闲置油罐改造为粮仓的建筑专业研究

◎ 王立森

（郑州中粮科研设计院有限公司，河南 郑州 450053）

1 项目背景

近年来，中储粮总公司系统加大了粮食仓储设施的建设力度，政策性粮食的自储比例逐步提高，但随着“托市收购、临时储备”等保护农民利益的国家收储政策的执行，粮食库存量达到最高水平，无论从公司系统内还是整个粮食行业，都存在粮仓仓容不足的问题。目前中储粮总公司系统内还存在一些闲置油罐，如果能改造为储粮仓库，既充分利用资源，又节约投资成本，且符合中储粮总公司推进企业改革发展转型升级的总体要求，具有十分重要的意义。

油脂是液体，粮食是散粒体，油脂接发工艺和粮食出入仓工艺、储藏技术、设备和工艺、建筑结构等都完全不同。油罐改粮仓是一个系统工程，必须系统考虑，有目的地开展前期研究。通过调研，摸清中储粮系统闲置油罐情况，为闲置油罐的分类处理提供决策参考依据。根据闲置油罐的实际情况，从建筑、结构、电气、进出仓工艺、储粮工艺等方面研究技改的安全性、经济性、有效性、可操作性，提出技改边界条件，制定闲置油罐改为粮库的技术要点，以确保设施设备安全、生产安全和储粮安全。

2 建筑研究设计依据

GB 50016-2014《建筑设计防火规范》、LS 8001-2007《粮食立筒库设计规范》、GB 50322-2011《粮食钢板筒仓设计规范》、GB/T 29890-2013《粮油储藏技术规范》、国标图集01J 925-1《压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造》、国标图集07J 905-1《防火建筑构造（一）》、地方图集CR316.1《油罐保温》。

3 总图改造条件

项目所在地位于中储粮某直属库原有库区内，已建成的油罐区域。库区内已具备完善的交通、消防、供水、供电、通讯和排污等基础设施。按照改造后总仓容计算与周边建筑的防火间距。

将改造后的油罐作为钢板粮食浅圆仓计算与周边建筑的防火间距[1]。根据《建筑设计防火规范》GB 50016-2014，第3.5.4条规定，粮食浅圆仓与周边建筑的防火间距应满足以下条件：①当油罐改造后总仓容不大于5万t时，与周边其他一、二级耐火等级的建筑之间的防火间距应不小于20 m；与周边三级耐火等级的建筑之间的防火间距应不小于25 m。②当油罐改造后总仓容大于5万吨时，与周边其他一、二级耐火等级的建筑之间的防火间距应不小于25 m；与周边三级耐火等级的建筑之间的防火间距应不小于30 m，见表1[1]。

表1 粮食筒仓与其他建筑、粮食筒仓组之间的防火间距表（m）

油罐区应根据储油量确定与周边建筑的防火间距要求[2]，见表2。

表2 植物油加工厂附属植物油库与本厂建筑物、构筑物、交通线等的防火距离表（m）

通过对比两本规范对防火间距的要求，并且为了将闲置油罐最大化改造利用，待改造库区应根据各自的实际情况，事先与当地消防管里部门进行沟通，建议将改造后的储备仓与周边已建建、构筑物的最小防火间距改为15.0 m。并应取得消防部门承认的纸质文件留档备份。

已建油罐区域应有足够空间布置提升塔架、配电房、控制室等设施；或将原有油泵房改造为配电房或控制室。

油罐改仓之后，将增加侧壁发放系统，且室内外高差为0.50~0.80 m（天津东丽库为例），因此要求已建油罐区域应拥有足够的空间，设置入仓坡道及硬化地面作为设备（包括但不限于：移动式皮带机，扒谷机，谷冷机、移动风机等）操作空间。

待改造油罐区域需建有环形消防通道或有足够空间布置环形消防通道，且新建道路与原有库区道路应连接，并形成环路，道路净宽度不应小于4.0 m，道路净高度不小于4.0 m。若未设置环形消防车道，实施改造时应一并设计实施。

由于消防要求越来越严格，因此项目所在库区内已建成的油罐区域，应同时满足以上要求，才能进行改造，否则不予考虑。

根据现有库区条件，按实际需求设置新出入口。应充分利用库区现有地磅、一站式服务等设施，便于进出车辆检斤化验。

对原有库区的绿化需保护，改造后可根据现场实际情况，设置绿化景观。库区绿化可改善库区小气候、美化环境，陶冶人的情操，提升企业形象，展示现代化粮库的风貌。

对于改造完成后增加的仓容，需对原库区内消防泵房及消防水池进行复核，若不满足要求，需对原有消防泵房及消防水池进行改造，或者新建消防泵房及消防水池。

4 油罐改造建筑单体研究

4.1 建筑保温隔热研究

油罐传统的保温隔热做法可根据辽宁工业建筑设计院编制的图集《CR316.1油罐保温》[3]中的做法对油罐进行保温隔热处理。随着时代的发展和科技的进步，保温隔热材料的种类也越来越多，通过类比的方法，遵循就地取材的原则，优先采用当地材料的预制板、块、毡，不用散状的保温材料，选择合适的保温隔热材料。本研究拟采用硬泡聚氨酯，玻璃棉，成品保温一体板，憎水型岩棉保温板等隔热材料。

4.1.1 罐壁保温[3]

结构加固施工完成，即可进行保温安装。外表面保温层采用憎水岩棉板，本工程采用厚度为两层50 mm（根据地域不同采用不同厚度保温板），最后铺上金属压型钢板作为保护层。①罐壁清理干净,做好防腐防锈处理。②分别将A型保温钉(螺钉)、B型保温钉（直钉）垂直焊于罐壁上(横向间距455 mm，纵向间距465 mm,交替焊接)。③沿罐壁圆周焊接100 mm宽，5 mm厚钢板支撑托板，纵向间距3000 mm。④沿罐壁铺装第一层50 mm厚憎水岩棉板，保证接缝横平竖直，拼缝不得大于5 mm（铺设时每块保温材料应至少有四处挂在保温钉上）。⑤错缝铺装第二层50 mm厚憎水岩棉板，保证接缝横平竖直，拼缝不得大于5 mm（铺设时每块保温材料应至少有四处挂在保温钉上）。⑥铺装一层孔径为25 mm ×25 mm，直径0.8 mm镀锌铁丝网（铁丝网裹在保温层外，纵横对接缝处,用网边铁丝互相打紧）。⑦在A型保温钉之间，采用14号镀锌铁丝捆扎牢固，形成铁丝网，保证固定效果；铺装1000 mm ×2000 mm ×0.5 mm镀锌铁皮保护层（或0.5 mm厚成品镀铝锌彩钢板）。

4.1.2 罐顶保温

增加进粮口、测温孔等储罐顶部改造措施完成后，在罐顶钢板粘贴100 mm厚岩棉卷毡，保证憎水岩棉板与罐顶紧密贴合。

4.1.3 注意事项

保温层铺设按照自下而上的顺序进行。有坡度的管线应自坡度由低自高进行铺设。憎水岩棉板敷设时应错缝200 mm以上。施工时，将憎水岩棉板平铺在外壁上，并且保证接缝横平竖直，拼缝不得大于5 mm。铺设时，应挂在保温钉上，并用铁丝捆扎牢固，形成铁丝网，保证固定效果。再用圆钢钉折弯扳手将其弯曲（不可徒手弯曲，从而造成钢钉根部弯曲形成洞穴，降低保温作用）。外保护板装好后应不透水，耐风雨侵袭。所有铬牌不得遮盖，应将铬牌周围的保温层切割成喇叭形开口，开口处应密封规整。施工做法可参考图集CR 316.1《油罐保温》[3]。

4.2 建筑防水研究

油罐本身的防水性，密闭性良好，本次改造防水方案主要针对薄弱环节进行设计说明，主要为罐底、罐壁、罐顶的开洞处理，及仓顶房的防水要点。

4.2.1 罐底处理

（1）罐底找平处理。各个实施改造的库点应根据油罐罐底的实际情况，考虑是否需要做钢筋混凝土找平层，罐底坡度较大时，不便于安装通风地笼，此时需要做150 mm（最薄处）厚的钢筋混凝土找平层，钢筋与罐底钢板焊接。罐底坡度较小时可不做。

（2）罐底吸油坑处理。C20混凝土填充，并振捣密实，混凝土凝固后，面层采用与罐底钢板同样规格厚度的钢板焊平，焊缝打磨平整光滑。

（3）仓门口处罐底钢板切割后处理。仓门口处应根据结构专业加固要求及先尝试后空间要求，对原油罐罐底钢板进行切割。切割后取出填充物，进行结构加固处理，完成后将取出的填充物进行回填，回填至罐底标高以下300 mm处，夯捣密实，压实系数不小于0.95（具体要求结构确定）；C20混凝土填充剩余部分，并振捣密实。混凝土凝固后，将切割下来的钢板，按照现场施工后的实际情况进行切割，并与罐底钢板焊平，焊缝打磨平整光滑不能影响挡粮门开闭。

4.2.2 罐壁处理

（1）地笼通风口及发粮口的处理。应根据工艺设备图纸要求，在罐壁上确定洞口位置，切割洞口时不可出现尖角、锐角，转折处均应采用圆角过渡。将成品通风口钢套筒与罐壁焊接，罐壁内、外两侧加焊一定尺寸（按结构要求）的钢板，对通风口进行加固，且应保证满焊，焊缝打磨平整光滑，确保改造后罐体内部的气密性和防水性。

（2）进仓门的处理。改造后作为钢板储备仓使用，仓下部需设置一个2500 mm ×2500 mm的进仓门，此门由弧形钢板挡粮门、塑料密封系统、粮仓专用保温密闭门三部分组成。首先根据结构专业及设备专业图纸在仓壁确定门洞位置，按要求的尺寸切割罐壁钢板，切割洞口时不可出现尖角、锐角，转折处均应采用圆角过渡。按结构要求设置钢柱、钢筋，并浇筑混凝土，做好企口及预埋。按要求装配钢制挡粮板，设置成品塑料密封槽，在最外面装配粮仓专用保温密闭门。

（3）隧道出粮口。根据结构专业及设备专业图纸在仓壁确定门洞位置，按要求的尺寸切割罐壁钢板，切割洞口时不可出现尖角、锐角，转折处均应采用圆角过渡。将预制好的出粮隧道移动至仓内固定好，隧道口与罐壁连接处根据结构要求进行焊接或浇筑混凝土。

4.2.3 罐顶处理

应根据工艺设备图纸要求，在罐顶上确定机械通风口、自然通风口、环流熏蒸口、粮情监测设备孔（包括测温孔、料位孔、RTU孔）、查粮人孔的位置，然后对罐顶钢板进行切割，需要对洞口进行加固处理的，按结构要求进行加固处理，各处洞口焊接钢套筒、钢套管时应保证满焊，且焊缝打磨平整光滑，确保改造后罐体内部的气密性和防水性。各处洞口处理完成后，铺装保温层，然后铺装防水保护层。

4.2.4 仓顶房处理

（1）仓顶房采用单层0.6 mm厚成品镀锌压型钢板墙板维护，及7处600 mm宽×900 mm高不锈钢框钢化玻璃叶片防飘雨百叶窗，能够同时满足采光及通风要求；设置1处900 mm宽×2000 mm高成品钢制平开防盗门。

（2）仓顶房屋面满铺2.0 mm厚镀锌钢板，檐口处焊接一圈300 mm宽×400 mm深0.8 mm厚钢板檐沟，钢板檐沟按结构要求进行加固处理。每个罐体应根据直径大小不同设置4~6根雨水管，雨水管材质应根据项目所在地的习惯做法确定。建议南方地区采用直径100 mm的PVC排水管，北方地区采用直径150 mm的铸铁排水管。

（3）仓顶房屋面上设置两处500型不锈钢材质成品无动力通风帽。

（4）沿坡屋面设置一部净宽800的钢制检修梯。

（5）屋面进粮孔处，沿1.50 m半径圆周布置一圈钢栏杆，栏杆高度不应小于1.20 m，且栏杆底部焊接一圈100 mm高0.5 mm厚钢护板。屋面检修时必须采取安全措施。

4.3 对改造后出粮方式的研究

对于改造后仓内粮食的出仓问题，曾提过多种方案进行讨论，包括隧道出粮、绞龙出粮、罐壁发放出粮、清仓机储粮等方案。但不论采用什么出粮方式，必须保证中心出粮，不能出现偏载。考虑到施工难度、出仓效率、粮食破碎、偏载、设备成本、冷桥、热桥等多方面因素，最终确定采用钢筋混凝土隧道结合侧壁发放及人工清仓的出粮方式。

按照结构专业及设备专业要求的断面尺寸及做法，分段预制钢筋混凝土隧道，两端隧道的接口预制成套管样式，隧道在仓内拼接后采用环保、无毒的建筑密封膏进行密封处理。预制隧道上预留的钢板应与罐底钢板焊牢；预留的钢筋接头应与罐底钢筋混凝土找平地面中的钢筋网链接，然后浇筑混凝土，保证隧道不会在仓内移动。

根据防爆设计要求，隧道口不做密封处理，设置成品不锈钢栅栏门，防止有人员进入隧道内误操作。根据待改造库区所处地理位置，具体分析是否需要在隧道内部设置30厚石墨聚苯板（或其他A级燃烧等级的保温材料）保温。保温材料采用锚栓固定至钢筋混凝土隧道内壁。

4.4 新建粮食提升设施研究

本次改造工程需要新建设一座粮食提升设施，综合考虑施工难度、施工周期、土建投资、改造实施方意见等各方面因素；决定建设开敞式钢框架粮食提升设施--提升塔架。各个实施改造的库点单位，需要建设提升塔架的数量及提升塔架的具体高度，应结合实际情况及实施改造方的意见进行设计，并且具体问题具体分析，不能一概而论。

需在提升塔架内设置一部45°斜钢梯，钢梯净宽度不小于0.90 m，同时与改造后的仓顶房连接，方便库里的工作人员日常工作，以及对设备的保养维护。钢梯应按照国标图集15J401《钢梯》标准执行。

4.5 对储罐区原有建筑的改造利用研究

在实施改造设计时应充分考虑对于储罐区已建的附属设施的改造利用，如油泵房、发油平台等。由于油罐改粮仓后，相应需增加电气控制系统，需要各专业配合完成土建设计，可利用油泵房进行改造，改造为配电室、控制室等。

早前设计的油泵房多为下沉式，也有正常地坪的，应具体问题具体对待。

对于正常地坪的油泵房，需要拆除内部设备，并按照电气专业的要求设置电缆沟及电气设备基础，若电气专业未要求设置电缆沟，则不需要设置。按照电气专业要求在墙面适当位置增加电缆桥架洞口；按照暖通专业要求在墙面适当位置增加风机通风洞口。

对于下沉式油泵房，则应根据电气专业要求局部设置钢板楼面或叠合板楼面，将室内分为上下两层，地下部分可作为电缆夹层使用。楼板及墙面按相关专业的要求，设置相应的洞口。

油罐区改成粮仓后的，消防间距要求范围内的其他建筑物，应及时予以拆除处理，必须满足消防防火间距的要求。