摘要：分析砖厂在建设过程中存在诸多因工艺布局不合理导致的问题，对新建项目提出工艺布局设计要点，指导企业从本厂实际出发，选择有资质的咨询设计单位合作，制定科学合理工艺平面设计方案。
关键词：工艺平面布局，工厂工艺设计，隧道窑，脱硫除尘
当前，土地资源日趋紧张，选址成为企业投资建厂的第一道关卡，很多企业只购买土地一项就占去项目总投资三分之一甚至更多。在这种情况下，厂区规划设计显得尤为重要，合理的工艺平面布局既可以避免浪费土地资源，节约投资，又可以使厂区紧凑、工艺流畅，降低企业运营成本。然而很多生产线却忽视了这一点，工艺布置混乱，毫无科学性可言，徒增建设投资。工艺平面布局设计是项目施工准备之初的一件大事，却往往被忽视，等到发现问题时又出现动一处而牵全局之尴尬局面，最为可气的是投资几千万的生产线建设完成竟找不到一份设计文件，投资没有依据，出现问题也束手无策。本文将分析砖厂在规划设计中容易出现的问题，并给出解决方案，以供企业和相关人员借鉴。
一 存在问题
1.1 投资者对工艺布置不重视
企业家在项目决策和准备阶段更关注生产线投资、产量、利润等问题，不会对工艺细节做过多研究，所以在决策土地面积、尺寸等问题时容易忽视生产工艺要求，给后续设计带来困难，如再遇上不负责任的设计方案，问题就更严重了。行业竞争日趋激烈，个别施工单位为承接工程而肆意附和甲方，误导决策，企业往往因为技术力量薄弱，无法辨别方案是否合理，又不能充分认识设计重要性，半推半就被施工方牵着鼻子走。孰不知，施工方第一要务是让项目尽快开工以确定自己能干工程，而不是指导企业通过方案论证选择最合理设计方案。笔者遇到几个企业家咨询，都是同类问题，无论改造与不改造，受损失的都是企业。
1.2 设计方对工作不严谨
工厂工艺设计既包括车间内工艺设备、电气等工艺布置设计，也包括原料堆存、成品堆放、人流物流通道、消防、环保等总图设计，是一项多专业配合的技术工作，既要保证工艺流程顺捷、物流运输距离短、避免交叉与往返，又要布置紧凑合理，以使厂区利用率达到最大化，这是工艺设计最基本原则。部分设计人员缺乏基本设计素养，对厂区规划缺乏整体意识，使厂区布置凌乱分散，厂区利用率低；缺乏长远意识，对现有方案存在问题不能提出正确意见，仅满足于在现有场地上布置上车间，不考虑企业发展规划需要，影响企业长远发展。
1.3 场地平整重复施工
厂区规划设计既包括空间范围构筑物位置确定，也包括基于地质情况和工艺需要的车间分布。不同车间对地基承载力要求不一样，对车间标高要求也有差异。很多厂址并不是一块平地，特别是在山西、陕西、四川等地，多以狭长的高坡、山地为主。部分企业拿到土地以后首先就是厂区平整，花了几百万造出一块平地再去规划设计，又是一通挖填，结果造成很多重复施工，前期投入多有浪费。而且因地基处理不到位导致建成后车间不同部位受力不匀而产生不均匀沉降的不在少数。
二 工艺平面布置设计要点
2.1 统筹考虑全局
生产线建设要根据产量需求确定厂区各位置功能区分，同样，厂区大小决定生产线建设规模。实践中，我们遇到很多情况是在确定好的厂区里布置生产线，那就要求从实际出发，统一考虑生产线各个车间需要场地大小，在此基础上确定产量大小。首先，充足原料储存是生产线连续生产的第一道保障，切不可因为场地狭小忽视这一环节；其次，陈化是工艺过程中重要一环，部分生产线忽略此环节，实不可取；最后，成品堆存也是必须考虑的一大问题。有些生产线满满当当把生产线放下，运输通道狭小，必要环节不是砍掉就是瘦身，似乎厂区利用率很高，可是产量如何保证呢，没有稳定原料供应、成品无处堆存，哪个问题都能制约生产线产量。在北方地区，要保证冬季正常生产，不仅要有原料库，还要在库里做好保温工作，成品堆存要考虑4-5个月的产量；在南方，要考虑多雨对生产造成影响，原料储存量也要大于20天的生产用量，成品堆场可以小一些，也要根据当地市场确定好成品堆场。
合理工艺布局可以挖掘生产线最大潜力，实现产量最大化；不合理布局徒增初期投资，生产线无法发挥最大产能，变相增加企业成本。
2.2 设计要从实际出发
工艺布局面对最大实际情况是面对既有厂区地形地貌、地形走向、排水方向、主要风向，这些是无法改变的，要善于利用既有条件，确实需要改变时，要有科学合理施工措施。工艺布局既要考虑工艺平面布置，也要考虑竖向布置，根据场地实际情况灵活处理。河南三门峡一处生产线建在不规则山地上，如果把各个车间连在一起土方量极大，施工难度也大，设计中把破碎车间、筛分车间、陈化车间都分开，依地势而建，利用山地高差，节约建设投资（图一）。黑龙江尚志的生产线建在页岩山坡处，页岩就是企业日后主要制砖原料，设计中就采用提前开挖页岩山的方法，挖出页岩堆存到闲置地方作为日后生产原料，有了空间可以更紧凑布置车间，此处就不宜依地势建厂了（图二）。厂区设计首先要解决排水问题，排水不畅将会对地基产生很大影响，山体排水通道一定不要通过主建筑群，必要时要深挖隔水带，地下水往往会对生产线地基产生影响，造成不均匀沉降，地表水如果不能及时排出，也会产生此类影响。个别生产线所在地区明明是北风居多，隧道窑还是南北向建设，厂房既简陋，又没有隔风措施，一到冬天，车间满堂风，生产的都是欠火砖，还极大增加能耗。无法改变布置方式时，就要从工艺设计上采取补救措施，一套方案走遍天下实不可取。
建厂是投资建设的第一步，是企业日后生产经营的载体，投资建设的目的是实现经济效益，只有实现保证产品质量和产量才能实现这一目的，工艺布置要围绕这两个问题展开，两者不可偏颇。有些生产线配置先进，现代化程度高，生产出的产品质量稳定可靠，但就是产量低，无法实现应有产能，企业生产成本高，市场竞争力低下。河北承德某企业就是这种情况，设备配置很高，电气控制系统也很先进，隧道窑也没问题，就是产量上不去，经调研发现，原来是存坯系统设计不合理，没有足够的存坯线，导致干燥速度极慢，严重影响了正常烧结，然而各个车间布置已无法变动，改造相当困难，企业陷入两难境地。究其原因，在山西很多地方烧砖还以粘土为主，破碎工艺很简单，也无陈化库，隧道窑建设简陋，保温性能差，但这类窑产量却不低，烧出的砖质量不稳定但是都能卖出去。于是建窑公司到处介绍其所谓先进经验，一套方案走遍天下，建了不少孪生线，效果却令人大跌眼镜。从根本上说，不同地方烧砖所用原材料不同，气候也不同，怎么能用同样方法处理完全不同的原料呢，不同原料理化指标会有很大的区别，其成型性能、干燥特点、烧结速度都会有很大的不同，工艺设计要符合实际需要，切不能照搬照抄别处的经验。
工艺设计目的不是将各个车间堆砌到一起，而是将生产需要的各个工艺段串联到一起，使各自发挥最大能力，最终实现产量和质量。工艺设计不单为某个环节设计，设备、窑炉都是重点，但都只是点，而不是全部，生产线各个环节是一个有机整体，组成了一个面，切勿只看到点而忽视了整个面。工艺设备选择要根据原料特点确定，原料种类、易碎性、含水率等决定破碎设备型号，产量决定破碎工艺规模；原料塑性决定陈化时间长短和制砖机选择；干敏性决定存坯及干燥工艺设计，易烧性决定隧道窑各温度带长短；烧结速度决定卸砖工艺布置，各个环节紧密相连，哪里出了问题，哪怕是极小的环节，都会使整条生产线不流畅，严重时会影响产量。流畅的生产线设计能降低电耗，减少岗位工数量，减少设备台数，降低事故发生率，进而降低生产成本。窑车运转是否流畅是影响产量的一大因素，尤其是烧结速度很快的生产线，应尽量避免窑车重复调运，单一方向运转会减低运转设备负荷，存坯线与卸砖线不要混为一处，使窑车交叉往返，降低运行效率，影响产量。
2.4 工艺布局要兼顾基础处理成本
工艺布局要考虑工艺过程合理性，在力所能及情况下也要兼顾基础处理成本。厂区工艺布置是建立在充分掌握地质情况基础之上的，这里包括建筑物所在区域地基承载力、地下水位情况、土层深度、是否为采空区、是否有墓穴、土壤湿陷性等情况。在考虑工艺布局时应将主要建筑放置在地基情况最稳定的区域。干燥室、隧道窑对地基要求最严格，不允许有不均匀沉降。在设计时尽量将干燥室、隧道窑建在实基础上，减少基础处理投资。确实遇到地基不稳定时，不能马虎过关，要采取有效的应对措施，常见基础处理措施有强夯、桩基等，桩基施工速度快、成本低、质量稳定，多被采用。
2.5 工艺设计要符合相关要求
环保、节能、消防等要求日益严格，相关新标准均已出台，有些地市还有更为严格地地方要求，在进行工艺设计时，相关除尘设备、脱硫设备、消防设备要配套齐全，在规划时留出足够空间，防止生产线无法通过验收。
三 结论
工艺平面设计是在综合各生产要素基础上完成的总领性文件，既包括总平面布置，也包括生产工艺过程设计，工艺平面布置合理性要符合工艺流畅性、对产量质量的要求，也要符合合理的降低投资成本的要求。项目动工之前首先要明确工艺平面设计方案，不可随意变动。
工艺平面设计方案应坚持从实际出发，符合自己企业实际情况，照搬照抄别人经验存在巨大风险。
投资决策和项目准备阶段对项目能否实现投资目标具有决定性的意义，投资建厂首先要充分调研，选择有资质咨询设计单位合作，充分利用设计单位技术优势，制定科学合理的工艺布置方案，避免出现投资失误，无法实现投资目标。
参考文献：
1 烧结砖瓦工厂设计规范，GB50701-2011
2 刘晓存，邵明良，李艳君，无机非金属材料工厂工艺设计概论,中国建材工业出版社，2008.
