閑置油罐改造為糧倉的建筑專業(yè)研究

◎ 王立森

（鄭州中糧科研設計院有限公司，河南 鄭州 450053）

1 項目背景

近年來，中儲糧總公司系統(tǒng)加大了糧食倉儲設施的建設力度，政策性糧食的自儲比例逐步提高，但隨著“托市收購、臨時儲備”等保護農(nóng)民利益的國家收儲政策的執(zhí)行，糧食庫存量達到最高水平，無論從公司系統(tǒng)內(nèi)還是整個糧食行業(yè)，都存在糧倉倉容不足的問題。目前中儲糧總公司系統(tǒng)內(nèi)還存在一些閑置油罐，如果能改造為儲糧倉庫，既充分利用資源，又節(jié)約投資成本，且符合中儲糧總公司推進企業(yè)改革發(fā)展轉型升級的總體要求，具有十分重要的意義。

油脂是液體，糧食是散粒體，油脂接發(fā)工藝和糧食出入倉工藝、儲藏技術、設備和工藝、建筑結構等都完全不同。油罐改糧倉是一個系統(tǒng)工程，必須系統(tǒng)考慮，有目的地開展前期研究。通過調(diào)研，摸清中儲糧系統(tǒng)閑置油罐情況，為閑置油罐的分類處理提供決策參考依據(jù)。根據(jù)閑置油罐的實際情況，從建筑、結構、電氣、進出倉工藝、儲糧工藝等方面研究技改的安全性、經(jīng)濟性、有效性、可操作性，提出技改邊界條件，制定閑置油罐改為糧庫的技術要點，以確保設施設備安全、生產(chǎn)安全和儲糧安全。

2 建筑研究設計依據(jù)

GB 50016-2014《建筑設計防火規(guī)范》、LS 8001-2007《糧食立筒庫設計規(guī)范》、GB 50322-2011《糧食鋼板筒倉設計規(guī)范》、GB/T 29890-2013《糧油儲藏技術規(guī)范》、國標圖集01J 925-1《壓型鋼板、夾芯板屋面及墻體建筑構造》、國標圖集07J 905-1《防火建筑構造（一）》、地方圖集CR316.1《油罐保溫》。

3 總圖改造條件

項目所在地位于中儲糧某直屬庫原有庫區(qū)內(nèi)，已建成的油罐區(qū)域。庫區(qū)內(nèi)已具備完善的交通、消防、供水、供電、通訊和排污等基礎設施。按照改造后總倉容計算與周邊建筑的防火間距。

將改造后的油罐作為鋼板糧食淺圓倉計算與周邊建筑的防火間距[1]。根據(jù)《建筑設計防火規(guī)范》GB 50016-2014，第3.5.4條規(guī)定，糧食淺圓倉與周邊建筑的防火間距應滿足以下條件：①當油罐改造后總倉容不大于5萬t時，與周邊其他一、二級耐火等級的建筑之間的防火間距應不小于20 m；與周邊三級耐火等級的建筑之間的防火間距應不小于25 m。②當油罐改造后總倉容大于5萬噸時，與周邊其他一、二級耐火等級的建筑之間的防火間距應不小于25 m；與周邊三級耐火等級的建筑之間的防火間距應不小于30 m，見表1[1]。

表1 糧食筒倉與其他建筑、糧食筒倉組之間的防火間距表（m）

油罐區(qū)應根據(jù)儲油量確定與周邊建筑的防火間距要求[2]，見表2。

表2 植物油加工廠附屬植物油庫與本廠建筑物、構筑物、交通線等的防火距離表（m）

通過對比兩本規(guī)范對防火間距的要求，并且為了將閑置油罐最大化改造利用，待改造庫區(qū)應根據(jù)各自的實際情況，事先與當?shù)叵拦芾锊块T進行溝通，建議將改造后的儲備倉與周邊已建建、構筑物的最小防火間距改為15.0 m。并應取得消防部門承認的紙質文件留檔備份。

已建油罐區(qū)域應有足夠空間布置提升塔架、配電房、控制室等設施；或將原有油泵房改造為配電房或控制室。

油罐改倉之后，將增加側壁發(fā)放系統(tǒng)，且室內(nèi)外高差為0.50~0.80 m（天津東麗庫為例），因此要求已建油罐區(qū)域應擁有足夠的空間，設置入倉坡道及硬化地面作為設備（包括但不限于：移動式皮帶機，扒谷機，谷冷機、移動風機等）操作空間。

待改造油罐區(qū)域需建有環(huán)形消防通道或有足夠空間布置環(huán)形消防通道，且新建道路與原有庫區(qū)道路應連接，并形成環(huán)路，道路凈寬度不應小于4.0 m，道路凈高度不小于4.0 m。若未設置環(huán)形消防車道，實施改造時應一并設計實施。

由于消防要求越來越嚴格，因此項目所在庫區(qū)內(nèi)已建成的油罐區(qū)域，應同時滿足以上要求，才能進行改造，否則不予考慮。

根據(jù)現(xiàn)有庫區(qū)條件，按實際需求設置新出入口。應充分利用庫區(qū)現(xiàn)有地磅、一站式服務等設施，便于進出車輛檢斤化驗。

對原有庫區(qū)的綠化需保護，改造后可根據(jù)現(xiàn)場實際情況，設置綠化景觀。庫區(qū)綠化可改善庫區(qū)小氣候、美化環(huán)境，陶冶人的情操，提升企業(yè)形象，展示現(xiàn)代化糧庫的風貌。

對于改造完成后增加的倉容，需對原庫區(qū)內(nèi)消防泵房及消防水池進行復核，若不滿足要求，需對原有消防泵房及消防水池進行改造，或者新建消防泵房及消防水池。

4 油罐改造建筑單體研究

4.1 建筑保溫隔熱研究

油罐傳統(tǒng)的保溫隔熱做法可根據(jù)遼寧工業(yè)建筑設計院編制的圖集《CR316.1油罐保溫》[3]中的做法對油罐進行保溫隔熱處理。隨著時代的發(fā)展和科技的進步，保溫隔熱材料的種類也越來越多，通過類比的方法，遵循就地取材的原則，優(yōu)先采用當?shù)夭牧系念A制板、塊、氈，不用散狀的保溫材料，選擇合適的保溫隔熱材料。本研究擬采用硬泡聚氨酯，玻璃棉，成品保溫一體板，憎水型巖棉保溫板等隔熱材料。

4.1.1 罐壁保溫[3]

結構加固施工完成，即可進行保溫安裝。外表面保溫層采用憎水巖棉板，本工程采用厚度為兩層50 mm（根據(jù)地域不同采用不同厚度保溫板），最后鋪上金屬壓型鋼板作為保護層。①罐壁清理干凈,做好防腐防銹處理。②分別將A型保溫釘(螺釘)、B型保溫釘（直釘）垂直焊于罐壁上(橫向間距455 mm，縱向間距465 mm,交替焊接)。③沿罐壁圓周焊接100 mm寬，5 mm厚鋼板支撐托板，縱向間距3000 mm。④沿罐壁鋪裝第一層50 mm厚憎水巖棉板，保證接縫橫平豎直，拼縫不得大于5 mm（鋪設時每塊保溫材料應至少有四處掛在保溫釘上）。⑤錯縫鋪裝第二層50 mm厚憎水巖棉板，保證接縫橫平豎直，拼縫不得大于5 mm（鋪設時每塊保溫材料應至少有四處掛在保溫釘上）。⑥鋪裝一層孔徑為25 mm ×25 mm，直徑0.8 mm鍍鋅鐵絲網(wǎng)（鐵絲網(wǎng)裹在保溫層外，縱橫對接縫處,用網(wǎng)邊鐵絲互相打緊）。⑦在A型保溫釘之間，采用14號鍍鋅鐵絲捆扎牢固，形成鐵絲網(wǎng)，保證固定效果；鋪裝1000 mm ×2000 mm ×0.5 mm鍍鋅鐵皮保護層（或0.5 mm厚成品鍍鋁鋅彩鋼板）。

4.1.2 罐頂保溫

增加進糧口、測溫孔等儲罐頂部改造措施完成后，在罐頂鋼板粘貼100 mm厚巖棉卷氈，保證憎水巖棉板與罐頂緊密貼合。

4.1.3 注意事項

保溫層鋪設按照自下而上的順序進行。有坡度的管線應自坡度由低自高進行鋪設。憎水巖棉板敷設時應錯縫200 mm以上。施工時，將憎水巖棉板平鋪在外壁上，并且保證接縫橫平豎直，拼縫不得大于5 mm。鋪設時，應掛在保溫釘上，并用鐵絲捆扎牢固，形成鐵絲網(wǎng)，保證固定效果。再用圓鋼釘折彎扳手將其彎曲（不可徒手彎曲，從而造成鋼釘根部彎曲形成洞穴，降低保溫作用）。外保護板裝好后應不透水，耐風雨侵襲。所有鉻牌不得遮蓋，應將鉻牌周圍的保溫層切割成喇叭形開口，開口處應密封規(guī)整。施工做法可參考圖集CR 316.1《油罐保溫》[3]。

4.2 建筑防水研究

油罐本身的防水性，密閉性良好，本次改造防水方案主要針對薄弱環(huán)節(jié)進行設計說明，主要為罐底、罐壁、罐頂?shù)拈_洞處理，及倉頂房的防水要點。

4.2.1 罐底處理

（1）罐底找平處理。各個實施改造的庫點應根據(jù)油罐罐底的實際情況，考慮是否需要做鋼筋混凝土找平層，罐底坡度較大時，不便于安裝通風地籠，此時需要做150 mm（最薄處）厚的鋼筋混凝土找平層，鋼筋與罐底鋼板焊接。罐底坡度較小時可不做。

（2）罐底吸油坑處理。C20混凝土填充，并振搗密實，混凝土凝固后，面層采用與罐底鋼板同樣規(guī)格厚度的鋼板焊平，焊縫打磨平整光滑。

（3）倉門口處罐底鋼板切割后處理。倉門口處應根據(jù)結構專業(yè)加固要求及先嘗試后空間要求，對原油罐罐底鋼板進行切割。切割后取出填充物，進行結構加固處理，完成后將取出的填充物進行回填，回填至罐底標高以下300 mm處，夯搗密實，壓實系數(shù)不小于0.95（具體要求結構確定）；C20混凝土填充剩余部分，并振搗密實。混凝土凝固后，將切割下來的鋼板，按照現(xiàn)場施工后的實際情況進行切割，并與罐底鋼板焊平，焊縫打磨平整光滑不能影響擋糧門開閉。

4.2.2 罐壁處理

（1）地籠通風口及發(fā)糧口的處理。應根據(jù)工藝設備圖紙要求，在罐壁上確定洞口位置，切割洞口時不可出現(xiàn)尖角、銳角，轉折處均應采用圓角過渡。將成品通風口鋼套筒與罐壁焊接，罐壁內(nèi)、外兩側加焊一定尺寸（按結構要求）的鋼板，對通風口進行加固，且應保證滿焊，焊縫打磨平整光滑，確保改造后罐體內(nèi)部的氣密性和防水性。

（2）進倉門的處理。改造后作為鋼板儲備倉使用，倉下部需設置一個2500 mm ×2500 mm的進倉門，此門由弧形鋼板擋糧門、塑料密封系統(tǒng)、糧倉專用保溫密閉門三部分組成。首先根據(jù)結構專業(yè)及設備專業(yè)圖紙在倉壁確定門洞位置，按要求的尺寸切割罐壁鋼板，切割洞口時不可出現(xiàn)尖角、銳角，轉折處均應采用圓角過渡。按結構要求設置鋼柱、鋼筋，并澆筑混凝土，做好企口及預埋。按要求裝配鋼制擋糧板，設置成品塑料密封槽，在最外面裝配糧倉專用保溫密閉門。

（3）隧道出糧口。根據(jù)結構專業(yè)及設備專業(yè)圖紙在倉壁確定門洞位置，按要求的尺寸切割罐壁鋼板，切割洞口時不可出現(xiàn)尖角、銳角，轉折處均應采用圓角過渡。將預制好的出糧隧道移動至倉內(nèi)固定好，隧道口與罐壁連接處根據(jù)結構要求進行焊接或澆筑混凝土。

4.2.3 罐頂處理

應根據(jù)工藝設備圖紙要求，在罐頂上確定機械通風口、自然通風口、環(huán)流熏蒸口、糧情監(jiān)測設備孔（包括測溫孔、料位孔、RTU孔）、查糧人孔的位置，然后對罐頂鋼板進行切割，需要對洞口進行加固處理的，按結構要求進行加固處理，各處洞口焊接鋼套筒、鋼套管時應保證滿焊，且焊縫打磨平整光滑，確保改造后罐體內(nèi)部的氣密性和防水性。各處洞口處理完成后，鋪裝保溫層，然后鋪裝防水保護層。

4.2.4 倉頂房處理

（1）倉頂房采用單層0.6 mm厚成品鍍鋅壓型鋼板墻板維護，及7處600 mm寬×900 mm高不銹鋼框鋼化玻璃葉片防飄雨百葉窗，能夠同時滿足采光及通風要求；設置1處900 mm寬×2000 mm高成品鋼制平開防盜門。

（2）倉頂房屋面滿鋪2.0 mm厚鍍鋅鋼板，檐口處焊接一圈300 mm寬×400 mm深0.8 mm厚鋼板檐溝，鋼板檐溝按結構要求進行加固處理。每個罐體應根據(jù)直徑大小不同設置4~6根雨水管，雨水管材質應根據(jù)項目所在地的習慣做法確定。建議南方地區(qū)采用直徑100 mm的PVC排水管，北方地區(qū)采用直徑150 mm的鑄鐵排水管。

（3）倉頂房屋面上設置兩處500型不銹鋼材質成品無動力通風帽。

（4）沿坡屋面設置一部凈寬800的鋼制檢修梯。

（5）屋面進糧孔處，沿1.50 m半徑圓周布置一圈鋼欄桿，欄桿高度不應小于1.20 m，且欄桿底部焊接一圈100 mm高0.5 mm厚鋼護板。屋面檢修時必須采取安全措施。

4.3 對改造后出糧方式的研究

對于改造后倉內(nèi)糧食的出倉問題，曾提過多種方案進行討論，包括隧道出糧、絞龍出糧、罐壁發(fā)放出糧、清倉機儲糧等方案。但不論采用什么出糧方式，必須保證中心出糧，不能出現(xiàn)偏載?？紤]到施工難度、出倉效率、糧食破碎、偏載、設備成本、冷橋、熱橋等多方面因素，最終確定采用鋼筋混凝土隧道結合側壁發(fā)放及人工清倉的出糧方式。

按照結構專業(yè)及設備專業(yè)要求的斷面尺寸及做法，分段預制鋼筋混凝土隧道，兩端隧道的接口預制成套管樣式，隧道在倉內(nèi)拼接后采用環(huán)保、無毒的建筑密封膏進行密封處理。預制隧道上預留的鋼板應與罐底鋼板焊牢；預留的鋼筋接頭應與罐底鋼筋混凝土找平地面中的鋼筋網(wǎng)鏈接，然后澆筑混凝土，保證隧道不會在倉內(nèi)移動。

根據(jù)防爆設計要求，隧道口不做密封處理，設置成品不銹鋼柵欄門，防止有人員進入隧道內(nèi)誤操作。根據(jù)待改造庫區(qū)所處地理位置，具體分析是否需要在隧道內(nèi)部設置30厚石墨聚苯板（或其他A級燃燒等級的保溫材料）保溫。保溫材料采用錨栓固定至鋼筋混凝土隧道內(nèi)壁。

4.4 新建糧食提升設施研究

本次改造工程需要新建設一座糧食提升設施，綜合考慮施工難度、施工周期、土建投資、改造實施方意見等各方面因素；決定建設開敞式鋼框架糧食提升設施--提升塔架。各個實施改造的庫點單位，需要建設提升塔架的數(shù)量及提升塔架的具體高度，應結合實際情況及實施改造方的意見進行設計，并且具體問題具體分析，不能一概而論。

需在提升塔架內(nèi)設置一部45°斜鋼梯，鋼梯凈寬度不小于0.90 m，同時與改造后的倉頂房連接，方便庫里的工作人員日常工作，以及對設備的保養(yǎng)維護。鋼梯應按照國標圖集15J401《鋼梯》標準執(zhí)行。

4.5 對儲罐區(qū)原有建筑的改造利用研究

在實施改造設計時應充分考慮對于儲罐區(qū)已建的附屬設施的改造利用，如油泵房、發(fā)油平臺等。由于油罐改糧倉后，相應需增加電氣控制系統(tǒng)，需要各專業(yè)配合完成土建設計，可利用油泵房進行改造，改造為配電室、控制室等。

早前設計的油泵房多為下沉式，也有正常地坪的，應具體問題具體對待。

對于正常地坪的油泵房，需要拆除內(nèi)部設備，并按照電氣專業(yè)的要求設置電纜溝及電氣設備基礎，若電氣專業(yè)未要求設置電纜溝，則不需要設置。按照電氣專業(yè)要求在墻面適當位置增加電纜橋架洞口；按照暖通專業(yè)要求在墻面適當位置增加風機通風洞口。

對于下沉式油泵房，則應根據(jù)電氣專業(yè)要求局部設置鋼板樓面或疊合板樓面，將室內(nèi)分為上下兩層，地下部分可作為電纜夾層使用。樓板及墻面按相關專業(yè)的要求，設置相應的洞口。

油罐區(qū)改成糧倉后的，消防間距要求范圍內(nèi)的其他建筑物，應及時予以拆除處理，必須滿足消防防火間距的要求。