加氢站泄爆屋面施工技术

加氢站泄爆屋面施工技术

朱恺奥 余东阳 范中原 李海洋 田兴雨

中建八局第三建设有限公司 ，江苏 南京 210000

摘 要：本文以具体项目为载体，介绍了加氢站泄爆屋面施工技术，阐述了加氢站泄爆屋面施工的工艺原理及施工操作要点。

关键词：加氢站 泄爆屋面 泄爆螺栓 牵引绞索

1.引言

氢能源是近几年发展起来的新型清洁能源，随着国家对新能源使用的推广，电动客车已经走进城市居民生活的方方面面，而氢燃料电池客车因其能源功效大大优于普通电动客车，已成为我国新能源未来发展的重要方向，加氢站的建设作为推广使用氢能源车辆的过程中的基础环节，因其对安全方面的特殊需求，给相关施工工艺提出了挑战。

2.工程概况

宇通电动客车工程技术中心项目加氢站工程整体采用“钢筋混凝土抗爆墙+轻钢结构金属铝板泄爆屋面”的方案，屋面每平米重量不超过60kg，轻钢檩条上铺岩棉夹芯彩钢板，采用TKC泄爆螺栓配合牵引绞索实现设计压力下的正常泄爆。岩棉夹芯彩钢板采用镀锌彩钢板折件进行封边,屋面檐口采用铝镁锰板折弯件收边，铆钉固定。该施工技术不仅降低了施工难度，提高了施工效率，而且保证了施工质量，具有良好的经济效益与社会口碑，并在我公司类似项目推广使用。

3.工艺原理

加氢站泄爆主要通过泄爆螺栓、牵引绞索实现在设计压力下的泄爆，当爆炸发生时泄爆螺栓脱落带动屋面岩棉夹芯彩钢板成功脱落；而牵引绞索拉住泄爆板，不会造成二次伤害，抗爆墙表面正常，无损害痕迹。爆炸处理完毕后只需要泄爆屋面更换泄爆扣件，并重新复位安装即可继续正常使用。

屋面夹芯彩钢板设置于屋面上弦檩条上，镀锌彩钢板用于屋面下挂，铆钉固定，防火耐候胶密封。泄爆屋面檐口采用铝镁锰板折弯件做圆弧收边，铆钉固定。

4.施工工艺

4.1工艺流程

钢柱基础及钢筋混凝土抗爆墙施工→钢柱及钢梁吊装→屋面上弦檩条安装→泄爆螺栓及牵引绞索安装→岩棉夹芯彩钢板深化排产安装→屋面下弦檩条安装→镀锌彩钢板折件安装→排水系统及机电控制系统安装→屋面下挂3.0厚铝板安装→淋水试验

4.2操作要点

4.2.1钢柱基础及钢筋混凝土抗爆墙施工

钢柱采用Φ630无缝钢管，M24地脚螺栓采用Q235B型圆钢与独立基础固定，构件表面采用抛丸除锈，除锈等级为Sa21/2，表面涂层总厚度不小于180um环氧富锌底漆两道加环氧云铁中间漆一道加金属级醇酸磁漆面漆两道。钢筋混凝土抗爆墙高3.2m，厚300mm，混凝土强度C30，钢筋混凝土抗爆墙采用12mm厚塑面钢化膜模板，保证成型效果达到免抹灰。

4.2.2钢柱及钢梁吊装

钢柱及钢梁采用50T吊车进行吊装，柱脚后灌浆，钢梁采用10.9级扭剪型高强螺栓摩擦型连接，初拧扭矩为T=0.065×1.1×225KN×24mm。

图4.2-1 钢结构柱吊装 图4.2-2 钢结构梁吊装

钢柱及钢梁吊装完毕后应及时采用砂石分层回填并夯实后浇筑加氢站内地坪，地坪为200mm厚C30钢筋混凝土，内配钢筋Φ10@200钢筋单层双向，面层做50厚不发火细石混凝土，基层混凝土初凝前浇筑。

4.2.3屋面上弦檩条安装

屋面上弦檩条采用60×60不锈钢方管与钢梁焊接，焊接前应按照屋面设计标高起拱将定位檩条电焊固定完毕，再焊接其他檩条，檩条焊接完毕后应对焊缝进行检测并组织隐蔽验收。

4.2.4泄爆螺栓及牵引绞索安装

图4.2-3 TKC岩棉夹芯彩钢板泄爆屋面系统大样图 图4.2-4 TKC泄爆螺栓与牵引绞索

当爆炸发生时泄爆螺栓脱落带动屋面岩棉夹芯彩钢板成功脱落；而牵引绞索拉住泄爆板，不会造成二次伤害，抗爆墙表面正常，无损害痕迹。爆炸处理完毕后只需要泄爆屋面更换泄爆扣件，并重新复位安装即可继续正常使用。

采用专业流体力学计算软件（CFD）来进行爆炸模拟分析，用来预测加氢站中的气体爆炸后果，证明该泄爆体系能达到设计要求20kPa时的可靠性。

4.2.5岩棉夹芯彩钢板深化排产安装

图4.2-5 泄爆螺栓及牵引绞索安装完毕 图4.2-6 屋面板安装完成

岩棉夹芯彩钢板应提前一个月完成排版及审批，生产好的板材应在相应位置表上编码以便于现场组装，附件及折板应根据现场实际尺寸制作，以保证屋面板安装严丝合缝，屋面板安装完成后应注意观察是否存在渗漏。

4.2.6屋面下弦檩条安装

图4.2-7 屋面下弦檩条竖向布置图

屋面下弦檩条采用40mm×40mm方钢作为主要龙骨，与钢梁焊接，用于吊挂3.0厚银灰色铝板。

4.2.7镀锌彩钢板折件安装

镀锌彩钢板折件主要用于四周封边及装饰线条，采用6号燕尾钉钻尾螺丝固定于檩条上，固定间距≤30cm，相邻折板搭接≥10cm，在加工时应在折板一端做收口处理，防止折板套接时产生变形。

4.2.8排水系统及机电控制系统安装

氢气检漏报警装置在空气中氢气浓度达到0.4%（体积比）时触发光报警信号，当含量达到1.6%时触发制氢设备紧急切断。

加氢站采用3mm厚铝板金属屋面作为接闪器，利用钢柱做引下线，上与泄爆屋面焊通，下与基础内主钢筋焊通，利用地基内主钢筋连续焊接成一个接地环。

加氢站采用自动排水组织，平时采用自然有组织排水，遇特大暴雨等极端降雨情况时打开侧面檐沟采用无组织散排，以保证屋面雨水及时排除降低由于雨水增加的额外荷载。

图4.2-8 设施安装完毕并调试

4.2.9 屋面下挂3.0厚铝板安装

泄爆屋面内所有设计内容施工完毕后，经进一步隐蔽验收后安装下挂3.0厚铝板，该铝板采用6号燕尾钉钻尾螺丝固定于下挂檩条上。铝板安装前应做好排版，拼缝要顺直美观，铝板安装完毕后采用防火耐候胶封闭。

4.2.10淋水试验

泄爆屋面整体施工完毕后应进行二次淋水试验，采用2h相对固定花洒临水试验，现场要留存验收图片，影像及验收双签确认单。

5.结语

加氢站泄爆屋面施工技术相对于早期氢气站的相关施工方法具有施工速度快，投产周期短，成型质量优等特点，应用本施工技术，保证了泄爆屋面的施工质量，使得加氢站顺利投产，具有较高的推广和应用价值，也为国内各类型氢气站及泄爆构件施工提供了很好的经验支持。

参考文献

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[2] 程普章.工业厂房防爆设计.[J].2000，4.

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