加固密封改造在提高沿海电厂圆形煤场网壳防台风能力方面的实践应用

徐永鹏

（广东粤电靖海发电有限公司，广东揭阳515223）

0 引言

圆形煤场具有环保、内部设备自动化程度高、生产不受雨水影响等优点，因而随着国家对环保要求的不断提高，其逐步替代露天储煤场成为电厂煤炭储存的主要方式，在火力发电厂有着广泛的应用。

沿海的火力发电厂因台风影响，对圆形煤场网壳钢结构的防台风能力有很高要求。我厂自投产以来，先后经历了“天兔”“莲花”等特大台风，4个圆形煤场尤其是#4煤场顶棚发生了巨大的损坏，每次台风后的修复工作耗时长、维修费用高，同时对电厂安全生产的影响也很大。因此，开展针对提高圆形煤场抗台风能力的改造，减少因台风造成的损失具有较大的现实意义。

1 圆形煤场现状

我厂输煤系统共设置了4个半球形圆形煤场，煤场直径120 m，高约70 m，占地面积约22 620 m2，煤堆高度31.90 m，堆积角38°，堆料范围336°，卸煤、取煤通过圆形煤场中心的堆取料机来完成。煤场采用自然通风方式。

2 #4圆形煤场网壳彩钢板受台风损坏大的原因分析

（1）在我厂经历的多次台风中，每次#4圆形煤场受台风损坏最为严重，这主要是因为#4煤场所处位置为风口，所受风力最大。

（2）煤场网架部分檩条及固定檩条的支托架、连接点因材料选用不当，防腐性能差，经多年使用已腐蚀较严重，固定强度减弱，一遇到台风，檩条腐蚀严重部分就会先脱落，造成彩钢板和檩条一起被风吹走。

（3）煤场网架下部的檩条密度和厚度不够，造成抗风能力不足。

（4）煤场网架最底层彩钢板凸出的部分较长，在大风长时间吹动下晃动并从所连接檩条上脱落，从而造成从该部分开始逐步损坏，损坏面积扩大。

（5）网架受台风损坏分析：现有煤场钢结构杆件抗风能力能满足国家最新荷载规范要求；顶棚围护结构连接件因腐蚀降低了抗风能力，且本身设计不能满足目前荷载设计要求。

3 加固密封改造方案设计

3.1 改造总体目标

煤场顶棚围护结构按0.9 kN/m2风压设计，通过对原有网架主檩条、次檩条、檩条安装密度进行重新设计（图1），挡煤墙网架立柱间采用手动推拉门密封，网架底部采用穿孔率为40%的穿孔板密封，对现有材料存在的腐蚀问题和连接可靠性做进一步的完善，最终达到防腐年限满足10年不更换和抵御不低于16级台风的要求。

3.2 网架主檩条

（1）主檩条设计：为提高围护结构抗台风能力，主檩条由原有C型钢改为采用高频焊H型钢。

（2）主檩条设计前后参数比较：原设计主檩规格为C180×60×20×1.9；现设计主檩规格为主檩1：LH250×125×4.5×4.5，主檩2：LH250×125×3.0×4.5（图2）。

图1 网架主檩、次檩布置图

图2 主檩、次檩规格尺寸区域图

（3）材料工艺及防腐要求：网架主檩条在加工完成后进行热浸镀锌，镀锌厚度不小于80 μm。

3.3 网架次檩条

（1）次檩条设计：为提高围护结构抗台风能力，次檩条的间距由原设计最大1960mm、最小1332mm，调整为最大1549mm、最小989.25 mm，对次檩条进行加密。厚度由1.8 mm调整为2.2 mm、2.5 mm两种规格。

（2）次檩条设计前后参数比较：原设计次檩规格为C180×60×20×1.9；现设计次檩规格为次檩1：C200×70×20×2.5，次檩2：C200×70×20×2.2（图2）。

（3）材料工艺及防腐要求：网架次檩条在加工完成后进行热浸镀锌，镀锌厚度不小于80 μm。

3.4 网架气楼

（1）气楼设计说明：网架气楼因取消百叶窗设计，其抗风验算要比其他部位要求更高，设计富余量更大。

（2）气楼材料设计前后参数比较：

原设计气楼主檩规格：C180×60×20×1.9，现设计气楼主檩规格：LH250×125×4.5×4.5。

原设计气楼次檩规格：C180×60×20×1.9，现设计气楼次檩规格：C200×70×20×3.0。

（3）材料工艺及防腐要求：气楼处网架材料采用C型檩条，厚度为3.0 mm，构件加工完成后进行热镀锌，镀锌厚度不小于100 μm。

3.5 网架立柱之间密封

（1）网架立柱之间密封设计：采用手动推拉门密封方式（图3）。

图3 挡煤墙网架立柱间密封

（2）密封材料工艺及防腐要求：手动推拉门，采用304不锈钢夹层设计，门扇面材料为3 mm厚304不锈钢，采用电焊或螺钉、铆钉与门扇骨架连接，骨架采用304不锈钢，所用构件要求成品后进行热浸镀锌，镀锌厚度不小于80 μm。

3.6 网架底部封闭

（1）底部封闭设计：网架底部封闭后能减小风的正压，加大围护结构的抗风能力。在网架杆件上生根连接件将檩条固定，采用穿孔率为40%的钢板压制成型后的穿孔板作为封闭材料。

（2）封闭工艺及防腐要求：生根件和檩条在加工成品后进行热浸镀锌，镀锌厚度不小于80 μm；穿孔板在压制成型后进行氟碳喷涂烤漆，氟碳喷涂双面50 μm。

（3）封闭材料规格：檩条规格为C200×70×20×2.2，穿孔板采用1.0 mm厚镀铝锌（AZ200）板，氟碳喷涂双面50 μm。

3.7 网架屋面板

（1）材料规格及固定方式：屋面板镀铝锌由AZ150改为AZ200，自攻钉由镀锌改为304不锈钢（自带密封胶圈），并在底部区域采用铝合金压条在压型钢板波峰固定。

（2）材料安装及密封要求：网架屋面板（金属波浪板）在网壳最底部层平均外挑100 mm，屋面板纵向和横向搭接处采用L&J-2001 P填缝胶进行密封，自攻钉与屋面板连接处采用L&J-2001 P填缝胶进行密封（图4）。

图4 屋面板固定及密封示意图

4 圆形煤场顶棚加固、全密封改造可行性论证

为加强圆形煤场网架彩钢板防御台风的能力，组织专家论证，确定对煤场顶棚进行加固、全密封改造方案可行，能显著提高煤场顶棚的抗台风能力。

煤场密封后通风安全性验算：以#1、#2煤场的使用情况和通风数据为参考，结合目前国内煤场通风换气两次的计算，煤场通风满足条件且有足够冗余。

5 结语

我厂#4圆形煤场自完成加固、密封改造后，经历了几次不同强度等级的台风以及秋冬季节长期较大阵风的吹袭，煤场顶棚钢结构屋面板完好，截至目前未发现任何松动脱落问题。改造更换的檩条、连接件等材料未出现腐蚀情况，全密封改造后煤场内部通风正常。

对#4煤场的加固、密封改造，大大提高了煤场顶棚钢结构的抗台风能力，减少了因台风造成的大量损坏，节约了大量修复费用，提高了电厂安全生产的可靠性。

该类型改造在沿海电厂圆形煤场中具有实践推广意义，我厂#4圆形煤场完成改造后，周边同类型电厂已逐步开展圆形煤场加固、密封改造工作。

[1]网壳结构技术规程：JGJ 61—2003[S].

[2]钢结构设计规范：GB 50017—2003[S].

[3]建筑结构荷载规范：GB 50009—2012[S].

[4]网架结构设计与施工规程：JGJ 7—1991[S].

[5]建筑抗震设计规范：GB 50011—2010[S].

[6]碳素结构钢：GB/T 700—2006[S].

[7]低合金高强度结构钢：GB/T 1591—2008[S].

[8]涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级：GB 8923—1988[S].