摘要：當(dāng)下工業(yè)發(fā)展迅速，化工行業(yè)的原料運(yùn)輸及儲存伴隨著大量的煙塵及顆粒懸浮物的產(chǎn)生，不僅對環(huán)境造成污染，也危害著人們的健康。隨著國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的逐步提高，各種工業(yè)領(lǐng)域都面臨著節(jié)能減排的重任和壓力，傳統(tǒng)的儲存設(shè)施在環(huán)保性能、經(jīng)濟(jì)性方面逐漸暴露出不足，無法滿足現(xiàn)代化工行業(yè)的需求，因此急需一種新型且高效的方式來解決此類問題。氣膜倉作為一種新型儲存設(shè)備，因其具有較高的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性，越來越受到化工行業(yè)的重視。本論文主要探討了氣膜倉在化工行業(yè)中的應(yīng)用及其優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：氣膜倉；經(jīng)濟(jì)性；環(huán)保性；優(yōu)勢

我國是化工生產(chǎn)和消費(fèi)大國，在全球能源危機(jī)和環(huán)境污染嚴(yán)重的雙重壓力下，國家和有關(guān)地方政府部門陸續(xù)出臺了多個有關(guān)碳達(dá)峰、碳減排的文件，這不僅說明低碳化是我國環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然選擇，也是我國化工行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。

傳統(tǒng)的化工行業(yè)原料在裝卸、運(yùn)輸、儲存過程中產(chǎn)生了大量的粉塵，目前已經(jīng)成為環(huán)保部門大氣污染治理的重點(diǎn)，為此，尋找一種新型的儲存設(shè)施并控制污染物排放成為迫切需要解決的問題。氣膜倉作為一種新型的儲存建筑形式，具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和工作原理。氣膜倉采用柔性膜材料作為倉體，利用倉體內(nèi)外氣壓之間的差異來支撐建筑結(jié)構(gòu)，密閉性好。這種結(jié)構(gòu)可以有效防止物料揚(yáng)塵、受潮和被污染，既能保證化工物料的質(zhì)量，又能防止污染環(huán)境。同時，氣膜倉具有快速施工、低維護(hù)成本和環(huán)保特性等優(yōu)點(diǎn)，使其在化工行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。

1化工行業(yè)傳統(tǒng)的儲存設(shè)施

1.1傳統(tǒng)的儲存設(shè)施

（1）露天存放：這種儲存方式在以前偏遠(yuǎn)地區(qū)較為多見，由于不需要封閉的建筑結(jié)構(gòu)形式，其建設(shè)成本較低，易于物料裝卸，但對周圍環(huán)境污染嚴(yán)重，遇大風(fēng)惡劣天氣，儲存的物料周圍粉塵彌漫，對操作人員身心健康造成危害，同時也浪費(fèi)資源。

（2）半封閉儲存：這種儲存方式介于露天堆場和全封閉儲存結(jié)構(gòu)之間的儲存方式，其優(yōu)于露天儲存形式，常見的如條形堆場，堆場兩端敞開用于運(yùn)輸，其余兩側(cè)及頂部封閉，這有助于減少物料暴露天氣條件下的影響，有助于保持物料質(zhì)量和防止粉塵揚(yáng)塵，堆場內(nèi)設(shè)有堆、取料設(shè)施，雖然改善了環(huán)境，但沒有達(dá)到完全密封的效果，而且堆、取料設(shè)備投資較高，維護(hù)成本較高。

（3）全封閉儲存：常見的如筒倉、圓庫。此類儲存方式符合環(huán)保要求，對所儲存物料全封閉，對周圍環(huán)境無污染。

筒倉儲存方式對地基基礎(chǔ)要求較高，結(jié)構(gòu)投資費(fèi)用較高，筒倉內(nèi)部及出料口均需要較為復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備，維護(hù)費(fèi)用較高，且筒倉下部為錐形結(jié)構(gòu)形式，容易造成物料堆積，下料不暢，如儲存易自燃的物料，長期的物料積壓容易引發(fā)自燃事故。

圓庫儲存方式是球形網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，雖然施工難度低，但是鋼材使用量大，造價較高，工期較長，且在沿海地區(qū)會受到腐蝕，維護(hù)工程量大，因此使用地區(qū)受到一定的局限。

2氣膜倉簡介及外形

2.1氣膜倉簡介

氣膜倉是化工行業(yè)應(yīng)用的一種新型建筑結(jié)構(gòu)形式，采用智能化的送風(fēng)加壓系統(tǒng)對氣膜倉進(jìn)行充氣，使倉內(nèi)外保持一定的壓差（通常為100～200Pa），使覆蓋膜體受到浮力并產(chǎn)生一定的預(yù)張應(yīng)力，以保證氣膜倉的剛性，從而實(shí)現(xiàn)較大的跨度。氣膜倉安裝有氣壓自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，及時調(diào)節(jié)室內(nèi)外氣壓，以適應(yīng)外界風(fēng)、霜、雨、雪負(fù)荷的變化，真正實(shí)現(xiàn)零排放、無人值守、數(shù)字化管理。

2.2氣膜倉外形

氣膜倉的外形特征是圓頂形狀，這是因?yàn)閳A形結(jié)構(gòu)在分散壓力和防風(fēng)方面有一定的優(yōu)勢，而且圓頂設(shè)計有助于分布?xì)饽け砻娴膽?yīng)力，減少風(fēng)阻，降低風(fēng)力的影響。

在此之前，氣膜式結(jié)構(gòu)多應(yīng)用于體育場館、展覽中心等民用行業(yè)，在化工行業(yè)應(yīng)用較少。近年來，由于國內(nèi)化工行業(yè)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，各級政府部門法律、規(guī)范也對儲存設(shè)施的全封閉提出了明確的規(guī)定，因此具有全封閉、安全、環(huán)保等各項(xiàng)優(yōu)越的性能的氣膜結(jié)構(gòu)儲存設(shè)施迅速搶占了化工市場。

3氣膜倉的主要性能及發(fā)展優(yōu)勢

3.1相比于傳統(tǒng)的儲存設(shè)施，氣膜倉的主要性能表現(xiàn)

（1）節(jié)能性能：由于膜材具有15%～20%的透光率，透射光在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生均勻的漫射光，無陰影，無眩光，白天不需要照明，晚上照明時間根據(jù)工作情況而定，減少室內(nèi)光照能量消耗。

（2）環(huán)保性能：氣膜倉采用微正壓系統(tǒng)，倉內(nèi)粉塵不易外泄，且倉內(nèi)設(shè)有除塵過濾回收系統(tǒng)，達(dá)到零排放標(biāo)準(zhǔn)，避免污染周圍環(huán)境。

（3）安全性能：它由一層或多層聚合物材料制成，通常采用聚乙烯、聚酯、聚氨酯、聚氯乙烯或Teflon等高強(qiáng)度、輕質(zhì)、耐老化、阻燃、耐高溫和耐腐蝕的聚合物材料，在免維護(hù)的情況下使用壽命可達(dá)10～20年，甚至更長。

（4）結(jié)構(gòu)性能：膜材每平方米的重量約1.5kg，重量輕，對基礎(chǔ)要求低，幾乎可以在任何條件的地面、建筑物屋頂?shù)葓龊辖ㄔ?，鋼索采用網(wǎng)狀鋼索結(jié)構(gòu)，可以確保氣膜結(jié)構(gòu)能抵御暴風(fēng)雪等自然災(zāi)害，同時可以減低膜材氣壓受力，延長膜材使用壽命。

（5）保溫性能：單層膜材料的保溫性能與190mm厚磚墻相同，尤其是北方地區(qū)，冬季使用優(yōu)勢明顯［1］。

（6）防水性能：氣膜倉由于其頂部采用高張力聚合物和PVC涂層加工而成，自身具有很強(qiáng)的防水性能和自潔性能。

3.2相比于傳統(tǒng)的儲存設(shè)施，氣膜倉的發(fā)展優(yōu)勢特征

（1）大跨度，超大空間，無梁無柱，可輕松實(shí)現(xiàn)超大跨度；空間利用率高，不占用內(nèi)部設(shè)備運(yùn)行通道。相比較而言，針對大跨度鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，需增加立柱方可實(shí)現(xiàn)，影響內(nèi)部作業(yè)流線。

（2）建設(shè)投資少，氣膜倉可以使用較少的建筑材料建成較大儲量的儲存設(shè)施，從而減少不必要的自然資源的消耗，相對同樣儲量的傳統(tǒng)儲倉建筑成本可節(jié)約10%以上［2］。

（3）自重輕，對基礎(chǔ)要求低，對基礎(chǔ)沉降不均勻、地震等適應(yīng)性有一定優(yōu)勢。相較而言，傳統(tǒng)鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)自重大、對基礎(chǔ)要求高，需要樁基礎(chǔ)施工，工程量大。

（4）施工周期短，可重復(fù)利用，氣膜結(jié)構(gòu)是工廠預(yù)制，現(xiàn)場拼裝，安裝周期僅需一個月。相較而言，傳統(tǒng)鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)需現(xiàn)場焊接，工作量大，施工周期長，且受天氣影響較大。

（5）氣膜結(jié)構(gòu)因其主體為高性能膜材，具有良好的耐酸堿性，抗腐蝕性，抗老化性，所以后期基本零維護(hù)。相較而言，傳統(tǒng)鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)耐腐蝕耐候性差，需要每隔3～5年進(jìn)行防腐加固處理，維護(hù)成本高。

（6）降塵除塵，節(jié)省能耗：氣膜結(jié)構(gòu)機(jī)械送回風(fēng)，通風(fēng)有組織；自有微正壓排風(fēng)除塵系統(tǒng)，無須額外除塵設(shè)備的投入及能耗。相較而言，傳統(tǒng)鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)自然串風(fēng)，通風(fēng)無組織；需要負(fù)壓除塵設(shè)備通風(fēng)，除塵設(shè)備通風(fēng)投入較大，且能耗很高。

（7）總建筑成本比傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)場館減少50%以上；基礎(chǔ)造價可降低70%以上，快速實(shí)現(xiàn)收益。

（8）通過詳細(xì)的計算和測試，通常采用加強(qiáng)框架、索具和固定裝置等有效措施，氣膜倉可抵抗16級陣風(fēng)和超過250kg/m2積雪。

（9）有完善的消防安保系統(tǒng)，氣膜倉內(nèi)設(shè)有包括煙霧探測器、火災(zāi)報警器和火災(zāi)報警控制面板。這些系統(tǒng)可以及早檢測到火源并發(fā)出警報，可使用自動滅火系統(tǒng)，如噴水滅火系統(tǒng)或氣體滅火系統(tǒng)，以快速撲滅火源或降低火勢。這些系統(tǒng)可以通過火災(zāi)報警系統(tǒng)觸發(fā)或手動啟動。以上這些措施可以幫助保障氣膜倉的安全性，并在緊急情況下降低潛在風(fēng)險。

（10）智能控制：智能控制系統(tǒng)是氣膜的核心技術(shù)，控制氣膜倉內(nèi)所有設(shè)備的運(yùn)行，24小時自動監(jiān)控氣膜倉溫度、濕度、風(fēng)壓等各項(xiàng)指標(biāo)；用戶可通過互聯(lián)網(wǎng)或手機(jī)APP實(shí)時訪問氣膜倉內(nèi)狀態(tài)；設(shè)有全自動報警裝置，突發(fā)情況可實(shí)現(xiàn)實(shí)時報警。智能控制系統(tǒng)還可以自動執(zhí)行維護(hù)任務(wù)，如定期檢查氣膜的充氣狀態(tài)，有助于降低人工維護(hù)成本，并確保氣膜倉的長期穩(wěn)定性。

3.3氣膜倉與傳統(tǒng)儲存設(shè)施的對比［1］

由于化工原料和成品的多樣性和物料性質(zhì)的復(fù)雜性，全封閉式氣膜倉在實(shí)際應(yīng)用中需要做好以下措施來保證使用安全：

（1）氣膜倉跨度大，儲存量大，物料會長時間堆積，并且封閉性好，保溫性好，有些化工原料有自燃風(fēng)險，因此氣膜倉內(nèi)需做好溫度檢測，防止自燃事故發(fā)生。

（2）氣膜倉采用全封閉結(jié)構(gòu)，如儲存煤等化工原料，會有CO有害氣體聚集風(fēng)險，造成人員中毒危害，因此氣膜倉內(nèi)需做好有毒氣體檢測，做好應(yīng)急疏散方案，確保人員安全。

（3）氣膜倉采用全封閉結(jié)構(gòu)，儲存物料的粉塵濃度需要監(jiān)測，達(dá)到一定的濃度需啟動自動噴霧除塵系統(tǒng)，降低粉塵濃度，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后才能在氣膜倉內(nèi)動火。

（4）制定并培訓(xùn)操作人員執(zhí)行應(yīng)對緊急情況的程序，包括漏氣、火災(zāi)、堵塞或其他可能的故障。

結(jié)語

根據(jù)氣膜倉在儲存化工原料及成品時的性能表現(xiàn)，得出氣膜倉在防潮性能、防氧化性能和環(huán)境穩(wěn)定性方面具有顯著優(yōu)勢。這些優(yōu)勢使得氣膜倉成為化工行業(yè)儲存設(shè)備的理想選擇，能夠有效保護(hù)化工原料及成品的品質(zhì)，提高生產(chǎn)效率，降低維護(hù)成本。此外，氣膜倉的環(huán)保性能和能源消耗方面也表現(xiàn)出較好的優(yōu)勢。相較于傳統(tǒng)鋼筋混凝土倉，氣膜倉的制造和安裝過程產(chǎn)生較少的碳排放，更符合當(dāng)今社會對環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的要求?？傊?，氣膜倉在化工行業(yè)應(yīng)用的優(yōu)勢，為其在化工行業(yè)的推廣和應(yīng)用提供了有力支持。氣膜建筑以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，在工業(yè)倉儲領(lǐng)域占有一席之地。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：陳冬（1983—），女，漢族，江蘇鹽城人，工程碩士，高級工程師，研究方向：粉體工藝。