垃圾焚烧发电厂主厂房结构设计分析

垃圾焚烧发电厂主厂房结构设计分析

发表时间：2016-11-11T10:39:29.740Z 来源：《低碳地产》2016年9月第17期作者：吴琦[导读] 【摘要】本文主要是分析选择垃圾焚烧发电厂项目主厂房的结构方案，科学的使用计算机软件，对厂房结构计算、垃圾储存池设计以及混凝土施工和地基基础设计等进行分析，从而明确垃圾焚烧发电厂项目主厂房的结构以及设计特点。

江苏省节能工程设计研究院有限公司 210007 【摘要】本文主要是分析选择垃圾焚烧发电厂项目主厂房的结构方案，科学的使用计算机软件，对厂房结构计算、垃圾储存池设计以及混凝土施工和地基基础设计等进行分析，从而明确垃圾焚烧发电厂项目主厂房的结构以及设计特点。

【关键词】垃圾焚烧发电工程；结构设计垃圾焚烧发电工程是一个以焚烧处理生活垃圾为主、利用垃圾焚烧产生的余热发电为辅的环保工程。焚烧后产生的热能发电为社会提供电力，供热为需要的生产企业提供用汽保障；焚烧后产生的残渣密实、无菌，可作为筑路、制砖等用料。本文研究的垃圾焚烧发电厂规模为日处理生活垃圾1050吨，焚烧采用3X350t/d台机械炉排炉，汽轮发电机容量为1X15MW+1X7.5MW。垃圾焚烧发电厂的主厂房主要分

为垃圾卸料平台、垃圾储存池、垃圾焚烧间、烟气处理间等几部分，每一部分都是十分重要的。本文主要分析垃圾焚烧发电厂主厂房的结构以及设计特点。

一、主厂房大体布置

本次研究的发电主厂房总建筑面积约23000m2左右，平面尺寸是110m×130m。垃圾卸料平台标高7m，长69m，宽24m，屋架下弦标高为17m。卸料平台下方为化水间、机修间、空压站、风机房、备品间等。垃圾储存池池底标高-6m，池顶标高23m，平面尺寸是63m×24m。垃圾焚烧车间由锅炉房、渣坑组成。烟气处理间由烟气处理间和飞灰固化车间、石灰浆制备间、活性炭间组成。

二、主厂房主体结构设计分析

1、选择结构类型

对垃圾焚烧发电厂进行设计时，要求是比较高的，一般情况下，主要结构有钢结构和钢筋混凝土结构。设计垃圾焚烧发电厂主厂房时，需要明确厂房设计的成本、时间、结构刚度以及防腐蚀能力等，同时考虑厂房的封闭性，所以通常挑选钢筋混凝土框排架结构作为厂房的主要结构形式。屋面一般采用网架结构或管桁架结构。

2、结构特点

第一，厂房有着比较复杂的体型，要使建筑需要得到满足，就需要将厂房设计成波浪形的屋盖，使得垃圾焚烧厂的扩建得以顺利进行，并且不会对其他厂房的运行产生不利影响。第二，厂房有着比较大的体型，一般而言，发电厂房的平面尺寸约100m×120m，高度大约为48m左右。第三，垃圾焚烧厂房结构刚度不强，能够使得厂房棚顶的压力得以减少。第四，垃圾焚烧厂房需要根据实际情况设置工艺，保证楼层间的错开，楼板开洞面积比较大，开洞率达到50%以上。第五，厂房中的垃圾储存池是现浇钢筋混凝土结构，池壁四周设钢筋混凝土扶壁柱，其内壁厚从上到下约350mm~450mm，垃圾储存池结构与主体相连接，使得垃圾能够及时进入到焚烧间，但是也是由于如此，使得主体结构刚度不够理想。第六，考虑垃圾储存池区域臭味较大，为避免臭气外溢，影响厂区环境，故有一部分墙体为现浇钢筋混凝土墙。第七，垃圾焚烧厂房中设备荷载比较多，有风载、地震荷载、吊车荷载、活载等，[1]荷载的组合比较多，组合工程中需要明确结构受力的情况，使得荷载组合更加简便，避免设备过多，减少垃圾焚烧的成本支出。

3、计算垃圾焚烧主厂房的主体结构

依据主厂房的特点科学计算，一般使用SATWE程序建模计算。厂房结构属于比较空旷的空间模型，现浇钢筋混凝土梁和现浇钢筋混凝土墙体对整个模型结构的作用贡献不容忽视，而且又有垃圾储存池大量剪力墙体，应采用空间计算软件将所有构件都建进模型；由于厂房属于空旷的、楼层较少的结构，还可以采用PK计算校核，必要时还用SAP2000建模计算综合比较。从计算结构中看出，梁、板配筋计算结果相似，柱配筋相差稍大，最后可以结合三个程序的数据结果。

4、科学设计垃圾储存池

垃圾焚烧厂主厂房中，垃圾储存池是十分重要的部分，如果垃圾储存池设计不科学，会使得厂房的垃圾焚烧工作受到影响。垃圾储存池工程量比较大，成本比例也比较高，其施工的进度将直接影响到发电厂的运行时间。一般而言，垃圾储存池中的垃圾高度最高为23米，使得垃圾储存池的侧面内壁受到巨大的压力。此外，为防止臭气外溢，池内还会一直保持微负压状态。多种工况应分别计算，其承受压力的能力将影响厂房结构的稳定性以及安全性。

垃圾储存池中有气体、液体、固体等，腐蚀性比较强，混合物的种类也很多，酸性、碱性都有，所以必须要保证垃圾储存池的防腐设计。按照《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-2008）相关规定选用防腐面层材料，混凝土需满足腐蚀环境下基本要求，控制裂缝，选择钢筋的混凝土保护层最小厚度等。本工程垃圾池内防腐采用澎内传表面防渗加玻璃鳞片。垃圾储存池一般为超长结构，避免垃圾储存池中壁上出现裂缝，宜设置加强带，尽量避免设置后浇带。扶壁柱处增加附加水平钢筋。同时应挑选质量好的水泥和砂石，做好管理工作，尽量减少开裂。

5、混凝土结构无缝施工

垃圾焚烧主厂房的长度大于100米，超出了规定的钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距，由于工艺需要，不能设置永久性的伸缩缝，需要有效的控制混凝土干缩裂缝和温度应力。一般而言使用的方法主要是预留后浇带，但是后浇带施工极为不便，使得工期受到影响。主要使用超长无缝施工技术中的膨胀加强带方法，保证混凝土浇筑要一次成形。

施工时需要注意以下问题，每隔30米左右设置膨胀加强带，加强带宽宜取2米。[2]混凝土内部掺入高效膨胀抗裂剂，在加强带中设置钢筋，将密孔铁丝网挂在两边，避免混凝土从带外进入到带内，施工过程中，要做到先外再内，保证连续的施工。

主厂房长度比较长，垃圾储存池刚度大，混凝土伸缩会出现在一边，因此框架会出现很大的温度应力，需要明确其影响。温度应力计算温差使用±25℃，[3]依据计算结果对梁柱配筋进行调整。适当增强楼板、纵向梁和墙的纵向通长钢筋，对减少裂缝也起一定作用。

6、地基基础设计

主厂房地基基础设计等级为乙级，应该作变形验算；调整基础，尽量减少不均匀沉降。根据当地地下水位标高，垃圾储存池还应进行抗浮验算。

结束语

垃圾焚烧发电厂房的结构设计需要从多个方面进行分析，比如施工的时间、能力、成本、结构刚度以及抗腐蚀性等。通过先进的计算软件，科学准确地计算焚烧发电厂房结构，保证发电厂房能够更加安全和实用。明确垃圾储存池的压力，科学采取防腐方法，使得厂房的稳定性更强，能够更好地进行垃圾焚烧，保证垃圾焚烧主厂房发电工作顺利推进。

参考文献：

[1]刘彦辉. 城市生活垃圾焚烧处理工艺系统设计分析探讨[J]. 绿色科技,2015,06:258-263.

[2]暴雅娴,贾彦武,饶汉东,李德喜. 生活垃圾焚烧发电厂设计探讨[J]. 环境工程,2012,06:98-100+105.

[3]祝初梅,田辉,赵娟. 某垃圾焚烧发电项目设计中的问题[J]. 中国资源综合利用,2013,06:35-37.