由水泵將集水坑中的水打回至冷卻水塔，進行冷卻。目前在煉鋼車間，絕大多數(shù)設(shè)備采用有壓回水，冷卻效果也有保障。基于此方面的考慮，在中東某項目中，筆者經(jīng)過分析計算，決定采用有壓回水的冷卻水循環(huán)方式。 一個小方面的工藝改變，可以減少回水箱及轉(zhuǎn)爐回水提升泵站的投資，轉(zhuǎn)爐的回水壓力也能夠有效利用，直接上冷卻塔，起到了節(jié)能減排的功效。

以上是筆者在參與鋼鐵廠總承包設(shè)計時的一些總結(jié)心得。由于參加的工程不多，經(jīng)驗積累不夠，在此拋磚以引玉。也希望同行們能精細化設(shè)計，為社會的節(jié)能貢獻自己的力量。