布袋除塵器坍塌事故：設計錯誤、交底不清、維護失職......

2022年2月15日22時48分左右，上海某發電有限責任公司2號發電機組布袋除塵器（A側）發生坍塌，事故導致6名正在現場進行消缺作業的人員死亡，直接經濟損失約3831萬元。

事發除塵器檔案及結構缺陷：

電廠2號機組原來配備2臺電除塵器，隨主體工程于1994年10月8日開工建設，1996年6月28日竣工投產。2012年改造前，除塵設備運行正常。

2012年9月16日至11月30日，電廠將2號機組電除塵器改造為布袋除塵器。改造內容主要包括：保留原電除塵器箱體外殼、灰斗、進出口煙道和鋼支架，拆除原電除塵器極板、極線等內件，增加中間隔板，將原來2臺雙室三電場電除塵器改造設計成4個獨立的袋式除塵單元，增設2條旁路煙道，在原一、二、三電場空間內設置袋式除塵器的濾袋和袋籠，并增設凈氣室、布袋除塵壓縮空氣噴吹系統及布袋預涂灰系統。灰斗、倉泵及其支撐結構使用利舊設備，保留原氣力除灰方式。

該除塵器保持這種狀態運行到事發前。

電廠2號機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，結構形式為鋼結構支架支承除塵器結構。除塵器總長度19.4米，總寬度36.84米。

以上是該除塵器的底部鋼結構支撐，從圖中紅圈處不難看出，北側，東側和西側均有獨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致命缺陷，上圖的紅圈處，內部中空，并沒有使用勒徑板升到頂進行加強，疲勞形變導致除塵器傾覆。

此外，以上支架柱和支撐構件雖然外徑基本滿足規范要求，但部分支架柱的鋼材壁厚與原設計值負偏差超過10%，降低了上述支架柱柱頭部分的承載力。

除了結構方面的缺陷外，還有以下重要原因導致該除塵器傾覆。

布袋除塵器

事故發生的其他原因：

1、在2012年改造的時候，甲方提出讓設計單位利用現有電除塵器進行改造升級，對于工業建、構筑物在進行改造或增容、改建、擴建時應進行可靠性鑒定。調查認定，某工程公司在實施改造過程中，未按標準要求開展利舊改造可靠性鑒定。

2、改造過程中拆除了原電除塵器極板、極線等內件，增加中間隔板，將原來2臺雙室三電場電除塵器改造設計成4個獨立的袋式除塵單元，增設2條旁路煙道，使得除塵器設備的整體自重和結構受力分布情況發生了變化。正常工況下C2柱的豎向作用受力比無中隔板情況增大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計灰荷載從原電除塵器的滿灰斗提高至滿灰斗以上2米，其所對應的2號機組布袋除塵器（A側）灰荷載從528噸提高至1280噸，加重了鋼支架的運行荷載。在長期承受除塵器設備自重和積灰荷載的情況下更加容易發生塑性變形和失效。

4、煙氣氣流分布對除塵器設備運行荷載的均衡性有很大影響。但此工程公司在調查過程中未提供開展2號機組布袋除塵器氣流分布性能試驗的材料。技術專家組認定，此環境工程公司未落實確保氣流均勻分布措施。

5、由于積灰影響，除塵設備由于箱體內部積灰造成設備垮塌的事故風險高于電除塵器。（電除塵灰滿會導致短路跳閘）。布袋除塵器箱體內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明書等資料中均未提示相關安全風險和防范措施要求。對于后續運行灰位達到什么高度水平后需要采取緊急措施等涉及除塵器設備運行安全的重要事項沒有說明，缺乏必要的安全警示內容。需要特別注意的是，每個灰斗均設計有灰位計（類似液位計），但已經年久失修。

6、監理單位公司對于工程改造過程中未進行可靠性鑒定、施工技術方案中未對原結構進行驗算和提出加固措施等問題沒有提出監理意見，監理工作存在缺失。

7、運維方面，部分涉及設備運行安全和應急處置的要求不夠明確，如《布袋除塵器運行規程》對于除塵器通道壓差大的異常情況沒有明確相應的處置措施要求；《除灰系統設備檢修工藝規程》未明確對于灰斗、除塵器箱體和凈氣室定期進行積灰檢查的要求。

8、檢測方面，電廠運行人員根據《布袋除塵器運行規程》規定，對除塵器進口煙氣溫度、除塵器進口氧量、除塵器布袋差壓、除塵器出口粉塵濃度、清灰空壓機出口壓力、清灰氣源壓力等運行參數進行監測。實際運行中，如遇某一個或幾個灰斗發生蓬灰、積灰、下灰不暢等情況，輸灰系統由于每列管道串聯灰斗較多，運行人員難以準確掌握灰斗實際排灰情況。 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生后，國家能源局綜合司印發了《國家能源局綜合司關于進一步加強發電安全生產工作的通知》。

布袋除塵器

但是電廠在自查過程中發現：

1、灰斗料位計裝置老舊、2號省煤器灰斗堵灰等問題，但對于灰斗料位計裝置老舊問題未制定落實相應的臨時處置措施和整改計劃；

2、未按要求及時安排專業單位開展除塵器荷載強度校核；

3、未對灰斗料位計的可靠性和靈敏度進行詳細檢測；

4、也未開展除塵器垮塌專項應急演練。

通過分析和計算，排除基礎帶來的下沉等影響。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

經調查認定，電廠2號機組除塵器未經可靠性鑒定進行改造設計，改變了除塵器箱體內部結構和荷載分布，盲目提高設計灰荷載，導致原有承重結構受力發生變化。除塵器鋼支架在長期運行過程中柱頭發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）殼體重心偏移、失去平衡，引發連續性垮塌。

（二）間接原因

1、環境工程公司未盡到改造工程總承包單位的安全職責。違反相關法律法規及標準規定，在未經可靠性鑒定的情況下開展改造設計；盲目將除塵器設計灰載荷提升至滿灰斗以上2米，加重了除塵器鋼支架運行載荷；未嚴格履行《2號爐布袋除塵器改造技術協議》中約定的“確保各單元煙氣分配均勻”要求；未對改造后設備運行安全風險進行提示。

2、電廠對除塵器設備隱患排查治理、日常運行維護不到位，對除塵器改造工程安全質量把關不嚴。未按照國家能源局和上級單位要求認真開展除塵器設備安全隱患排查整治，未能發現和消除除塵器設備安全隱患；除塵器設備運行及檢修規程內容不完整、要求不明確、維護不到位，未能及時發現和處理灰斗積灰，未有效發揮灰位報警提示功能。