大武口洗煤厂气膜煤棚项目可行性研究报告.docx

1、大武口洗煤厂气膜煤棚项目可行性研究报告神华宁煤集团大武口洗煤厂气膜煤棚可行性研究报告神华宁煤集团大武口洗煤厂气膜煤棚可行性研究报告键入文档副标题一、总论工程概况1. 工程名称: 神华宁煤集团大武口洗煤厂厂区气模煤棚2. 建设单位:神华宁煤集团大武口洗煤厂3. 建设性质：新建4. 拟建地点：宁夏石嘴山市大武口洗煤厂厂区5项目规模：11779平方米6. 项目投资：1948.05万元设计依据1. 神华宁夏煤业集团有限责任公司大武口洗煤厂设计委托书（见附录一）2.神华宁煤集团集团大武口洗煤厂本部外购原煤储运系统改造方案设计3煤炭洗选工程设计规范（GB50359-2005）；4神华集团安全防护设施标准及

2、其他相关建设要求；5各现行建筑行业国家、地方规范和规程；6.其它相关资料。项目建设的背景及必要性随着国家经济的不断发展，对自然环境的污染也日益严重，国家对环境保护也越来越重视。在国家产业政策与地方经济发展规划中，提出了“清洁生产、达标排放、总量控制”的环境保护要求。储煤场露天堆放的煤堆表面受到日光照射、表面水分蒸发后，在风力的作用下会产生扬尘，在风速较大时，煤尘漫天弥散，再加上宁夏地区风沙大、时间长（宁夏全年盛行西北风和东北风，贯风4级，最大风力10级），对环境造成一定的污染。储煤场现有的煤尘治理措施是洒水增湿，洒水装置只能在储煤场的周围增设，仅能防止储煤场边缘的煤尘逸散，对煤堆中间以及风力作

3、用下的扬尘治理效果不大，造成对环境的长年污染。根据石嘴山市人民政府关于商请煤炭加工企业建设储煤仓库事宜的函（石大政函201140号）和关于下达2012年主要污染物减排重点治理项目及污染源限期治理任务的通知（石政发201248号）要求，因太西洗煤厂一二分区、大武口洗煤厂本部和太西炭基工业公司均有大量原料煤在厂区内露天堆放，极易起尘影响大气环境，有必要对露天原煤储煤场进行整治，建设封闭储煤棚。由于乌兰煤矿和石炭井焦煤公司两个矿井原煤煤质下降，并且调入量不足，外购原煤量呈逐年增多的趋势。两个矿井都正常生产时每月可供大武口洗煤厂的原煤量为17.5万吨左右，为满足入洗原煤量的需要，每月尚需从集团公司外部

4、收购原煤量约12.5万吨，若两矿生产不正常，月外购原煤量要达到20万吨。受场地限制，2010年改造时外来煤受煤的堆煤场地硬化地面2400m3,堆储煤量有限（堆煤量约0.75万吨），外购原煤量大时，大部分的外购原煤要堆放在厂区东侧的储煤场地（该场地目前为洗煤厂部分精煤、煤泥及外购原煤的总储煤场地），需要用汽车二次倒运至硬化的堆煤场地，倒运量大，费用较高，厂区北侧运煤通道狭长，运输车辆多，组织管理难，效率低。鉴于以上原因，大武口洗煤厂委托宁夏建筑设计研究院有限公司进行储煤棚设计，该分区设计储煤量为3万吨，采用气承式膜结构。二、建筑设计1、项目场址本项目为技术改造工程，在大武口洗煤厂现有工业广场内布

5、置。具体位置及环境见下图。2、建设条件周边情况：神华宁煤集团集团大武口洗煤厂本部位于宁夏石嘴山市大武口火车站附近，厂区紧邻包兰铁路及110、109国道，南侧为大武口市区，交通十分方便。自然条件：1、年平均气温8.1 8.42、最低温度-24.53、最高温度37.24、年平均降雨量 162.15、日最大降雨量 40.26、年最大降雨量354.27、年最大蒸发量2923.6 毫米8、地震烈度： 8度市政条件：1)电源本工程中高压电源取的厂区变电站，新增加的开关柜安装在现有配电室内的备用位置上.煤棚附近新建设备用房，内设旁边的是及柴油机房。气膜系统及消防用电采用两路电源供电，平时由市政电源供电，市政

6、电源故障时启动柴油发电机组。2）水源和热源本次设计生产、生活及消防水源利用现有水源，接自本工程地址以西200米范围以内总容量2000立方米的蓄水池。3）公共生活设施公共生活设施利用本厂区现有设施。3.设计原则及概况1）设计原则根据国家有关规定、规范及气模煤棚用房的要求，结合现状，合理配置。按照城市规划整体要求，因地制宜，合理布局，并形成优美的城市景观。本着立足现有要求，适当考虑长远发展的原则，合理安排，控制投资。严格执行国家制定的各项法规，满足环保、消防抗震，节能及供水、供电等市政管理的要求储煤场的污染物主要是煤尘的逸散及二次扬尘，由于风力的作用对大气环境造成危害，特别是10m及-10m的颗粒

7、，该部分颗粒一旦悬浮在空中，在垂直方向上的速度波动，很难再落回到地面，而是随风向其他地方扩散，进而导致严重的空气污染与其他环境问题。因此，本次工程设计应遵循以下原则：（1）本设计应充分考虑现有工程，在不影响现有工艺布置的前提下进行设计并且能够保证正常施工，尽量减少对生产系统的影响。（2）满足煤炭洗选工程设计规范中相关储煤场（仓）缓冲天数的要求，同时满足用户对储煤场（仓）储量的要求。（3）根据各分区储存煤种的特点，考虑分煤种储存，提高储煤场（仓）的实用性。（4）尽量控制煤尘逸散的范围，最好控制在储煤场（仓）内部。（5）设计必须考虑人员、车辆进出储煤场的通道。（6）设计必须考虑储煤场围护后的采光、

8、喷雾、除尘、通风、消防、照明、监控等设施，确保安全生产。（7）尽量采用先进工艺及配套设施，同时具备经济、合理、适用、美观。2）设计概况本工程气模煤棚平面尺寸为90（B）X130（L）X27.0（H），呈东北西南走向，设计储煤量为3万吨，堆煤高度为12米，建筑面积11779平方米。最北侧山墙设汽车入口，与现有运煤道路相接；东纵墙最南端设汽车出口，接入厂区道路，出入口的长度经甲方确认运输车辆长度，并考虑适当余量后取为16米，出入口断面净尺寸为5.0X5.0米；出入口地面硬化道路按车辆运煤量50吨、总重80吨考虑，道路在出入口两端各延伸5米。在煤棚南侧与挡风墙之间留设不小于7.5米宽的运煤通道。综合

9、考虑人员通行和消防疏散要求，平面内共设四个人员出入口（含应急出口），按门宽1200X2100考虑。煤棚东面设一排单层砖房，用于设备用房和工作人员休息。煤棚内环形设7米宽通道。煤棚平面设计见附图：4.设计使用年限及安全等级、抗震设防烈度1）本工程设计使用年限：气膜部分为25年，其余部分为50年。当气膜部分达到使用年限后，如需继续使用，需进行定期鉴定和维护，当鉴定不宜继续承载时，应更换气膜。2）安全等级为二级。3）本工程抗震设防烈度为八度，设计地震加速度值为0.2g，地震分组一组。5.建筑类型及工艺流程建筑上部采用气承膜结构，气承膜结构简介见附录二。气承膜结构的下部设1.8米高的护墙，以免气膜结构

10、遭受不必要的损伤，同时保证棚内周边的车辆通行、生产机械运作有足够的空间。护墙采用平面框架，填充墙采用烧结黏土实心砖。本工程北侧汽车入口设硬化道路，与东侧原有运煤通道相连，原煤入棚非常方便，汽车入棚后，沿环形设置的通道（通道宽度据甲方要求为7米）在分类堆放的三个煤堆间装卸原煤。完成装卸工作后，从南侧出口驶出煤棚，生产过程均可远程监控。通风、除尘、防爆和防瓦斯气体均有相应智能系统独立完成。棚内原煤拟设三个大致相同的煤堆进行分类堆放，既方便管理，又对减小煤堆内部的升温起作用，从而减少自燃的可能性。当发生自燃时，不致“火烧连营”，且扑火面多，方便扑救。6.设计内容气承膜结构设计（含模块控制系统、室内外

11、环境监控系统、温度控制系统、能耗控制系统、控压系统、新风循环系统）气承膜下部支承结构考虑储煤场围护后的喷雾、除尘、消防、照明、视频监控等设施7.气承式膜结构煤棚专篇膜材的自重轻(仅1kg/m2左右)，再加上高强钢索的应用使得充气膜结构的受力体系直接、简洁、合理，非常适合于中部无支承的大跨度结构体系。相对于钢结构大跨结构，有造价低、施工周期短等优点，因此，该种结构不仅在体育场馆、展览中心、商业、交通服务设施中得以推广，也在仓库、仓储、施工、工业生产厂房等方面得到了相当的应用。当然，该种结构也非常适用于煤炭行业的煤棚。（一）、气膜式储煤场建筑膜材性能a. 力学性能中等强度的PVC膜：其厚度仅0.8

12、0mm，但它的拉伸强度相当于钢材的一半。膜材的弹性膜量较低，这有利于膜材形成复杂的曲面造型。抗震、防风。b. 光学性能其对自然光的透射率可达25%，透射光在结构内部产生均匀的漫射光，无阴影，无眩光。c. 防火性能如今广泛使用的膜材料能很好地满足对于防火的需求，具有卓越的阻燃和耐高温性能，达到中国、美国、日本、法国、德国等多国标准。d. 保温性能单层膜材料的保温性能与砖墙相同。e. 自洁性能经过特殊表面处理的PVC膜材具有很好的自洁性能，易于清洗附着其表面的各种油渍，污点或其它附着物，雨水会在其表面聚成水珠流下，使膜材表面得到自然清洗。f. 耐腐蚀性耐各种强酸强碱腐蚀，不燃烧，耐老化。g. 耐侯

13、性强工作温度-40260（二）、气膜式储煤场的技术特点a.更自由的建筑形体塑造多变的结构和柔性膜材使建筑物造型更加多样化，新颖美观，同时可以适应复杂的场地情况。b.自重轻气膜建筑屋面重量仅为常规钢屋面的三十分之一，大大降低了基础的造价。可建在比较差的地质条件下，例如：填方区、永久冻土、软土、湿隐性黄土等。c.更短的施工周期气膜式储煤场工程中，所有加工制作均在工厂内完成，在现场只进行安装作业。从设计、设备采购到加工，两个月内能够完成，运抵现场后，一般只需10天就可将主体建筑安装完毕。d.更低的能源损耗气膜式储煤场所使用的膜材具有较好的保温性能。e.更大跨度的建筑空间由于自重轻，气膜式储煤场可以不

14、需要内部支撑，大跨度覆盖空间，这使人们可以更灵活、更有创意地设计和使用建筑空间。f.气膜建筑能够抵抗67米/秒的飓风（16级台风）和超过250公斤/平方米的积雪。g.不受季节限制，可以冬季施工。h. 密封性好、环保指标高。钢结构储煤场的结构构件在高污染环境下须35年重新涂刷防腐涂料，57年更换彩钢板围护，总维护费用要占到原投资1/3。而建筑膜材耐各种强酸强碱腐蚀，不燃烧，耐老化，在25年使用期内零维护。8.地形地貌据现场踏勘，拟建场区座落在大武口洗煤厂厂区内，东侧临路、西侧与厂区其它生产区域相邻；南侧运煤通道；北侧紧邻煤泥沉淀池，池深34米。场地相对道路而言较低，除沉淀池附近外，总体平缓，呈东

15、南向西北渐低的走势。煤棚室内正负零标高与道路协调，取为1107.30（约为煤泥池边的铁轨顶标高）。9.建筑立面、剖面10. 防火、防爆、本工程为煤均化库，耐火等级为二级，存储物品为丙类。均满足防火间距，消防通道等防火设计要求。对于内部使用钢材，均采用高等级防火材料喷刷，满足耐火等级要求。储煤场封闭后，煤尘、瓦斯均有积聚的可能，存在一定的安全隐患，因此，选择的机械电气设备采用防爆型，包括防爆电机、防爆开关、防爆电缆、防爆灯具。三、结构设计1设计依据1.1国家主要设计规范采用国家本行业标准的现行设计规范、规程、统一标准及工程建设标准强制性条文（房屋建筑部分2002年版）及“建设部公告”作为不能违反

16、的法规，同时考虑当地实际情况采用地区性规范。1.本工程结构设计遵循的主要标准、规范、规程：(1)建筑工程抗震设防分类标准 (GB50223-2008)(2)建筑结构可靠度设计统一标准 (GB50068-2001) (3)建筑地基基础设计规范 (GB50007-2011) (4)建筑地基处理技术规范 (JGJ79-2002) (5)建筑结构荷载规范 (GB50009-2012) (6)混凝土结构设计规范 (GB50010-2010) (7)建筑抗震设计规范 (GB50011-2010) (8)砌体结构设计规范 (GB50003-2011) (9)建筑桩基技术规范 (JGJ 94-2008) (1

17、0)混凝土结构耐久性设计规范 (GB/T 50746-2008)(11)工业建筑防腐蚀设计规范(GB 50046-2008)(12)北美土木工程协会空气支撑建筑 ASCE 17-962.主要施工及验收规范: (1)混凝土结构工程施工质量验收规范 (GB50204-2002) (2)地基与基础工程施工质量验收规范 (GB50202-2002) (3)钢筋焊接及验收规范 (JGJ18-2003) (4)砌体工程施工质量验收规范 (GB50203-2002) (5)地下工程防水技术规范 (GB50105-2008)3.本工程结构设计采用的计算程序及辅助计算软件名称:PKPM-SATWE（2010版抗

18、震规范版本）、ETABS1.2拟建场地的工程地质资料报告参照大武口洗煤厂煤质化验室岩土工程勘察报告，场区隶属黄河冲积平原二级阶地。场地内除地表浅部分布有素填土外，其下均为第四系冲积、洪积相地层，以粉质黏土为主。各土层岩土工程性状自上而下分述如下：1）素填土1（Q4m1）：灰黄色，以粉土为主，含较多粉细砂颗粒。局部可见粉质黏土团粒，土质不均，稍湿，堆积年代愈10年，松散稍密。考虑土质不均匀因素，推荐承载力特征值fak=90kPa。2）素填土2（Q4m1）：场区普遍分布。灰黄色，以粉细砂为主，含粉土颗粒。稍湿湿。堆积年代愈20年，稍密中密。推荐承载力特征值fak=140kPa。3）粉质黏土：厚1.

19、02.5m，平均2.05m。土黄色黄褐色，层内夹粉细砂条带，局部含少量砾砂，具层理。推荐承载力特征值fak=160kPa。4）中粗砂：深度很深，钻孔深度未见底。上部灰黄色，含较多粉砂颗粒，局部夹粉质黏土条带。下部浅灰及灰绿色，含少量粉砂，偶夹小砾。颗粒成分以石英、长石为主，含少量云母及暗色矿物。饱和。成密实状态。推荐承载力特征值fak=300kPa。3、本地区最大冻结深度1.04m。4、地下水位埋深距自然地表3.443.82m。随着地下水位变化，场地环境具干湿交替作用，判定地下水对混凝土结构具弱腐蚀性，在干湿交替下对钢筋砼中的钢筋具弱腐蚀性，在长期浸水环境下对钢筋砼结构中的钢筋具微腐蚀性。土中

20、易容盐对建筑材料具微腐蚀性。设计时，应根据工业建筑防腐蚀设计规范（GB 50046-2002）的规定，采取相应的防护措施。2结构方案考虑结构的抗震安全性，综合技术经济分析，结构屋面系统采用空气支撑膜结构；下部支撑采用钢筋混凝土墙体。设计使用年限为气膜结构二十五年，下部钢筋混凝土为五十年。当到达气膜结构使用年限后，可重新铺膜。建筑重要类别为丙类。1.抗震设计：设防烈度为八度（0.2g），地震分组第一组。建筑的抗震重要性类别为标准设防类，按常规设计方法进行抗震设计；据抗震规范的相关规定划分抗震等级，混凝土墙体地面以上高为1.8米，其抗震等级为三级。设备用房采用单层砖房，层高3.6米，屋面板为100

21、厚现浇钢砼板，建筑面积约200平方米。2.基础部分:煤棚基础埋深及抗拔计算确定，本报告暂按埋深1.2米考虑。采用墙下条形基础。3荷载取值结构荷载常规取值按建筑结构荷载规范。风荷载及雪荷载：基本风压 0.65kN/m2，本工程膜结构对风载敏感，基本风压取0.72kN/m2；计算气膜本身时可按三十年一遇基本风压取值，计算下部支承结构时，基本风压按五十年一遇取值。基本雪压0.20kN/m2风压高度变化系数根据B类地面粗糙度考虑。风荷载体形系数按规范采用。4结构材料钢筋：I级钢(HPB300)fy=270N/mm2II级钢(HRB335)fy=300N/mm2III级钢(HRB400)fy=360N/

22、mm2钢铰线：fptk=1570 N/mm2混凝土：基础垫层C20基础底板C30C40现浇梁、柱、墙C30钢材：用Q235、Q345B，建筑材料及其添加剂，均应满足环保要求。气膜锚固用锚栓： d=24mm锚栓，数量744根。d=20mm锚栓，数量370根。锚栓露头70mm，埋入长度按40 d 考虑。5采用标准图集混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图11G101系列。6 其它未详之处按现行有关规范、规程执行。四、给排水及消防一工程概况本工程为丙类仓库，长130m，宽90m,储煤高度12m。0.00以上2m为钢筋混凝土墙，其上部分为90m130m大跨度的气膜结构。因本建筑类型国家无相

23、关规范，参照建筑设计防火规范GB50016-2006及火力发电厂与变电站设计防火规范GB50229-2006,对本工程作相应的专业设计。施工前，需要消防等相关部门确定后方可施工。二设计内容本次设计考虑煤堆的除尘及本建筑的消防问题。1.水源：在厂区内有2000m的消防生产合用水池及相应的水泵房，在厂区内有成型的消防管网及生产给水管网。本建筑生产及室内外消火栓用水均由厂区成型管网供给，室内消防固定水炮由改造消防水池及消防水泵房供给。2.生产用水：主要用水为煤堆的除尘用水，采用两台移动式喷雾机，人工控制。具体设备由甲方采购，本次只设计喷雾机的配水管道，方案布置如下3.消防系统：1)室外消防系统：在室

24、外给水管网上设有若干个室外地下式消火栓，室外消火栓的间距不大于120m，室外消火栓与消防水泵接合器的距离宜为1540m。2)室内消火栓系统：室内消火栓系统主要用于建筑通道内车辆着火及煤堆边缘着火的扑灭。本系统采用干式系统即在室外阀门井内设一快速启闭阀(电磁阀), 冬季通过泄空阀将消防管中的水放空.火灾时,电磁阀开启,消火栓正常使用,消防管最高点设一自动排气阀。室外消火栓45升/秒，室内消火栓10升/秒，火灾延续时间2小时，管网所需压力为0.25MPa。室内消火栓所需的水量及水压均由厂区成型管网供给。室内采用单栓消火栓，消火栓口径SN65，水龙带65，L=25m，喷口直径19。栓口距地1.10m

25、，消火栓布置以最大布置间距30米考虑，同时管网布置成环状管网。消火栓管道采用焊接钢管，焊接。管道防腐为明装管道除锈后，外刷红丹、银粉各两遍。3)防爆型电动消防水炮系统:消防固定水炮系统由改造的消防水池和消防水泵房供给。改造后的消防水池有效容积288m，消防水泵房内设三台消防泵(消防泵参数：XBD9.1/40-150 Q=40L/S P=0.91MPa N=55KW 两用一备。)。消防固定水炮系统主要由水源、消防泵组、管道、阀门、水炮和控制装置等组成。消防水炮采用防爆电动消防水炮装置，防爆电动消防水炮装置的用水量为80Ls，射程为80m；灭火用水连续供给时间不应小于1.0h；室内消防炮的布置数量

26、不应少于两门，其布置高度应保证消防炮的射流不受上部建筑构件的影响，并应能使两门水炮的水射流同时到达被保护区域的任一部位。消防炮自动控制，火灾时，起泵，联动。室内消防水炮管道采用电伴热保温。消防水炮系统管材采用热镀锌钢管,采用沟槽式管件接口.管道防腐为明装管道除锈后，外刷红丹、银粉各两遍。4)灭火器的配置：火灾危险级别属A类火灾中危险级，选用手提式磷酸铵盐干粉灭火器，每具充装量3KG。主要设备材料表序号名 称型号规格单位数量备 注1消防立式多级专用消防泵XBD9.1/40-150 Q=40L/S P=0.91MPa N=55KW n=1480r/min台3两用一备 配电柜自带2钢筋混凝土消防水池

27、有效容积V=288m座1钢筋混凝土3消火栓1600X700X240个184手提式干粉(磷酸铵盐)灭火器MF/ABC3x2 3kg/2A个365消防固定式水炮PSKD80W 流量80L/S 射程55m 工作压力0.8MPa个66室外地下式消火栓个27焊接钢管DN125 DN70 DN50米650，40,2008镀锌钢管DN200米6009蝶阀DN150DN250个6，510电磁阀DN125个211排气阀DN40个112泄水阀DN50个213闸阀DN125个6五、电气、弱电设计一）设计依据与设计范围（一）、设计依据1.建设单位提出的设计要求。2.民用建筑电气设计规范JGJ16-2008。3.建筑设

28、计防火规范GB50016-2006。4.供配电系统设计规范GB50052-95。5.低压配电设计规范GB50054-95。6.建筑物电子信息系统防雷技术规范GB50343-2004。7.建筑照明设计标准GB50034-2004。8.建筑物防雷设计规范GB50057-94（2000版）。9.火灾自动报警系统设计规范GB50116-98。10.视频安防监控系统工程设计规范GB50395-2007。11.煤炭洗选工程设计规范GB50359-200512.建筑、通风、空调、给排水等专业提出的电气及自动控制要求。13.省、市电力部门有关规定。14.其他现行国家规范和地方标准等。（二）、设计范围：本设计包

29、括建设红线内的以下内容：1、强电部分：(1)、电力系统。 (2)、照明（含应急照明）。(3)、防雷保护、安全措施及接地系统。2、弱电部分（1）、火灾自动报警及消防联动控制系统。（2）、视频安防监控系统（VSCS）二）电气说明（一）、低压供配电系统1、负荷等级根据建筑物的类别，本工程内重要的电气负荷如消防设备（消防泵、防排烟风机等）、应急照明、安防中心、消防中心等负荷属于一级负荷，采用双回路供电，在未端自动切换。其余均为三级负荷。2、负荷计算根据工艺设计提供的资料，本工程风机估算为110kW，照明20kW。消防泵负荷110kW。另外受煤坑设备工作容量为165.62 kW。共计295kW，设400

30、KVA变压器1台，配高压柜4面，MNS型低压柜6面。3、供电电源及电压等级因洗煤厂高压供电由市政35kV一路，在厂区总变电站变为6kV，属单电源供电。本工程从设在附近的厂区变电站母线引一路高压电力电缆，穿管埋地引入本工程变配电室。4、功率因数补偿采用低压集中自动补偿方式，在配电所低压侧设功率因数自动补偿装置，要求补偿后的变压器侧功率因数在0.94以上。荧光灯、高压钠灯就地补偿，补偿后的功率因数为0.9。5、应急电源及柴油发电机组为保证本工程内消防负荷（应急照明）,消防中心等负荷等重要负荷的可靠供电，特设置一台200KW的柴油发电机组作为第二电源。当市政电源故障时自动启动，保障重要负荷供电可靠。另外，为了保障应急照明（系气体放电灯，不能瞬间启动）不会因电源切换时熄灭，设20KW的EPS作为第三电源。当两路电源因故停电时，EPS将自动启动向以上负荷供电。（二）、配电系统1.本工程设备电源电压等级为交流380V/220V，取自新建变配电室。2.对于单台容量较大的负荷或重要负荷采用放射式配电；对一般设备采用放射式与树干式相结合的混合方式