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年产30万t铜冶炼生产线工厂设计技术实例!

2020-07-14 18:26230

年产30万t铜冶炼生产线工厂设计技术实例!

贵溪冶炼厂经过20多年的发展壮大,已成为具有世界先进水平、全国单厂生产规模最大的铜冶炼厂,至2003年9月贵溪冶炼厂三期工程全面建成投产,工厂综合年产铜能力达到40万t,居全球前十位。秉承“用未来思考今”企业核心理念,与是俱进,按照2000年时任副总理的吴邦国同志视察江铜时提出的要把江铜“做大、做强、做好”的指示,紧跟当今世界铜工业发展步伐,瞄准“创建世界一流矿业公司”的发展战略。

年产30万t铜冶炼生产线工厂设计技术实例!

为实现到2010年江铜集团公司的阴极铜产量达到70~80万t、销售收入力争达到300亿元的世界一流矿业公司的目标,江西铜业公司审时度势,抓住机遇,决定在原厂址的西侧兴建年产30万t铜冶炼工程项目,该项目被列入江西省2005年开工建设的十大重点工程。


工程于2007年8月顺利投产,笔者结合该工程总图专业设计实践,从以下4个方面分别阐述了该工程总平面设计的特点。江铜年产30万t铜冶炼工程生产工艺主要流程线路有2条:


第一条是备料系统→熔炼车间→电解车间→(成品库+铜加工);


第二条是熔炼车间→收尘系统→制酸系统→仓储系统→硫酸外运。


从以上2条工艺流程线路不难看出熔炼车间布置的合理与否直接关系到整个厂区的总平面布置。结合厂区用地外形呈直角三角形的情况、厂区主导风向为东风的气象条件以及原有冶炼厂总平面,熔炼车间布置在厂区中部,东西轴从东向西依次布置备料系统、熔炼车间;南北轴从南向北依次布置电解车间、熔炼车间、收尘系统、制酸系统。这样布置既使厂区物料流向与生产工艺流程相吻合,又避免了厂内货运与厂外货运相互干扰,使物料运输短捷、安全、顺畅,而且节约了厂区用地。


同时实现了生产与运输的统一,也避免了人流与物流的交叉干扰。此外,根据血料系统车间、熔炼车间、电解车间厂房建筑体量大、建筑外形视觉感受高大宏伟的特点,三厂房较为集中的布置使冶炼厂建筑群体空间具有较强的美学感观,给人以大型冶炼厂的认知感。


贵溪冶炼厂位于贵溪市东北部,东经116°41′~117°28′、北续27°51′~28°38′之间,信江的中下游。西距省会南昌130km,南距赣州423km,西距新余241km,北距景德镇141km,处于江西鹰潭铜产业循环经济基地的南部。沪瑞高速公路从本区北侧约1km处穿过,是贵溪市现状对外交通北部的门户,对外交通十分便利。


30万t铜冶炼系统厂区全年外部货物运输量为263.43万t,其中运入113.56万t,运出149.87万t。全年内部货物运输量总计为158.33万t。该工程新增铁路到发运输量约为190万t/a,其中杂铜、硫酸、阴极铜的物料运输均由原铁路承担。本次厂区设计铁路承运物料铜精矿、熔剂及渣选尾矿的货运量约134.5万t,按各物料属性及生产作业要求共设置了3股道,分别是铜精矿卸车线、过磅线及尾矿装车线。厂外部分仅在原线路所增设1股停车线,同时设置1股总仓库区作业外部联络线,以便提升原铁路运输作业效率。工程新增铁路总长度为2395m,其中铺轨长2245m。


厂内铁路标准按工业企业铁路Ⅱ级设计,线路最小平曲线半径为200m,线路纵坡为0%,道贫采用9#单开道岔,轨道钢轨类型为43kg/m,轨枕数量为钢筋混凝土轨枕1520根/km。


厂内道路按三级设计,分别为主干路、次干路和支路(含消防道路),路网布置成方格网型式。沿南北方向设置了2条主干路,沿东西向布置了4条主干路。道路型式为城市型,路面宽度分别为:主干路10~15m,次干路6~7m,支路4~5m。道路转变半径采用9~15m,道路坡度取值0.1%~3%。道路路面结构为水泥混凝土路面,为减轻今后对厂区道路的养护工作量,根据冶炼厂多年生产情况对局部道路及堆场混凝土路面内配钢筋,根据交通量按一般行驶普通车(标准轴载为BZZ-100)计算,路面面层厚度取值22~30cm。全厂道路总长度为8920m,道路及堆场铺砌面积为8.31万m2。


随着市场经济竞争的日趋激烈,企业在不断改善生产力布局,不断优化生产工艺结构和产品结构的同时,对运输的效力和效益也提出了更高的要求,运输路径曲直系数也将逐渐变小。依据铜冶炼企业的自身特点,因地制宜、因势利导地选择安全、高效、快速、机动的物流输送方式,对于提高铜冶炼企业厂区物流动作效率具有十分重大的意义。


本工程铁路设计是在分析研究了现有铁路的运能、运力的基础上,在原线路所及新建厂区内扩建了铜精矿卸车线、铜精矿过磅线和渣尾矿装车线。这样在满足新增大宗物料铁路运输的前提下,对原有线路所已有股道功能及位置做了调整,并将平交道口的位置向西移动,这样既改善了平交道口的通行条件,又美化厂容和工作环境,也提高了调机生产作业效率。


工厂道路设计应充分考虑行车的安全性和路网的顺畅性,使工厂总体布局合理,物流短捷顺直,避免交叉迂回、倒运,降低物流成本,进一步提高工厂在市场竞争中的优势。此外,物料运输诸如皮带和管道输送等,也是铜冶炼企业内不可缺少的重要物流输送方式,也都需要纳入到厂区运输优化工作的全局,加以统筹规划。并根据它们自动化、连续化程度高的运行特点,注重完善有关贮存设施和相应辅助设备的装备水平,使其相互之间能力匹配、协调。 


任何工厂在建成投产后,由于产品的增加,规模等级提高,特别是工艺技术的发展,会打破原有生产的平衡,而使工厂不断发展。贵溪冶炼厂就是经过二十多年来多次改扩建,由1986年建厂初期的年产铜能力10万t/a提高到现在的70万t/a,江铜年产30万t铜冶炼工程本身就可以说是贵溪冶炼厂的扩建工程。本工程预留发展用地以满足工艺流程要求,实现生产运输高效、快捷、安全,提高工厂后期生产能力为前提。设计人员与业主进行多次商讨,决定总平面设计中专门为制酸系统预留一套完整的用地,工艺配套设施基本都进行了场地的预留。制酸系统的预留用地采用一期毗邻平行式预留形式,用地大小与一期相当,如此今后二期扩建对一期生产干扰影响小,而且建成速度可大大加快。


二期建成后,不仅成倍地提高了产量,而且两套设施可独立运行,生产安全、可靠。工艺配套设施如厂区各工段循环水系统、排风机房控制系统等预留用地采用在厂房的端头预留发展用地形式。此种预留型式在贵溪冶炼厂总平面设计时应用量广泛,具有灵活性好、可操作性强等优点,在厂区多次扩建及技改过程中得到了较好的验证。通过以上预留用地的形式就达到了近期布置紧凑、节约土地、远期发展合理的目的,同时也为企业今后发展提供了有力的支持。


由于本项目厂区管线涉及生活给水管、消防水管、循环水管、雨水管、生活污水管、场面雨水收集管、蒸汽管、氧气管、压缩空气管、软化水管、余热水管、燃油管、液化石油管、SO2烟气管、硫酸管、电力、电缆、仪表电缆、通信电缆、照明电缆以及铜精矿输送式皮带等几十种管线、照明电缆以及铜精矿输送管式皮带等几十种管线,空间上如何统筹安排是总平面布置较为棘手的难题。


通过研究各种管线的功能、特性及服务对象,在分类整理的基础上,汲收原冶炼厂管网布置中优秀的成果,针对本项目用地偏紧、管线架空敷设较为有利的情况,为便于今后的维护、检修作业以及竖向交叉、支管连接,避免因生产管理不善造成酸性水对地下管线的腐蚀、损坏,本工程管线除雨水管外,大部分采用共架综合敷设。这样既节约了用地,又使得综合管架如同纽带把各建筑物联系在一起,给人以延绵无限的恢弘气势。管架宽度1.5~5m,管架层数2~3层,结构采用钢结构桁架下置的复合支架设计形式,利用支架结构设计。


随着江铜年产30万铜冶炼工程2007年8月的顺利投产,铜冶炼生产能力突破了70万t,其规模效应日益显现,有利于铜基地持续稳定发展,符合循环经济及科学发展观的理念,对鹰潭市铜冶炼、加工、回收利用产业集群的形成有着重要的作用,对促进铜基地快速发展有着十分重要的资源、环境和社会意义。



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