Los almacenes cerrados de carbón — Estructuras de larga duración para centrales eléctricas y puertos
Un cobertizo cerrado es el edificio raro cuya extensión está dictada por una regulación ambiental en lugar de un arquitecto. Cuando el estándar de emisiones exige una contención total de polvo, la pila de carbón no puede cubrirse por un refugio más pequeño todo el cobertizo, de 100 a 300 metros de largo y 90 a 229 metros de ancho, debe estar bajo un mismo techo. El resultado es la forma estructural de mayor luz en la construcción industrial, y debe diseñarse en torno a una restricción que ningún otro tipo de edificio enfrenta: la maquinaria móvil que apila y reclama el carbón.
De la norma ambiental al registro estructural
El cobertizo de carbón es una respuesta directa a una norma nacional: el cobertizo cerrado, y la ingeniería estructural detrás de él, es uno de los más exigentes de la industria.
El reglamento que creó una forma estructural. En 2016, las autoridades ambientales de China exigieron el completo recinto de almacenamiento de carbón en centrales eléctricas, puertos y plantas de coking, eliminando las reservas abiertas para controlar las emisiones de polvo fugitivo (límite de partículas bajo GB 16297 y las normas locales de emisiones que siguieron). Una pila de carbón que tiene 100 m de ancho y 15-20 m de altura no puede cubrirse por un tronco de 40 m.
Las formas estructurales. En la actualidad, el sistema de estructura de cuerdas de haz (un haz superior rígido retenido por un cable inferior tensado, la forma que mantiene el récord mundial de 229 m que fabricamos para el proyecto de Huainan), con tres cuerdas de arco (90 a 150 m de luz, sección transversal triangular con acordes de doble capa, profundidad estructural de 2-3 m), el red de celosía de dos vías (para las calas muy amplias donde el arco no es económico), y el marco espacial esférico/cilíndrico Cada forma se escoge por la relación entre el espacio y la altura disponible, las condiciones de la fundación y el método de construcción que el sitio puede acomodar.
El polvo de carbón es una carga de diseño, no una molestia. La acumulación de polvo de carbón en los miembros crea una carga adicional de 0.1-0.3 kN/m2 por metro de proyección horizontal, y la nube de polvo dentro del cobertizo se clasifica por GB 50016 como una zona de polvo combustible que requiere paneles de techo de ventilación explosiva (0.1-0.2 m2 de ventilación por m3 de volumen en el 10% superior del cobertizo). La estructura también debe resistir la atmósfera corrosiva del carbón que contiene azufre (SO2 y condensación de humedad), lo que lleva la especificación de recubrimiento de protección a ISO 12944 C5-M o galvanizado con una capa superior.
Las máquinas regen la geometría. La máquina de reclamar o de cubrir la rueda de la cuberta viaja en los carriles a 30-60 m de distancia a lo largo de toda la longitud del cobertizo, y su buque superior de la cuchara varía un arco que debe limpiar el marco del techo en 1-2 m en cada posición. Las cargas vivas y muertas de la máquina (100-400 toneladas totales) actúan sobre la base a través de los carriles, y sus cargas de ruedas de 200-500 kN por rueda deben ser transportadas por un haz de grado ferroviario integrado con el sistema longitudinal del cobertizo. Ningún buque de carbón se diseña sin la carga del proveedor del equipo, porque el alcance del buque de la máquina define el espacio libre que el techo no debe entrar.
Estos requisitos combinados 40 m de altura, 2.000 m3 de aire cerrado por metro, 400 t de maquinaria en movimiento y una zona de explosión de polvo en la parte superior hacen que el carbón cerrado sea el test definitivo de la precisión de un fabricante: cada uno de sus 2.000 a 4.000 miembros es una longitud única en un rompecabezas de acero que debe montarse a 229 m de distancia transparente con una tolerancia de cierre medida en decenas de milímetros.
Cuatro sistemas de almacenamiento de carbón
Cada uno de ellos tiene un coste por tonelada de acero, por hectárea cubierta y por año de servicio.
Estructuras de cuerdas de haz (100-229 m)
El récord mundial para los cobertizos de carbón: un vigas principal superior rígido que lleva el techo, retenido por un sistema de cables inferiores tensados a través de estribas verticales, alcanzando una extensión transparente de 100-229 m con una economía de acero excepcional.
- Espacio: 100-229 m, cable de 6-10 m
- Peso de acero: 45-70 kg/m2 a 150 m de distancia
- Construcción: erección con cables sin trabajos falsos
- Nuestro récord: proyecto de 229 m Huainan, el más largo del mundo
Tres arcos de arco de columna (90-180 m)
Truscos de arco de sección triangular con cuerdas de doble capa, encharcados en ambos puntos de resorte y en la corona. 90-180 m de luz, 2-3 m de profundidad de cuerdas, económicos donde se dispone de espacio para la cabeza en el resorte.
- Espacio: 90-180 m, aumento a escala de 1:4 a 1:6
- Acorde: caja o tubería soldada de doble capa, de 200-500 mm
- Fundamentos: bases fijadas en bases profundas de 2-3 m
- Erucción: cierre de arco secuencial con cables de unión
Caminos de dos vías y carpas espaciales (60-150 m)
Enmarcos espaciales de red de dos vías o de esfera de perforación cilíndrica para cobertizos uniformes con una extensión de 60-150 m. La forma más modular: geometría de nodos estándar, miembros pre-perforación, montaje rápido.
- Espacio: 60-150 m, rejilla de 3 m × 3 m a 3,5 m × 3,5 m
- Nodo: esfera hueca soldada φ260-550 mm, 8-12 ramas
- Ensamblaje: 500-800 m2/día con grúas móviles
- Prejuicios: más económicos hasta ~120 m de espacio transparente
Complejos de almacenamiento de varias bahías
Los talleres adyacentes combinados con una pared longitudinal común, compartiendo la logística ferroviaria y el manejo del carbón para las plantas que requieren almacenamiento separado (diferentes clases de carbón, mezcla o stock de emergencia).
- Golferas: 2-4 extensiones adyacentes de 60-120 m
- Pared común: fijación longitudinal transferida
- Capacidad: 2-4 × 120.000 t por complejo
- Mezcla: segregación de 3 grados con recuperación específica
Seis detalles de una cobertiza de carbón
Integrar los componentes de la base de datos
Barras de tren de tamaño para cargas de las ruedas de 200-500 kN en centros de 5-8 m, distancia de barrido de la máquina de la caída de 1-2 m al marco del techo en todas las posiciones y fundaciones independientes de los pilares del marco principal para evitar un acoplamiento dinámico.
Ventilación por explosión de polvo (GB 50016)
Los paneles de ventilación en el 10% superior del techo a 0,1-0,2 m2 por m3 de volumen de la bodega, con una capacidad de liberación de 5-10 kPa, con un revestimiento del techo diseñado para la explosión de una ignición localizada de polvo sin colapsos progresivos.
Corrosia en las atmósferas de combustible
Acero primario con primer rico en zinc + oxido de hierro micaceo intermedio + revestimiento superior de poliuretano a la norma ISO 12944 C5-M (25-a vida útil de 25 años), o galvanizado a la norma ISO 1461 (85 μm) bajo revestimiento superior para las atmósferas de azufre más agresivas.
Cargas de acumulación de polvo de carbón
Permisura de diseño de 0,1-0,3 kN/m2 por metro horizontal de proyección para la acumulación de polvo en los miembros, con bordes horizontales minimizados o detallados para la autolimpieza para evitar la acumulación progresiva de polvo.
La erección con cable, sin falsificación
Las barreras de cuerdas de vigas y arcos se erigen mediante cierre secuencial de miembros con cables de atadura temporal, eliminando torres de trabajo falso dentro de un patio de carbón vivo.
Envólvula de 100 años de lluvia y viento
Envelope diseñado para 100 años de viento de retorno (0,45-0,75 kN/m2 de presión básica por región) con el coeficiente de presión interna del cobertizo establecido por las puertas abiertas en cada gable, y el tamaño de drenaje para 100 años, 60 minutos de lluvia.
Códigos aplicados al diseño de las instalaciones de carbón
Diseño estructural y carga
GB 50017 (acero), GB 50009 (cargas: deriva de nieve en las ventanas, viento de 100 años, sísmica), GB 50011 (seísmica, intensidad 7-9 en las provincias del carbón) y GB 50016 (zonado de incendios y explosiones). Los cables están diseñados según GB/T 5224 (filamento de acero de resistencia) con anclajes a GB/T 14370; el control de la fuerza del cable durante la construcción sigue el horario de estrés del diseño.
Fabricación y inspección
Fabricación conforme a la clase EN 1090-2 EXC3 para todos los miembros primarios, soldados con ISO 3834-2, testado en la UT con arreglo a la norma ISO 17640 Nivel B en 100% de las esplices de penetración completa; control dimensional del kit de miembros 2.000-4.000 mediante dibujos de taller con montaje de check-in en las fábricas.
Conformidad con el medio ambiente
El cobertizo cerrado está diseñado para cumplir con el requisito de cierre de GB 13223 (norma de emisiones para centrales térmicas) y los planes de acción ambiental locales para puertos de carbón y coking, con la supresión del polvo (canones de niebla, niebla seca en los puntos de transferencia) integrada en los servicios de construcción.
El almacenamiento de carbón de larga duración se distribuye en todo el mundo
Los cocheros cerrados son los lugares donde Permanent Steel Structure tiene sus registros más públicos. 229 m de cobertizo de carbón de cuerdas de vigas de espacio transparente en el proyecto de Huainan el más largo de su tipo estructural en el mundo como EPC, desde la geometría de evaluación ambiental hasta el tensión final de los cables. Guodian Ningxia Fangjiazhuang central eléctrica cerrada de carbón EPC (un arco de 140 m sobre un establo de 120.000 toneladas), el Estación cerrada de carbón en el terminal de Guangdong Huizhou Port Quanwan (almacenamiento en el puerto con soporte de polvo y manejo directo de ferrocarril de buque a astillero), Proyecto de almacenamiento y transporte de carbón de 1 millón de toneladas de Wuzhai, el Base de carbón de 1 millón de toneladas en el puerto de Zhuhai Gada Buyi Fase 1, el Pakistan Tarbela Hydropower y Karot Hydropower instalaciones de carbón, y el Saldas de carbón de generación de energía de Shanxi Shentou.
La ingeniería que hizo posible el tramo de 229 m es la misma disciplina aplicada a todos los cobertizos: coeficientes de presión del techo verificados por el viento, un calendario de montaje que se erige sin falsificaciones sobre un establo vivo, un control de fabricación completo de EN 1090-2 EXC3 y una tolerancia de cierre de ± 20 mm en la tramo final. Cuando su hoja de especificaciones dice "termo de carbón cerrado, 150 m de tramo, capacidad de 120.000 t, reclamo de montaje en centros ferroviarios de 45 m", no preguntamos si es posible le enviamos la geometría, el calendario de miembros, la secuencia de tensión de cables y el programa de erección, porque eso es lo que hemos hecho en 229.
¿Planear un patio cerrado de carbón o un depósito?
Envíanos el plan de estacionamiento (plan de pila, tonelaje, altura de apilamiento), los datos de equipo (envase de carga de la rodilla, metro), los datos locales de viento/nieve/seismica y el estándar ambiental para cumplir.
Correo electrónico: market@permanentsteelstructure.com