利用废弃场地建造大型水泥厂

　　随着国民经济的高速发展，土地资源的合理使用越来越被重视，保护耕地的任务更为艰巨。占用大面积农田建水泥厂，特别是建造大型水泥厂，会造成土地资源的浪费。所以越来越多的水泥厂选择利用废弃场地作为建设厂址。利用废弃场地建厂会给工厂建设带来许多的困难，可能增加投资和加大建设难度．但对节约土地资源，保护生态具有重大意义，具有很大的经济效益和社会效益。以下就中国水泥厂有限公司2×5000t/d生产线建设，浅谈一点在废弃场地建厂的设计体会。

　　1 工厂历史背景     

　　中国水泥厂有限公司，位于江苏省南京市龙潭镇东部。该厂始建于1921年，原有五条湿法回转窑水泥生产线，水泥最高生产能力曾达到50万t/a。1996年建成2000t/d预分解窑生产线，并在1999年先后废除两条湿法回转窑，到2000年形成水泥年生产能力95万吨。2000年中国水泥厂由海螺集团公司并购，拟在厂区范围内建设两条5000t/d水泥熟料生产线和1 50万t/a水泥粉磨站，以替代原有高能耗的三条湿法回转窑，建新废旧后使水泥生产能力达到500万t/a以上，给80年老厂注入新的活力。由于新线规模较大，在老厂生产线区域内布置将影响原有生产线的正常生产，所以选择利用该厂一个曾在上世纪开采了近50年废弃的砂岩矿做建设场地，项目占地面积约19ha，区内地貌为低山丘陵，地形地貌高低起伏大且土石方工程量较大，并存在着4条断裂带不良地质构造。复杂的地形地貌和工程地质状况给设计工作带来了很大的困难。在设计开始后，建设场地平整和地质勘探并没有一次完成，而是随着设计进展，原有面积不足，不断根据设计需要进行场地平整和补充勘探。

　　2  项目设计内容及工艺要求     

　　该项目设计工作内容为2×5000t/d水泥熟料生产线及150万t/a水泥粉磨系统n生产线的主要生产方案是：石灰石从矿山破碎后直接送至厂内石灰石预均化库内均化及储存．均化后送至原料调配库。砂岩破碎后直接送至原料调配库。其它辅助原料、混合材及燃煤来料．利用老厂原有的铁路运输进厂卸至铁路旁堆场，然后通过长胶带输送机送至原料调配库、水泥调配库及煤预均化库n由于老厂没有煤预均化设施．拟与2×5000t/d生产线共用一个原煤预均化库。因此，出煤预均化库的原煤除供新生产线外，还需送回老厂，供2000t/d生产线使用，此外砂岩及铁粉也需考虑预留至2000t/d生产线通道n原料粉磨采用辊式磨，经原料调配站搭配好的原料送人磨内，出磨物料经汇风箱及收尘器收集后送至生料均化库n出均化库生料经五级预热器、分解炉及西4.8mx72m回转窑煅烧后成为熟料．然后经篦式冷却机冷却后进人熟料库内储存。水泥粉磨为预粉磨系统，采用两套咖4.2m×11 m水泥磨，配用RPl 20-80辊压机。熟料除供水泥粉磨使用外，其余熟料通过胶带输送机送回老厂通过铁路火车散装出厂。成品水泥可经汽车散装出厂，也可送至包装后袋装出厂，水泥袋装成品站台利用老厂站台。

　　3 场地条件及设计

　　3.1 场地条件复杂     

　　建设场地是一个废弃的砂岩矿．北邻已有的两条铁路专用线，南面到青龙山灰岩矿北坡，东西长300m～600m，南北宽约400m，形状十分不规整。整个厂址南高北低、西高东低，基本是小山丘，且深坑高差很大．尽管很多的地方在砂岩矿山开采过程中已回填，设计标高还是从36cm到7.8m，高差达到28.20m。建设场地设计8个台段。全厂除主生产线外，基本上是每个车间各自一个台段。此外生产线建设场地的地基复杂，存在多条地质断裂。诸多的条件限制了生产线的布置，生产车间需根据场地及地质情况进行布置，且新建生产线与老厂关系紧密，因此车间布置受场地限制和老厂牵制，导致物料输送也相当繁乱。

　　3.2 输送廊道设计     

　　物料的输送既要满足2×5000t/d生产线要求，又要兼顾到送回2000t/d生产线。物料不仅需长距离来回交叉输送．还需跨过铁路和穿过台段，全厂仅胶带输送设备就46台(套)，输送设备长度达4.45km以上，全厂输送廊道设计十分复杂。为此设计时考虑尽量使输送廊能相互兼顾采用廊道多层布置，并且在一层上平行布置多条胶带输送机，形成平行多层布置及平行交叉布置。进出车间的输送转运站尽可能上下重叠在一起。另外，在走向布置方面有条件处尽量顺着台段布置。且沿着低的台段边走，使输送廊道看起来更紧凑整齐。经过精心设计建成后的输送廊道无论从实用功能方面还是美观方面，都取得了良好的效果。

　　3.3  生料均化库设计     

　　生料均化库通常设计是尽量靠近窑尾，目的是原料输送和窑尾喂料更加便捷，开始设计时均化库按正常布置靠近窑尾。但在施工中发现窑尾与均化库之间正好有一条地质裂缝，只能将均化库与窑尾拉开了一段距离，可拉开距离后的均化库位置正处在台段半坡，另一半基础已落在回填土上，对库的安全及施工很不利，最终确定把均化库基础整体外移5.0m至下一个台段。但为保证工艺的顺畅，在基础施工后回填至上一个台段，使均化库的出料部分仍布置在与窑尾同一个台段。这样生料均化库基础深近1 8m左右，尽管设计难度很大，最终确保了工艺流程通畅。

　　3.4  熟料库设计     

　　熟料库的设计曾是设计中一个争论焦点，因为熟料库所处位置是一个南北宽75.0m左右孤立的砂岩小山丘。曾经设想直接利用天然山体做为熟料库，在山顶上挖一个直径西60m的深坑，坑壁做混凝土库壁  及防水层，顶部加上防雨顶盖，然后底部做3条出料隧  道，其形式相当于一个加高的φ60m~40.5m熟料库，由  于库壁可以做高20m以上．熟料储存量可以达到正常  φ60m熟料库储存量的1.5倍。为实施此方案，由地勘部门对小山丘再次进行工程地质勘探工作．其结论意见是：确定熟料库位置正处于抗震不利地段，孤立的小山头可能在今后甚至施工爆破过程中造成顺层平面滑坡n地质构造属于砂岩和页岩交互成层，岩体破碎抗水平推力较差，不能成为库壁，且泥质页岩层  渗水严重。最后从安全稳定性考虑，放弃了此方案。只能将山丘从57.0m削平至36.0m建造一座熟料库，分为上下两部分，上部分为常规的西60m×40.5m熟料库形式，下部借助山体优势，从36.0m平面往向下多挖6m深，然后再做3条出料隧道，这样比常规咖60m熟  料库增加储量近15%。尽管本工程没能实现利用天然山体做熟料库的方案，但这是个大胆的开阔思路的设想。如果能顺利实施将在我国水泥熟料储存库形式方面首开先河。在减少投资和工程量方面都不失为一个好的方案，可为今后的设计所借鉴。  

　　4 设计几点体会

　　4.1 老厂改造尽量利用废弃场地建新厂     

　　随着水泥工业的不断进步，许多高能耗，低环保的老水泥厂需要技术升级改造，工厂往往有一些形状不规整，没有完整性的场地，因不好使用而一直被搁置，这是一种很大的资源浪费，建造新厂时应尽量考虑利用．尽管建设有更多难度及投资增大，但对保护资源是值得做的工作。如何合理利用各种废弃场地将会成为未来水泥厂建设的新课题。

　　4.2  因地制宜设计生产线     

　　由于废弃场地多为不规则地形或不良地质构造，布置往往不能按常规方式设计，要根据地形地貌，因地制宜合理布局生产车间，再根据场地实际情况由工艺与总图专业结合反复调整修改，有时即使按开始设想的方案完成设计，但与实际场地结合后，发现新问题而推翻原方案重新设计，只有不厌其烦地修改，才能真正充分利用好场地，做出最佳的设计方案。

　　4.3 设计力求实用美观工艺通畅     

　　因为诸多的条件限制了生产线的布置，车间布置及厂区输送会较复杂，如果与老厂有牵连，设计会更加复杂．设计难度会更大。如果布置不当，会使全厂显得很凌乱．因此设计中需综合考虑各种因素，努力利用地形条件，力求使设计在满足生产要求且工艺流程顺畅外，更加美观一些，其结果是在废弃场地上建造的工厂也同样整齐、紧凑、美观。    
中国水泥厂有限公司利用废弃土地，建设的2×5000t/d水泥熟料生产线和粉磨站，获得很大成功。从2003年初开工至2005年2月，两条5000t/d生产线利用不到三年时间先后建成投产验收。经过技术攻关，5 000t/d的生产线已日产达到近6000t，2006年生产水泥500万t，产值8亿元，利润达1亿元，取得了理想的生产效果。随着科学技术的发展，利用废弃土地建造大型水泥厂，发展前景广阔，可以获得很好的经济效益和社会效益。

总平面图