加固密封改造在提高沿海電廠圓形煤場(chǎng)網(wǎng)殼防臺(tái)風(fēng)能力方面的實(shí)踐應(yīng)用

徐永鵬

（廣東粵電靖海發(fā)電有限公司，廣東揭陽(yáng)515223）

0 引言

圓形煤場(chǎng)具有環(huán)保、內(nèi)部設(shè)備自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)不受雨水影響等優(yōu)點(diǎn)，因而隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保要求的不斷提高，其逐步替代露天儲(chǔ)煤場(chǎng)成為電廠煤炭?jī)?chǔ)存的主要方式，在火力發(fā)電廠有著廣泛的應(yīng)用。

沿海的火力發(fā)電廠因臺(tái)風(fēng)影響，對(duì)圓形煤場(chǎng)網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)的防臺(tái)風(fēng)能力有很高要求。我廠自投產(chǎn)以來(lái)，先后經(jīng)歷了“天兔”“蓮花”等特大臺(tái)風(fēng)，4個(gè)圓形煤場(chǎng)尤其是#4煤場(chǎng)頂棚發(fā)生了巨大的損壞，每次臺(tái)風(fēng)后的修復(fù)工作耗時(shí)長(zhǎng)、維修費(fèi)用高，同時(shí)對(duì)電廠安全生產(chǎn)的影響也很大。因此，開(kāi)展針對(duì)提高圓形煤場(chǎng)抗臺(tái)風(fēng)能力的改造，減少因臺(tái)風(fēng)造成的損失具有較大的現(xiàn)實(shí)意義。

1 圓形煤場(chǎng)現(xiàn)狀

我廠輸煤系統(tǒng)共設(shè)置了4個(gè)半球形圓形煤場(chǎng)，煤場(chǎng)直徑120 m，高約70 m，占地面積約22 620 m2，煤堆高度31.90 m，堆積角38°，堆料范圍336°，卸煤、取煤通過(guò)圓形煤場(chǎng)中心的堆取料機(jī)來(lái)完成。煤場(chǎng)采用自然通風(fēng)方式。

2 #4圓形煤場(chǎng)網(wǎng)殼彩鋼板受臺(tái)風(fēng)損壞大的原因分析

（1）在我廠經(jīng)歷的多次臺(tái)風(fēng)中，每次#4圓形煤場(chǎng)受臺(tái)風(fēng)損壞最為嚴(yán)重，這主要是因?yàn)?4煤場(chǎng)所處位置為風(fēng)口，所受風(fēng)力最大。

（2）煤場(chǎng)網(wǎng)架部分檁條及固定檁條的支托架、連接點(diǎn)因材料選用不當(dāng)，防腐性能差，經(jīng)多年使用已腐蝕較嚴(yán)重，固定強(qiáng)度減弱，一遇到臺(tái)風(fēng)，檁條腐蝕嚴(yán)重部分就會(huì)先脫落，造成彩鋼板和檁條一起被風(fēng)吹走。

（3）煤場(chǎng)網(wǎng)架下部的檁條密度和厚度不夠，造成抗風(fēng)能力不足。

（4）煤場(chǎng)網(wǎng)架最底層彩鋼板凸出的部分較長(zhǎng)，在大風(fēng)長(zhǎng)時(shí)間吹動(dòng)下晃動(dòng)并從所連接檁條上脫落，從而造成從該部分開(kāi)始逐步損壞，損壞面積擴(kuò)大。

（5）網(wǎng)架受臺(tái)風(fēng)損壞分析：現(xiàn)有煤場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)桿件抗風(fēng)能力能滿足國(guó)家最新荷載規(guī)范要求；頂棚圍護(hù)結(jié)構(gòu)連接件因腐蝕降低了抗風(fēng)能力，且本身設(shè)計(jì)不能滿足目前荷載設(shè)計(jì)要求。

3 加固密封改造方案設(shè)計(jì)

3.1 改造總體目標(biāo)

煤場(chǎng)頂棚圍護(hù)結(jié)構(gòu)按0.9 kN/m2風(fēng)壓設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)原有網(wǎng)架主檁條、次檁條、檁條安裝密度進(jìn)行重新設(shè)計(jì)（圖1），擋煤墻網(wǎng)架立柱間采用手動(dòng)推拉門密封，網(wǎng)架底部采用穿孔率為40%的穿孔板密封，對(duì)現(xiàn)有材料存在的腐蝕問(wèn)題和連接可靠性做進(jìn)一步的完善，最終達(dá)到防腐年限滿足10年不更換和抵御不低于16級(jí)臺(tái)風(fēng)的要求。

3.2 網(wǎng)架主檁條

（1）主檁條設(shè)計(jì)：為提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)抗臺(tái)風(fēng)能力，主檁條由原有C型鋼改為采用高頻焊H型鋼。

（2）主檁條設(shè)計(jì)前后參數(shù)比較：原設(shè)計(jì)主檁規(guī)格為C180×60×20×1.9；現(xiàn)設(shè)計(jì)主檁規(guī)格為主檁1：LH250×125×4.5×4.5，主檁2：LH250×125×3.0×4.5（圖2）。

圖1 網(wǎng)架主檁、次檁布置圖

圖2 主檁、次檁規(guī)格尺寸區(qū)域圖

（3）材料工藝及防腐要求：網(wǎng)架主檁條在加工完成后進(jìn)行熱浸鍍鋅，鍍鋅厚度不小于80 μm。

3.3 網(wǎng)架次檁條

（1）次檁條設(shè)計(jì)：為提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)抗臺(tái)風(fēng)能力，次檁條的間距由原設(shè)計(jì)最大1960mm、最小1332mm，調(diào)整為最大1549mm、最小989.25 mm，對(duì)次檁條進(jìn)行加密。厚度由1.8 mm調(diào)整為2.2 mm、2.5 mm兩種規(guī)格。

（2）次檁條設(shè)計(jì)前后參數(shù)比較：原設(shè)計(jì)次檁規(guī)格為C180×60×20×1.9；現(xiàn)設(shè)計(jì)次檁規(guī)格為次檁1：C200×70×20×2.5，次檁2：C200×70×20×2.2（圖2）。

（3）材料工藝及防腐要求：網(wǎng)架次檁條在加工完成后進(jìn)行熱浸鍍鋅，鍍鋅厚度不小于80 μm。

3.4 網(wǎng)架氣樓

（1）氣樓設(shè)計(jì)說(shuō)明：網(wǎng)架氣樓因取消百葉窗設(shè)計(jì)，其抗風(fēng)驗(yàn)算要比其他部位要求更高，設(shè)計(jì)富余量更大。

（2）氣樓材料設(shè)計(jì)前后參數(shù)比較：

原設(shè)計(jì)氣樓主檁規(guī)格：C180×60×20×1.9，現(xiàn)設(shè)計(jì)氣樓主檁規(guī)格：LH250×125×4.5×4.5。

原設(shè)計(jì)氣樓次檁規(guī)格：C180×60×20×1.9，現(xiàn)設(shè)計(jì)氣樓次檁規(guī)格：C200×70×20×3.0。

（3）材料工藝及防腐要求：氣樓處網(wǎng)架材料采用C型檁條，厚度為3.0 mm，構(gòu)件加工完成后進(jìn)行熱鍍鋅，鍍鋅厚度不小于100 μm。

3.5 網(wǎng)架立柱之間密封

（1）網(wǎng)架立柱之間密封設(shè)計(jì)：采用手動(dòng)推拉門密封方式（圖3）。

圖3 擋煤墻網(wǎng)架立柱間密封

（2）密封材料工藝及防腐要求：手動(dòng)推拉門，采用304不銹鋼夾層設(shè)計(jì)，門扇面材料為3 mm厚304不銹鋼，采用電焊或螺釘、鉚釘與門扇骨架連接，骨架采用304不銹鋼，所用構(gòu)件要求成品后進(jìn)行熱浸鍍鋅，鍍鋅厚度不小于80 μm。

3.6 網(wǎng)架底部封閉

（1）底部封閉設(shè)計(jì)：網(wǎng)架底部封閉后能減小風(fēng)的正壓，加大圍護(hù)結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)能力。在網(wǎng)架桿件上生根連接件將檁條固定，采用穿孔率為40%的鋼板壓制成型后的穿孔板作為封閉材料。

（2）封閉工藝及防腐要求：生根件和檁條在加工成品后進(jìn)行熱浸鍍鋅，鍍鋅厚度不小于80 μm；穿孔板在壓制成型后進(jìn)行氟碳噴涂烤漆，氟碳噴涂雙面50 μm。

（3）封閉材料規(guī)格：檁條規(guī)格為C200×70×20×2.2，穿孔板采用1.0 mm厚鍍鋁鋅（AZ200）板，氟碳噴涂雙面50 μm。

3.7 網(wǎng)架屋面板

（1）材料規(guī)格及固定方式：屋面板鍍鋁鋅由AZ150改為AZ200，自攻釘由鍍鋅改為304不銹鋼（自帶密封膠圈），并在底部區(qū)域采用鋁合金壓條在壓型鋼板波峰固定。

（2）材料安裝及密封要求：網(wǎng)架屋面板（金屬波浪板）在網(wǎng)殼最底部層平均外挑100 mm，屋面板縱向和橫向搭接處采用L&J-2001 P填縫膠進(jìn)行密封，自攻釘與屋面板連接處采用L&J-2001 P填縫膠進(jìn)行密封（圖4）。

圖4 屋面板固定及密封示意圖

4 圓形煤場(chǎng)頂棚加固、全密封改造可行性論證

為加強(qiáng)圓形煤場(chǎng)網(wǎng)架彩鋼板防御臺(tái)風(fēng)的能力，組織專家論證，確定對(duì)煤場(chǎng)頂棚進(jìn)行加固、全密封改造方案可行，能顯著提高煤場(chǎng)頂棚的抗臺(tái)風(fēng)能力。

煤場(chǎng)密封后通風(fēng)安全性驗(yàn)算：以#1、#2煤場(chǎng)的使用情況和通風(fēng)數(shù)據(jù)為參考，結(jié)合目前國(guó)內(nèi)煤場(chǎng)通風(fēng)換氣兩次的計(jì)算，煤場(chǎng)通風(fēng)滿足條件且有足夠冗余。

5 結(jié)語(yǔ)

我廠#4圓形煤場(chǎng)自完成加固、密封改造后，經(jīng)歷了幾次不同強(qiáng)度等級(jí)的臺(tái)風(fēng)以及秋冬季節(jié)長(zhǎng)期較大陣風(fēng)的吹襲，煤場(chǎng)頂棚鋼結(jié)構(gòu)屋面板完好，截至目前未發(fā)現(xiàn)任何松動(dòng)脫落問(wèn)題。改造更換的檁條、連接件等材料未出現(xiàn)腐蝕情況，全密封改造后煤場(chǎng)內(nèi)部通風(fēng)正常。

對(duì)#4煤場(chǎng)的加固、密封改造，大大提高了煤場(chǎng)頂棚鋼結(jié)構(gòu)的抗臺(tái)風(fēng)能力，減少了因臺(tái)風(fēng)造成的大量損壞，節(jié)約了大量修復(fù)費(fèi)用，提高了電廠安全生產(chǎn)的可靠性。

該類型改造在沿海電廠圓形煤場(chǎng)中具有實(shí)踐推廣意義，我廠#4圓形煤場(chǎng)完成改造后，周邊同類型電廠已逐步開(kāi)展圓形煤場(chǎng)加固、密封改造工作。

[1]網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程：JGJ 61—2003[S].

[2]鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范：GB 50017—2003[S].

[3]建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范：GB 50009—2012[S].

[4]網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程：JGJ 7—1991[S].

[5]建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范：GB 50011—2010[S].

[6]碳素結(jié)構(gòu)鋼：GB/T 700—2006[S].

[7]低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼：GB/T 1591—2008[S].

[8]涂裝前鋼材表面銹蝕等級(jí)和除銹等級(jí)：GB 8923—1988[S].