賴幸梁

中海油石化工程有限公司 濟南 250101

隨著我國石化和化工企業(yè)迅速發(fā)展，企業(yè)需求已從生存型階段進入生活型階段，下一步將進入生態(tài)型階段，需求層次、需求內(nèi)容、安全意識、環(huán)保和消防等級等各方面要求越來越高，從而要求總平面設計考慮得更加全面。一般的總圖布置難以體現(xiàn)布置的平衡性，即有定性無定量，無法量化總圖布置。針對以上情況，總平面布置需要采用系統(tǒng)布置方法進行設計。

系統(tǒng)布置設計方法是一種最早應用于工廠設計的系統(tǒng)布置設計方法,它具有很強的條理性,是一種把物流分析與工藝分析相結合、以求得合理布置的技術，最終能布置出準確、合理的總平面布置。運用系統(tǒng)布置設計方法，首先對項目的實地自然條件進行分析，再對項目組成進行全面了解，并且根據(jù)工藝系統(tǒng)的PID分析出全廠工藝流程圖，以及全廠的物流統(tǒng)計表；之后經(jīng)過整理分析各組成的相互關系，繪制出點對點的關系布置圖；再根據(jù)各裝置單位的一些屬性和面積，繪制出面積關系布置圖，依據(jù)面積關系布置圖布置初版的總圖布置方案；再加入一些外部因素和制約條件，就可以得出詳細而準確的總平面布置。

1 項目簡介

某化工企業(yè)主要產(chǎn)品為氯化吡啶，氯化吡啶是生產(chǎn)許多農(nóng)藥、醫(yī)藥、染料、防霉劑、防腐劑等精細化學品和專用化學品必需的中間體，應用范圍很廣。本項目技術提供方為美國某公司，目前氯化吡啶生產(chǎn)工藝國內(nèi)全部處于實驗室階段，國內(nèi)還未有參照實例，工程涉及物料多為易燃、易爆、高毒、強腐蝕的化學品，工程技術難度很大，總平面布置需考慮因素較多，從而對總平面布置的要求也較高。

2 自然數(shù)據(jù)收集及分析

一般在項目初始階段，首先需要對項目所在地進行詳細了解，以便選址?，F(xiàn)在大多數(shù)項目都不需要工程單位進行選址，導致大多數(shù)人忽略了這一重要工作，但是不論是否需要進行選址，都要對所在地進行了解及分析。自然數(shù)據(jù)的收集是第一步，收集內(nèi)容見表1(但不僅限于表中內(nèi)容，可根據(jù)項目實際情況進行相應的增加及調(diào)整)。

自然數(shù)據(jù)收集完成后需要進行逐項分析，例如對于地質(zhì)情況不均勻、局部地質(zhì)情況較差的區(qū)域，在總平面布置過程中就應盡量設置較輕的設施。

3 基礎數(shù)據(jù)收集及分析

基礎數(shù)據(jù)收集分析主要是對項目所在地除自然數(shù)據(jù)外的其他資料進行整理分析，收集內(nèi)容見表2(但不僅限于表中內(nèi)容)。

通過對自然數(shù)據(jù)及基礎數(shù)據(jù)的收集分析能統(tǒng)計出對本項目的全部限制條件，從而在總圖布置過程中進行考慮，防止遺漏情況而造成總平面布置的不合理。

4 項目組成分析

表1 自然數(shù)據(jù)表

表2 基礎數(shù)據(jù)表

一般石化行業(yè)的項目組成都比較固定，但是如果是精細化工行業(yè)，其組成較為多變，則需要對項目的組成單元進行梳理及分析，了解整個項目的情況，并且對每個組成單元的生產(chǎn)類別、耐火等級、裝置特性、裝置防護特性、消防、安全、環(huán)保、安裝、檢修等方面進行梳理分析。

5 工藝流程分析

因為進行總平面布置的目的是為了達到項目的工藝需要，所以總平面布置的來源是項目的工藝，需要根據(jù)工藝的PID條件，對項目進行詳細了解，最終繪制一張全廠性的工藝流程圖來直觀地反映項目的工藝流程。該工藝流程圖中需要體現(xiàn)出工藝物料的特性，例如易爆、高毒、低溫、高溫、高壓、強腐蝕等。全廠工藝流程見圖1。

按照工藝流程圖進行分析，這里把工藝流程分為六個等級(絕對重要、特別重要、重要、一般重要、不重要、遠離)，其中主要工藝流程等級最高，其余的等級按照物流的特性進行劃分，對兩裝置之間沒有聯(lián)系的定義為不重要，按照規(guī)范的要求需要遠離的兩個裝置等級最低，但是對易爆、劇毒、低溫、高溫、高壓等特殊流程需要進行修正，等級需提到最高，以提供項目的安全性，全廠工藝流程分析表圖見圖2。

圖1 全廠工藝流程圖

圖2 全廠工藝流程分析表圖

6 物流運輸分析

石油化工行業(yè)中有的工藝流程同時也包含了物流運輸，這里的物流不只是汽車運輸，根據(jù)項目的不同，涵蓋的內(nèi)容也不相同，包含了公用工程管道運輸、汽車運輸、人工搬運、皮帶運輸、電儀輸送等方面。本工程僅涉及公用工程管道運輸，物流統(tǒng)計表圖見圖3。

按照同一物料單獨分析的原則進行分析，把運輸量劃分成五個等級來進行排序，并填入表格，物流分析表圖見圖4。

7 合并分析

分析完工藝與物流后會發(fā)現(xiàn)，兩者之間必然存在部分沖突，為了解決這個問題，需要引用加權值，在不同項目中加權值也會不同，一個項目中確定了加權值也就是選擇好了偏重方向，一般選擇范圍是1∶3～3∶1。如果比值大于3∶1，意味著物流關系占主導地位，設施布置只考慮物流即可;當比值小于1∶3時，說明物流的影響很小，只考慮非物流關系即可。實際情況下，根據(jù)兩者的相對重要性，比值可為3∶1，2∶1，1∶1，1∶2，1∶3，本項目根據(jù)以往的項目經(jīng)驗偏重于工藝流程，工藝流程與物料流程的加權值定為3∶1，經(jīng)過統(tǒng)計換算，得出的分數(shù)將轉(zhuǎn)換為最終的等級。計算公式是：工藝等級×加權值+物流等級×加權值=最終等分，五個等級代表的分數(shù)是A(4分)、E(3分)、I(2分)、O(1分)、U(0分)，合成分析數(shù)據(jù)見表3。

圖3 物流統(tǒng)計表圖

圖4 物流分析表

表3 合成分析表

8 總平面布置

根據(jù)最終的合成分析表，把最終的等級轉(zhuǎn)換成線寬來體現(xiàn)，按照實際比例繪制項目的各裝置組成單體，以及項目初期收集的自然資料及基礎資料等條件進行總平面布置，見圖5。

9 結語

采用系統(tǒng)布置方法與傳統(tǒng)的總圖方案設計相比較，有一套完整的設計流程?？蓽p少設計過程中出現(xiàn)遺漏問題，不僅提高了總圖布置的合理性，也提高了全廠的安全、環(huán)保等級，有利于企業(yè)的安全生產(chǎn)與健康發(fā)展。

圖5 總平面布置方案圖