淺談充氣膜結(jié)構在火電廠煤場封閉改造的應用及經(jīng)濟性

王明德 國家能源集團山西神頭第二發(fā)電廠有限公司

黨的十八大以來，我國把生態(tài)文明建設作為統(tǒng)籌推進“五位一體”總體布局和協(xié)調(diào)推進“四個全面”戰(zhàn)略布局的重要內(nèi)容，生態(tài)文明理念日益深入人心。

一、火電廠煤場封閉改造的必要性

2018年7月3日，國家印發(fā)實施《打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃》，經(jīng)過3年努力，大幅減少主要大氣污染物排放總量，協(xié)同減少溫室氣體排放，進一步明顯降低PM2.5濃度，明顯減少重污染天數(shù)，明顯改善環(huán)境空氣質(zhì)量，明顯增強人民的藍天幸福感。

國家能源集團山西神頭第二發(fā)電廠有限公司（以下簡稱神頭二電廠）作為傳統(tǒng)的火電企業(yè)，其單純的露天煤場設置防風抑塵網(wǎng)已無法滿足環(huán)保要求，燃煤運輸、裝卸、粉碎等環(huán)節(jié)容易形成粉塵向大氣逸散，煤塵不僅污染環(huán)境，同時浪費燃煤資源。

神頭二電廠響應國家和地方環(huán)保政策，統(tǒng)籌煤場布局，滿足儲煤需要，明確功能分區(qū)，選取充氣膜結(jié)構，利用成熟、先進、適用的新技術、新設備、新工藝和新材料，對現(xiàn)有煤場生產(chǎn)運行設備、設施以及輔助設備、設施進行完善、改造，達到提高設備、設施的可靠性、經(jīng)濟性，向數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)標準化管理，滿足環(huán)保要求，徹底解決煤場在汽車接卸、斗輪機取料、皮帶機上煤等操作過程中向大氣逸散而形成煤塵污染，改善區(qū)域環(huán)境。

二、充氣膜結(jié)構在火電廠煤場封閉改造的應用

充氣膜結(jié)構是近幾年興起的一種新興封閉結(jié)構，內(nèi)部無須任何框架或梁柱支撐，沒有受彎、受扭和受壓的構件，由空氣壓力支撐膜面，利用高強度、防老化、防銹處理的PE鋼索網(wǎng)結(jié)構將膜面繃緊，從而形成具有一定剛度的結(jié)構體系，內(nèi)部粉塵不會逸散污染周邊環(huán)境，屬綠色環(huán)保建筑。

充氣膜結(jié)構以性能優(yōu)良的聚酯纖維為基布并附有聚偏氟乙烯以及防紫外線、防老化等不同的表面涂層，可承受一定載荷具有很好的防水性的建筑紡織品為主材料，下緣與混凝土擋墻錨固，采用送風機注入空氣并保持一定的室內(nèi)外壓差，使膜面受拉以保證剛度，維持形態(tài)并抵抗外部荷載，形成密閉空間（見圖1）。

圖1

三、充氣膜結(jié)構的優(yōu)點

結(jié)構安全。氣膜罩重量輕且柔軟，可以忽略地震影響；同時氣膜罩外面設計了鋼網(wǎng)索結(jié)構的保護，經(jīng)過風洞測試，可以抵御12級臺風；頂部可以承載高達250kg/每平米的積雪等外荷載。膜材屬于難燃B級材料，另設置有消防應急門，確保室內(nèi)人員可以在5分鐘內(nèi)全部撤離，在遇到嚴重破損或火災情況下，1萬平米的氣膜罩降落到距地面2米高度所需要的時間在2小時左右，氣膜罩越大時間越長，有充足的時間讓氣膜罩內(nèi)人員從容疏散。

大跨度，大空間。氣膜罩主要是利用室內(nèi)外的氣壓差支撐起來，經(jīng)過特殊設計處理的氣膜，跨度可達數(shù)百米，長度沒有限制可以上千米不等。由于氣膜罩內(nèi)部沒有任何梁與柱，可以任意的間隔分區(qū)，也可以運行大型車輛、設備、吊機、裝載機等任何大型機械設備。

外形時尚，高端大氣。氣膜罩特有外形，彰顯建筑物的高端大氣，由于氣膜罩在國內(nèi)還處于推廣階段，幾十米的巨型白色圓潤建筑幾公里外都可以看到，自然可以吸引大量的眼球及媒體焦點，有很高的新聞廣告效應（顏色可選）。

結(jié)構輕盈，施工快捷，適合任何環(huán)境。氣膜罩每平米重量包括鋼網(wǎng)索在2kg左右，重量非常輕，對基礎要求不高，可以直接固定在建筑物頂部或很淺的地基上。氣膜施工周期一般在1-3個月，施工非?？旖?、簡單、便利。

氣膜罩經(jīng)久耐用，使用壽命長。膜材是由織物基材（聚脂纖維）和多層涂層復合而成的薄膜材料，表面經(jīng)過特殊處理，其抗拉強度相當于同樣厚度鋼板的抗拉強度，使用壽命達到20～35年。

施工快捷，可二次拆遷重復使用。氣膜罩除了土建基礎外都在加工廠加工完成，基礎完成的同時氣膜結(jié)構工廠部分也基本完成，現(xiàn)場安裝時間1個月左右。

保溫隔熱性能出色。膜材料傳熱系數(shù)在3.0W/M2.K左右，其保溫性能與190mm厚磚墻相當，可以有效的起到好的保溫效果。氣膜材料表面涂有一種名叫 PVDF 或者叫PTFE 的涂層，該涂層具有 100%防紫外線功能，它具有較高的熱反射率和散熱率，在夏天，它不象傳統(tǒng)建筑那樣吸熱，減少了陽光熱量的導入。

全自動智能運行，無須值守，無線遠程操作。氣膜建筑會根據(jù)不同的項目功能在室內(nèi)外設置有多種探測及感應器，智能控制系統(tǒng)通過這些感應器收集信號，自動控制氣膜罩內(nèi)的壓力、空氣質(zhì)量、溫度、濕度等，確保室內(nèi)舒適；同時控制系統(tǒng)還會通過室外的風荷載、雪荷載等感應器，自動調(diào)整氣膜內(nèi)壓力提高安全級別，應對惡劣的自然氣候確保氣膜罩安全；設置有無線控制模塊的氣膜罩，可實現(xiàn)無線遠程監(jiān)控，并可按要求發(fā)送至相關負責人手機上。

四、充氣膜結(jié)構煤棚的經(jīng)濟性

充氣膜結(jié)構煤棚不需要立柱及梁板等混凝土或鋼結(jié)構，造價低廉，節(jié)約投資，性價比高，尤其適合大型倉儲建筑。

充氣膜結(jié)構煤棚是全智能式建筑體系，其風量、照明控制等都是可控可調(diào)的，完全可以根據(jù)現(xiàn)況需要進行合理調(diào)節(jié)。

氣膜罩透光率高，反光、漫光性能好，白天能夠充分利用日照光度，無須補光，夜晚利用高效節(jié)能的二次漫反射的照明系統(tǒng)，大大節(jié)約照明用電。膜材屬于不吸光材料，所以跟傳統(tǒng)建筑照明對比，節(jié)省照明能耗50%以上。

充氣膜結(jié)構煤棚維護成本費用低、后續(xù)運營方便，內(nèi)部沒有任何的鋼性支撐，維護費用幾乎為零，且氣膜屬于全密閉空間，氣密性非常好，使得整個煤棚的運營成本大大降低。

五、結(jié)束語

神頭二電廠采用充氣膜結(jié)構進行煤場封閉，滿足發(fā)電儲煤量需要，解決了煤塵逸散污染環(huán)境和浪費資源的問題，有力推進了企業(yè)的綠色發(fā)展。