在煤炭产业的发展进程中,煤场的存储与管理方式不断演进。其中,膜结构以其独特的优势,正逐渐成为煤场建设与改造的热门选择。它不仅改变了传统煤场的面貌,更为煤炭存储带来了高效、环保、经济的全新体验。
膜结构的工作原理与类型
膜结构主要依靠膜材自身的强度和预应力来承受外部荷载。常见的膜结构类型在煤场中有广泛应用。气承式膜结构,通过在内部建立正压,利用内外气压差撑起膜体,形成一个封闭空间,就像一个巨大的 “充气帐篷” 覆盖在煤场上。例如陕煤电力运城公司的气膜式全封闭煤场,选用耐高温、抗腐蚀、抗老化和自洁性良好的 PVDF 材料作为膜材,在膜结构外表面配备包有 PE 保护层的斜向网状钢网索进行定型 ,膜结构完成高度达 58 米,总面积约 2.8 万平方米,可满足 2×600MW 机组 14 天的燃料需求。
另一种常见的是骨架式膜结构,如首钢水城钢铁原煤堆场环保封闭煤棚工程,采用网架结构作为骨架,膜材覆盖其上。沿网架结构纵向 10 米高处设置防风抑尘网,既保证了内部通风需求,又将露天的煤炭集中存放 。
卓越的环保性能
环保是煤场膜结构备受青睐的重要原因。在防尘方面,采用高强度膜材全覆盖设计的膜结构煤棚,能有效阻隔煤尘飞扬,防尘率高达 95% 以上。这极大地减少了煤尘对周边环境的污染,轻松应对日益严格的环保督查,助力企业实现绿色转型。
在控制有害气体排放上,膜结构封闭煤场可通过科学设计通风系统,减少积聚的粉尘和有害气体。气承式膜结构封闭煤场能有效控制煤场内的空气质量,降低粉尘和有害气体的排放,为煤场周边的生态环境提供了有力保障。
出色的结构优势
膜结构具备出色的结构性能。其自重轻,像气膜煤棚仅依靠内部气压支撑,膜材本身重量很轻,大大降低了对基础的承载要求,这使得在一些地质条件不太理想的场地也能轻松建造。同时,它可以实现超大跨度,内部无梁无柱,拥有宽敞的空间,能轻松覆盖万吨级煤堆,为大型机械设备在内部作业提供了充足空间,斗轮机等设备在内部运行不受影响,无需改造,不影响煤场正常生产运营 。
而且,膜结构的稳定性强,可抵御恶劣天气。如采用预应力张拉技术的膜结构,能抵御 12 级强风以及 50cm 积雪,部分气膜煤棚甚至能抵御 16 级台风、超过 8 级地震以及相应的积雪荷载,保障了煤炭存储在极端天气下的安全无虞 。
显著的经济效益
从建设成本看,膜结构优势明显。气膜全封闭煤场由于内部无梁无柱,膜材自重轻,降低了土建要求和成本,工期也可缩短至 2 - 4 个月,相比传统钢结构可节省 25 - 60% 的造价 。并且,膜结构安装简便,可快速搭建,能为企业节省大量时间成本,快速投入使用。
在后期维护方面,膜材具有自洁性、耐腐蚀性,像 PVDF/PTFE 等膜材,雨冲即净,持久如新,在寿命期内防腐和清洁的维护工作量较少,大大降低了维护成本。其使用寿命一般可达 20 年左右,有些甚至长达 25 年以上,长期来看,为企业节省了不少资金投入 。
广泛的应用场景
膜结构在不同类型的煤场均有广泛应用。在煤矿储运中,封闭式煤场膜结构告别了粉尘污染,提升了矿区形象,保障了煤炭资源的储存安全。火电厂储煤采用膜结构,可有效防自燃、防损耗,保障能源供应稳定。物流园区的煤场使用膜结构,能实现全天候仓储,抵御雨雪侵蚀,降低煤炭热值损失。港口码头由于需要快速周转大宗煤炭,膜结构的快速搭建和灵活扩容特性,使其成为理想选择 。
煤场膜结构凭借其独特的工作原理、卓越的环保性能、出色的结构优势、显著的经济效益以及广泛的应用场景,成为现代煤炭存储的创新之选。随着技术的不断发展与完善,膜结构将在煤场建设与煤炭产业发展中发挥更为重要的作用,推动整个行业向更加绿色、高效、可持续的方向迈进。