布袋除塵器坍塌事故：設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、交底不清、維護(hù)失職......

2022年2月15日22時(shí)48分左右，上海某發(fā)電有限責(zé)任公司2號(hào)發(fā)電機(jī)組布袋除塵器（A側(cè)）發(fā)生坍塌，事故導(dǎo)致6名正在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行消缺作業(yè)的人員死亡，直接經(jīng)濟(jì)損失約3831萬(wàn)元。

事發(fā)除塵器檔案及結(jié)構(gòu)缺陷：

電廠2號(hào)機(jī)組原來(lái)配備2臺(tái)電除塵器，隨主體工程于1994年10月8日開(kāi)工建設(shè)，1996年6月28日竣工投產(chǎn)。2012年改造前，除塵設(shè)備運(yùn)行正常。

2012年9月16日至11月30日，電廠將2號(hào)機(jī)組電除塵器改造為布袋除塵器。改造內(nèi)容主要包括：保留原電除塵器箱體外殼、灰斗、進(jìn)出口煙道和鋼支架，拆除原電除塵器極板、極線等內(nèi)件，增加中間隔板，將原來(lái)2臺(tái)雙室三電場(chǎng)電除塵器改造設(shè)計(jì)成4個(gè)獨(dú)立的袋式除塵單元，增設(shè)2條旁路煙道，在原一、二、三電場(chǎng)空間內(nèi)設(shè)置袋式除塵器的濾袋和袋籠，并增設(shè)凈氣室、布袋除塵壓縮空氣噴吹系統(tǒng)及布袋預(yù)涂灰系統(tǒng)?；叶贰}(cāng)泵及其支撐結(jié)構(gòu)使用利舊設(shè)備，保留原氣力除灰方式。

該除塵器保持這種狀態(tài)運(yùn)行到事發(fā)前。

電廠2號(hào)機(jī)組布袋除塵器由上箱體（凈氣室）、中箱體、灰斗、底部鋼支架等組成，結(jié)構(gòu)形式為鋼結(jié)構(gòu)支架支承除塵器結(jié)構(gòu)。除塵器總長(zhǎng)度19.4米，總寬度36.84米。

以上是該除塵器的底部鋼結(jié)構(gòu)支撐，從圖中紅圈處不難看出，北側(cè)，東側(cè)和西側(cè)均有獨(dú)立支柱未與其他支柱形成剛性整體連接，也是本次坍塌的伏筆。

其中，這些支柱的頂端還有一個(gè)致命缺陷，上圖的紅圈處，內(nèi)部中空，并沒(méi)有使用勒徑板升到頂進(jìn)行加強(qiáng)，疲勞形變導(dǎo)致除塵器傾覆。

此外，以上支架柱和支撐構(gòu)件雖然外徑基本滿(mǎn)足規(guī)范要求，但部分支架柱的鋼材壁厚與原設(shè)計(jì)值負(fù)偏差超過(guò)10%，降低了上述支架柱柱頭部分的承載力。

除了結(jié)構(gòu)方面的缺陷外，還有以下重要原因?qū)е略摮龎m器傾覆。

布袋除塵器

事故發(fā)生的其他原因：

1、在2012年改造的時(shí)候，甲方提出讓設(shè)計(jì)單位利用現(xiàn)有電除塵器進(jìn)行改造升級(jí)，對(duì)于工業(yè)建、構(gòu)筑物在進(jìn)行改造或增容、改建、擴(kuò)建時(shí)應(yīng)進(jìn)行可靠性鑒定。調(diào)查認(rèn)定，某工程公司在實(shí)施改造過(guò)程中，未按標(biāo)準(zhǔn)要求開(kāi)展利舊改造可靠性鑒定。

2、改造過(guò)程中拆除了原電除塵器極板、極線等內(nèi)件，增加中間隔板，將原來(lái)2臺(tái)雙室三電場(chǎng)電除塵器改造設(shè)計(jì)成4個(gè)獨(dú)立的袋式除塵單元，增設(shè)2條旁路煙道，使得除塵器設(shè)備的整體自重和結(jié)構(gòu)受力分布情況發(fā)生了變化。正常工況下C2柱的豎向作用受力比無(wú)中隔板情況增大29%，加重了固定支柱的受力及其與其他支架柱受力的不均衡性。

3、改造后布袋除塵器的設(shè)計(jì)灰荷載從原電除塵器的滿(mǎn)灰斗提高至滿(mǎn)灰斗以上2米，其所對(duì)應(yīng)的2號(hào)機(jī)組布袋除塵器（A側(cè)）灰荷載從528噸提高至1280噸，加重了鋼支架的運(yùn)行荷載。在長(zhǎng)期承受除塵器設(shè)備自重和積灰荷載的情況下更加容易發(fā)生塑性變形和失效。

4、煙氣氣流分布對(duì)除塵器設(shè)備運(yùn)行荷載的均衡性有很大影響。但此工程公司在調(diào)查過(guò)程中未提供開(kāi)展2號(hào)機(jī)組布袋除塵器氣流分布性能試驗(yàn)的材料。技術(shù)專(zhuān)家組認(rèn)定，此環(huán)境工程公司未落實(shí)確保氣流均勻分布措施。

5、由于積灰影響，除塵設(shè)備由于箱體內(nèi)部積灰造成設(shè)備垮塌的事故風(fēng)險(xiǎn)高于電除塵器。（電除塵灰滿(mǎn)會(huì)導(dǎo)致短路跳閘）。布袋除塵器箱體內(nèi)部灰斗至布袋底部留有6米以上的空間，增加了箱體積灰的可能。工程公司向電廠提供的布袋除塵器使用說(shuō)明書(shū)等資料中均未提示相關(guān)安全風(fēng)險(xiǎn)和防范措施要求。對(duì)于后續(xù)運(yùn)行灰位達(dá)到什么高度水平后需要采取緊急措施等涉及除塵器設(shè)備運(yùn)行安全的重要事項(xiàng)沒(méi)有說(shuō)明，缺乏必要的安全警示內(nèi)容。需要特別注意的是，每個(gè)灰斗均設(shè)計(jì)有灰位計(jì)（類(lèi)似液位計(jì)），但已經(jīng)年久失修。

6、監(jiān)理單位公司對(duì)于工程改造過(guò)程中未進(jìn)行可靠性鑒定、施工技術(shù)方案中未對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)算和提出加固措施等問(wèn)題沒(méi)有提出監(jiān)理意見(jiàn)，監(jiān)理工作存在缺失。

7、運(yùn)維方面，部分涉及設(shè)備運(yùn)行安全和應(yīng)急處置的要求不夠明確，如《布袋除塵器運(yùn)行規(guī)程》對(duì)于除塵器通道壓差大的異常情況沒(méi)有明確相應(yīng)的處置措施要求；《除灰系統(tǒng)設(shè)備檢修工藝規(guī)程》未明確對(duì)于灰斗、除塵器箱體和凈氣室定期進(jìn)行積灰檢查的要求。

8、檢測(cè)方面，電廠運(yùn)行人員根據(jù)《布袋除塵器運(yùn)行規(guī)程》規(guī)定，對(duì)除塵器進(jìn)口煙氣溫度、除塵器進(jìn)口氧量、除塵器布袋差壓、除塵器出口粉塵濃度、清灰空壓機(jī)出口壓力、清灰氣源壓力等運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。實(shí)際運(yùn)行中，如遇某一個(gè)或幾個(gè)灰斗發(fā)生蓬灰、積灰、下灰不暢等情況，輸灰系統(tǒng)由于每列管道串聯(lián)灰斗較多，運(yùn)行人員難以準(zhǔn)確掌握灰斗實(shí)際排灰情況。 需要特別注意的是，2021年9月22日，大唐株洲電廠除塵器整體垮塌事故發(fā)生后，國(guó)家能源局綜合司印發(fā)了《國(guó)家能源局綜合司關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)發(fā)電安全生產(chǎn)工作的通知》。

布袋除塵器

但是電廠在自查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)：

1、灰斗料位計(jì)裝置老舊、2號(hào)省煤器灰斗堵灰等問(wèn)題，但對(duì)于灰斗料位計(jì)裝置老舊問(wèn)題未制定落實(shí)相應(yīng)的臨時(shí)處置措施和整改計(jì)劃；

2、未按要求及時(shí)安排專(zhuān)業(yè)單位開(kāi)展除塵器荷載強(qiáng)度校核；

3、未對(duì)灰斗料位計(jì)的可靠性和靈敏度進(jìn)行詳細(xì)檢測(cè)；

4、也未開(kāi)展除塵器垮塌專(zhuān)項(xiàng)應(yīng)急演練。

通過(guò)分析和計(jì)算，排除基礎(chǔ)帶來(lái)的下沉等影響。本次坍塌事故就是有支撐鋼柱傾覆引起。

基于以上，本次事故原因概括如下：

（一）直接原因

經(jīng)調(diào)查認(rèn)定，電廠2號(hào)機(jī)組除塵器未經(jīng)可靠性鑒定進(jìn)行改造設(shè)計(jì)，改變了除塵器箱體內(nèi)部結(jié)構(gòu)和荷載分布，盲目提高設(shè)計(jì)灰荷載，導(dǎo)致原有承重結(jié)構(gòu)受力發(fā)生變化。除塵器鋼支架在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中柱頭發(fā)生塑性變形和累積損傷，承載力降低。在不均衡積灰荷載的影響下，部分柱頭先行壓潰，使得除塵器（A側(cè)）殼體重心偏移、失去平衡，引發(fā)連續(xù)性垮塌。

（二）間接原因

1、環(huán)境工程公司未盡到改造工程總承包單位的安全職責(zé)。違反相關(guān)法律法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在未經(jīng)可靠性鑒定的情況下開(kāi)展改造設(shè)計(jì)；盲目將除塵器設(shè)計(jì)灰載荷提升至滿(mǎn)灰斗以上2米，加重了除塵器鋼支架運(yùn)行載荷；未嚴(yán)格履行《2號(hào)爐布袋除塵器改造技術(shù)協(xié)議》中約定的“確保各單元煙氣分配均勻”要求；未對(duì)改造后設(shè)備運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行提示。

2、電廠對(duì)除塵器設(shè)備隱患排查治理、日常運(yùn)行維護(hù)不到位，對(duì)除塵器改造工程安全質(zhì)量把關(guān)不嚴(yán)。未按照國(guó)家能源局和上級(jí)單位要求認(rèn)真開(kāi)展除塵器設(shè)備安全隱患排查整治，未能發(fā)現(xiàn)和消除除塵器設(shè)備安全隱患；除塵器設(shè)備運(yùn)行及檢修規(guī)程內(nèi)容不完整、要求不明確、維護(hù)不到位，未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理灰斗積灰，未有效發(fā)揮灰位報(bào)警提示功能。