淺談充氣膜結構在火電廠煤場封閉改造的應用及經濟性

王明德 國家能源集團山西神頭第二發電廠有限公司

黨的十八大以來，我國把生態文明建設作為統籌推進“五位一體”總體布局和協調推進“四個全面”戰略布局的重要內容，生態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，國家印發實施《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》，經過3年努力，大幅減少主要大氣污染物排放總量，協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，明顯改善環境空氣質量，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電廠有限公司（以下簡稱神頭二電廠）作為傳統的火電企業，其單純的露天煤場設置防風抑塵網已無法滿足環保要求，燃煤運輸、裝卸、粉碎等環節容易形成粉塵向大氣逸散，煤塵不僅污染環境，同時浪費燃煤資源。

神頭二電廠響應國家和地方環保政策，統籌煤場布局，滿足儲煤需要，明確功能分區，選取充氣膜結構，利用成熟、先進、適用的新技術、新設備、新工藝和新材料，對現有煤場生產運行設備、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、經濟性，向數字化、智能化轉型，實現標準化管理，滿足環保要求，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，改善區域環境。

二、充氣膜結構在火電廠煤場封閉改造的應用

充氣膜結構是近幾年興起的一種新興封閉結構，內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鋼索網結構將膜面繃緊，從而形成具有一定剛度的結構體系，內部粉塵不會逸散污染周邊環境，屬綠色環保建筑。

充氣膜結構以性能優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外壓差，使膜面受拉以保證剛度，維持形態并抵抗外部荷載，形成密閉空間（見圖1）。

圖1

三、充氣膜結構的優點

結構安全。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索結構的保護，經過風洞測試，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，確保室內人員可以在5分鐘內全部撤離，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人員從容疏散。

大跨度，大空間。氣膜罩主要是利用室內外的氣壓差支撐起來，經過特殊設計處理的氣膜，跨度可達數百米，長度沒有限制可以上千米不等。由于氣膜罩內部沒有任何梁與柱，可以任意的間隔分區，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）。

結構輕盈，施工快捷，適合任何環境。氣膜罩每平米重量包括鋼網索在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，施工非常快捷、簡單、便利。

氣膜罩經久耐用，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構工廠部分也基本完成，現場安裝時間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。氣膜建筑會根據不同的項目功能在室內外設置有多種探測及感應器，智能控制系統通過這些感應器收集信號，自動控制氣膜罩內的壓力、空氣質量、溫度、濕度等，確保室內舒適；同時控制系統還會通過室外的風荷載、雪荷載等感應器，自動調整氣膜內壓力提高安全級別，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，可實現無線遠程監控，并可按要求發送至相關負責人手機上。

四、充氣膜結構煤棚的經濟性

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

充氣膜結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的，完全可以根據現況需要進行合理調節。

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，夜晚利用高效節能的二次漫反射的照明系統，大大節約照明用電。膜材屬于不吸光材料，所以跟傳統建筑照明對比，節省照明能耗50%以上。

充氣膜結構煤棚維護成本費用低、后續運營方便，內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、結束語

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