河南某順酐廠區總圖設計要點

王會崇

（天津渤化工程有限公司，天津300193）

順酐是一種重要的化工物料，近年我公司承接了多個正丁烷法生產順酐項目，本人作為總圖工程師規劃了多個順酐廠區。本文將以河南某5萬t/a順酐廠區為例，從裝置區的布置、檢修、施工及吊裝場地、架空電力線路影響、污水處理場四個方面,與大家交流一下在設計過程中遇到的問題。該廠區為正丁烷法生產順酐，主要原料為正丁烷（火災危險性類別為甲A類），順酐裝置為甲類裝置。本項目屬于“兩重點一重大”（政府安監部門重點監管的危險化工工藝、重點監管的危險化學品和重大危險源的監管）項目，按照《國家安全監管總局住房城鄉建設部關于進一步加強危險化學品建設項目安全設計管理的通知安監總管三[2013]76號》本項目總平面布置需滿足《石油化工企業設計防火標準》GB50160相關條文要求。

1 順酐裝置區的布置

順酐裝置一般由鼓風機房、氧化單元、溶劑吸收單元、尾氣處理單元、裝置儲罐、裝置變配電所、裝置機柜間組成，根據《石油化工企業設計防火標準》GB50160第2.0.12條以上單元構成同一裝置——5萬t/a順酐裝置（甲類）。5萬t順酐裝置與廠區內裝置區外相鄰建、構筑物的防火間距按照《石油化工企業設計防火標準》GB50160第4.2.12條進行布置，裝置內各建、構筑物之間的防火間距按照《石油化工企業設計防火標準》GB50160第5.2.1條及相關規范進行布置。

從節約土地、管道等經濟性方面考慮,裝置內各建、構筑物最好能集中布置到一個地塊內；但從檢修、消防要求方面考慮到防止火災蔓延，減少財產損失等因素，大型裝置應用道路將裝置內設備、建筑物區進行分割。根據《石油化工企業設計防火標準》GB50160相關規定：5萬t/a順酐裝置四周設置環形消防道路，消防道路路面寬度為6m，路面內緣轉彎半徑為12m，路面上凈空高度不低于5m。裝置內設置貫通式道路，道路有3個出入口，分別位于東、西、北三個方向，道路的路面寬度為6m，路面上的凈空高度不小于4.5m，路面內緣轉彎半徑為6m。

裝置的控制室、變配電所為裝置的重要設施布置在裝置南側邊緣，位于爆炸危險區范圍以外相對安全的區域。裝置儲罐是為了平衡生產、產品質量檢測、或一次性投入而需要的在裝置內設置的原料、產品或其他專用儲罐，本項目的裝置儲罐總容積為660m3，集中布置在裝置區西北邊緣，盡可能地減少影響裝置生產的不安全因素，減少災 害程度。廠區總平面布置見圖1。

圖1 河南某順酐廠區總平布置面圖

2 裝置區檢修、施工及吊裝場地的布置

總平面布置需要根據檢修、施工及吊裝的需要布置檢修、施工及吊裝場地。本項目為滿足檢修需要在裝置區的東北角布置了維修場地，裝置罐區、尾氣處理單元與溶劑吸收單元之間鋪設硬化地面，該硬化地面上空管線凈空滿足維修車輛通行要求。

氧化單元反應器體積龐大，直徑約為6.5m，高度約為9m；反應器內并非空心，而是數千根很細的鋼管填充到里面，意味著反應器基本上是實心設備。每臺反應器相當于一幢30多m2的三層實心鋼樓，體積和質量均很大，無法在工廠加工完成后運送到施工現場，而需要將在工廠加工好的各設備構件運到施工現場，進行現場組裝，然后吊裝到氧化單元框架內。施工現場需留出足夠的材料堆放場地和吊裝場地。各構件為鋼材，材料堆放荷載大，反應器組裝期間及組裝完成后吊裝前需放置到荷載足夠大的地面上，以免地面不均勻沉降導致不方便組裝或吊裝，甚至設備損壞，為此根據該項目的地質條件，在擬建氧化單元的每個反應器旁邊與擬建廠區道路之間留出30m×10m的堆料場，用于堆放設備構件和重載地面用于放置反應器。堆料場內部、堆料場與承重地面之間設置變形縫（見圖2）。

圖2 堆料場與承重地面平面示意圖

堆料場按照重載地面進行設計，由上到下依次為：1）220mm厚的C20細石混凝土，配雙層雙向?8@200鋼筋,設置變形縫，縫寬20mm,深30mm,瀝青膠泥填縫；2）150mm厚3∶7灰土夯實；3）地基處理：去除回填土中雜物，用二八灰土300mm回填，150mm一層并分層碾壓，壓實系數不小于0.95。重載地面由結構專業設計基礎，由上到下依次為：1）800mm厚C30混凝土內添加15%的毛石基礎，周圈配筋；2）100mm厚C15素混凝土墊層；3）用300mm砂夾石換掉原來的老土。以上滿足《化工企業總圖運輸設計規范》GB50489相關要求：施工生產基地應具備施工機械和建筑材料等的運輸條件，并宜利用永久性鐵路、道路和水運等運輸設施和線路。施工用地宜利用廠區空隙地、堆場和衛生防護帶。施工用地內不得設置永久性或半永久性的設施。

3 架空電力線路對總圖的影響

當化工廠區周圍有高壓架空線路時，除了滿足高壓走廊寬度內不得建任何建筑物外，還需滿足倒桿距離的要求。該廠區南側圍墻外4.4m處為110kv高壓架空電力線路，在進行總圖規劃時應采取適當的避讓措施。《城市電力規劃規范》GB/T 50293規定：110kV高壓走廊范圍為15～25m，高壓走廊寬度內不得建任何建筑物；《石油化工企業設計防火標準》GB50160規定：廠區內甲/乙類液體罐組（罐外壁）、甲/乙類工藝裝置或設施（最外側設備外緣或建筑物的最外側軸線）與架空電力線路（中心線）之間應滿足1.5倍塔桿高度，丙類可燃液體罐組、裝置或設施的防火間距可按相應甲、乙類的可燃液體罐組、裝置或設施的規定減少25%。本項目根據廠區內外的實際情況并綜合廠區的總體布置，為節約土地、方便交通運輸將成品倉庫、成品罐區布置在廠區最南側，裝卸場地邊緣至架空電力線路中心線之間滿足高壓走廊的要求，結合廠外南側道路為順酐產品運出的必要通道，總圖布置時利用高壓線桿的倒桿作為裝卸場地及回車場，既滿足了倒桿距離的要求又充分利用空間節約了土地(見圖1)。

4 污水處理場設計要點

本項目污水處理場由業主委托給污水處理專業廠家進行設計，但總圖布置統一考慮。污水處理場設備廠家將污水處理場火災危險性定義為丁類，但廠家在介紹工藝流程時提到厭氧反應器會產生沼氣（甲烷，火災危險性類別為甲類，密度較空氣輕），但量比較小，且該設備為室外設備。考慮到厭氧反應器所產生的氣體量較少，為室外設備，空氣流通性好，無論從產生氣體的量還是積聚效應來講產生危險的風險都很低，該設備仍定義為丁類設備。厭氧反應器為密閉設備，沼氣從設備頂部的通氣孔釋放出來，設計時將厭氧反應器的氣體排放口作為釋放源劃分防爆分區，將其他建、構筑物均布置在防爆分區外，甲烷較空氣輕，防爆分區范圍較小。這樣即解決了釋放甲類氣體帶來爆炸危險的問題，又相對緊湊的布置了其他的建構筑物，節約了用地。

5 結語

通過對順酐廠區設計過程中裝置區布置、檢修、施工及吊裝場地、架空電力線路影響、污水處理場等幾個設計要點的探索，順酐廠區的總平面布置除考慮到廠區內部因素（比如檢修、施工及吊裝要求）外，還應該考慮到廠區外部各因素（比如架空電力線路）對總平面布置的影響；裝置區布置應滿足消防、檢修等各方面的要求；對設備廠家提供的資料（比如污水處理場）一定要仔細核實，弄清生產流程及參與生產的各物料的物理、化學性質，在單體及總平面布置時采取相應的措施。這樣綜合各影響因素設計出來的廠區總平面更科學、合理。