上海外高桥发电有限责任公司“2·15”除尘器坍塌较大事故调查报告.docx
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1、上海外高桥发电有限责任公司“215”除尘器坍塌较大事故调查报告目录事故简要-3-一、基本情况-5 -(一)事故相关单位基本情况-5 -(二)外高桥电厂2号机组除尘器情况-6-1 .基本情况-6-.除尘器改造情况-6-2 .布袋除尘器设备结构-7-(三)日常维护合同签署情况-10-(四)事故当日现场检修作业情况-10-二、事故经过及救援情况-11-(一)事故经过-11 -(二)事故处置及救援情况-11 -(三)应急处置评估-12-三、事故造成的人员伤亡和直接经济损失-13-(一)死亡人员基本情况-13 -(二)直接经济损失-13 -四、现场勘查、技术分析及调查情况-13-(一)2号机组布袋除尘器
2、(A侧)损毁情况-13-(二)除尘器钢支架结构技术分析-14 -1.结构体系-14-烟气流向为由南向北,烟气进入除尘器后由外向内穿过 滤袋壁,烟尘被阻留在滤袋外面,干净烟气进入袋内,并经 袋口、上箱体(净气室)和排风总管排出,通过引风机经脱硫 系统后由烟囱排放。(三)日常维护合同签署情况1. 2019年6月,外高桥电厂与上电工程公司签订上 海外高桥发电有限责任公司外包工程合同书(合同编号 19JW078),工程名称:生产及外围部分系统年度日常维护; 承包性质:包工包辅料;工程期限:2019年7月1日至2022 年6月30日。双方同时签订外包项目安全生产管理协议。2. 2019年8月,上电工程公
3、司与浩天公司签订上海 上电电力工程有限公司外包工程合同书;工程名称:外高 桥电厂4号机组除灰除渣、制粉等系统设备维护;合同期 限:2019年9月1日至2022年6月30日。双方同时签订外 包项目安全生产管理协议。(四)事故当日现场检修作业情况2022年2月15日9时30分,外高桥电厂运行人员发现 2号机组布袋除尘器(A侧)编号为1-2、1-3两个灰斗仓泵下 方法兰漏灰,随即停止输灰系统运行,通知浩天公司检修人 员处理。11时40分,浩天公司检修人员对漏点用刀口布进 行缠绕等方式临时处理,输灰系统继续运行。13时,外高桥 电厂运行人员发现维修的两处漏点仍旧漏灰,再次联系检修。 14时左右,外高桥
4、电厂检修部锅炉班组点检员张吉毅开具-10-外高桥电厂热力机械工作票(编号:WGQRJ1220215013, 以下简称工作票),工作负责人为浩天公司张冬宁,工作班 组成员共8人,对2号机组布袋除尘器(A侧)的灰斗漏灰的 情况进行消缺作业。16时左右,浩天公司检修人员将部分灰 斗两端法兰松开,输灰系统的风机突然启动,作业区域充满 灰粉尘,现场无法作业。张冬宁安排人员离开现场,自己到 运行控制室要求运行人员停止风机,准备待现场灰粉尘消散 后再作业。二、事故经过及救援情况(一)事故经过2022年2月15日17时30分左右,张冬宁带领秦仕超、 马宇骏、周厚飞、蒋告飞、戴红涛、张太茂、袁超共8人, 再次来
5、到外高桥电厂2号机组布袋除尘器(A侧)位置进行消 缺作业。22时30分左右,张冬宁带领秦仕超离开作业点去 取螺栓,其余人员则在现场休息。22时48分左右,2号机 组布袋除尘器(A侧)发生坍塌,6名作业人员被埋压。(二)事故处置及救援情况2022年2月15日22时49分,外高桥电厂运行人员发 现1号脱硫变跳闸。监盘人员立即进行事故处理操作,22时 57分,张冬宁到控制室报告2号机组布袋除尘器(A侧)坍塌, 有6名人员在下方作业。22时59分,运行人员确认事故后 手动停机,同时拨打120、119急救电话。事故发生后,市政府相关领导赶赴现场,组织消防救援、-11 - 应急、华东能监、公安、住建、医疗
6、等部门和浦东新区人民 政府,按照生产安全事故应急条例等有关规定,迅速启 动上海市生产安全事故灾难专项应急预案,成立现场救 援指挥部,常务副市长吴清担任总指挥。指挥部下设综合协 调、应急救援、医疗救治、交通保障、善后处置、舆情发布、 事故调查、专家指导等工作小组。在现场救援指挥部统一指挥下,市消防救援总队和相关 部门单位先后调派37辆消防车、176名消防救援队员、6条 搜救犬和挖掘机、吊机等大型工程机械设备,以及多辆120 医疗救护车辆赶赴现场处置。外高桥电厂相继停运1号、3 号、4号等其余机组,并将通向事故救援现场的电缆电路相 关设备停运停电。现场救援人员克服电缆线路复杂、大量扬 尘遮挡救援视
7、线、局部钢结构存在二次倒塌、救援作业面狭 小等风险和困难,按照“开辟通道、破拆清理、定点搜索、 四周拓展”的救援方案,由外及里、由表层到深层的顺序推 进救援作业。至2月20日14时13分,现场应急处置111小时,先 后搜救出被埋压人员6人,累计清理钢材废料和粉煤灰160 余车。经反复确认无其他被埋人员后,搜救工作宣布结束。(三)应急处置评估救援过程坚持救人第一、科学施救,上下联动、统一指 挥,主动发布、正面引导,充分发挥“一网统管”在救援过 程中的支持作用。应急处置总体有力、有序、有效,避免了 次生灾害的发生,降低了事故损失和影响。-12-三、事故造成的人员伤亡和直接经济损失(一)死亡人员基本
8、情况1 .马宇骏,男,38岁,上海人,与浩天公司签订劳动合同;2 .戴红涛,男,44岁,安徽省寿县人,与浩天公司签订 劳动合同;3 .蒋告飞,男,30岁,江苏省邳州市人,与浩天公司签 订劳动合同;4 .周厚飞,男,31岁,江苏省邳州市人,与浩天公司签 订劳动合同;5 .张太茂,男,53岁,江苏省建湖县人,浩天公司临时 借用人员;.袁超,男,59岁,上海人,浩天公司临时借用人员。(二)直接经济损失 事故造成直接经济损失约3831万元。四、现场勘查、技术分析及调查情况事故调查组邀请了 7名专家参与技术调查和分析工作, 委托中冶检测认证有限公司、上海电力大学等作为技术支撑 单位参与现场查勘、技术检测
9、、建模计算、垮塌机理和事故 技术原因分析等工作。2022年8月30日,技术专家组向事 故调查组递交了上海外高桥发电有限责任公司“2.15”除 尘器坍塌事故技术调查报告。(一)2号机组布袋除尘器(A侧)损毁情况-13-2号机组布袋除尘器(A侧)仓室整体向进气方向左侧倾 斜坍塌,进出口烟道随壳体一起塌落。支架柱方面,20根立 柱发生不同程度倾斜或倾倒;C列至E列柱身弯折或柱头损 坏情况严重,部分边列柱被挤出;A列和B列立柱除B2柱头 向倾倒方向弯折外,其余柱身均完整。20根立柱中,4个柱 头压溃,4个柱头撕裂,其余柱头盖板均有凹陷变形。柱间 支撑方面,除个别横撑和斜撑外,绝大部分横撑、斜撑发生 断
10、裂或与节点板焊缝撕开。灰斗方面,倒塌方向的A1通道 灰斗已压扁、严重变形。现场倒塌情况见图5。图5现场倒塌情况(二)除尘器钢支架结构技术分析1 .结构体系支架柱及横撑布置与设计相符。支撑与节点板连接焊缝 长度及焊脚尺寸满足设计要求。外围3排柱子(即A列、E列、 行)面外无约束,仅靠柱顶支座摩擦力约束,使得支架结 构抗侧能力较弱(见图2)。2 .构件构造情况-14-支架柱采用空心钢管,柱顶盖板下方未加设劲肋,上方 支座和承重均落于盖板上,柱头局部承载力低于柱身稳定承 载力,长期运行中易发生屈服和塑性变形。柱头及盖板结构 见图6。图6支柱柱头及顶部盖板结构示意图3 .构件尺寸情况支架柱和支撑构件外
11、径基本满足规范要求,但A2、A3、 Bl、Cl、C2、C4等部分支架柱的钢材壁厚与原设计值负偏差 超过10%,降低了上述支架柱柱头部分的承载力。(三)布袋除尘器改造技术分析.可靠性鉴定情况外高桥电厂布袋除尘器改造属于利旧改造项目,工业 建筑可靠性鉴定标准规定,对于工业建、构筑物在进行改 造或增容、改建、扩建时应进行可靠性鉴定。山川秀美环境 工程公司与外高桥电厂签订的2号炉布袋除尘器改造技术1工业建筑可靠性鉴定标准(GB50144-2008)第3. L 1(1)条规定:在下列情况下应该进行可靠性鉴 定:3)进行改造或增容、改建、扩建时;-15- 协议也约定“对于需要利用的必须进行充分的核算和修复
12、,在工程档案资料中未见2号机组布袋除尘器可靠性鉴定 以及相关核算资料。山川秀美环境工程公司也未能提供相关 材料。调查认定,山川秀美环境工程公司在实施改造过程中, 未按标准要求开展利旧改造可靠性鉴定。1 .设备自重和结构受力变化情况改造过程中拆除了原电除尘器极板、极线等内件,增加 中间隔板,将原来2台双室三电场电除尘器改造设计成4个 独立的袋式除尘单元,增设2条旁路烟道,使得除尘器设备 的整体自重和结构受力分布情况发生了变化。检测测算表明,原电除尘器设备总重量为642. 753吨, 其中本体606. 597吨,钢支架+支座36. 156吨;改造后布袋 除尘器设备总重为624. 721吨,其中本体
13、588. 565吨,钢 支架+支座36. 156吨。改造后除尘器设备总重量与改造前相 比大致相同,略有下降。但由于在改造过程中增加设置了旁 路烟道和除尘器箱体中隔板,使得除尘器的结构刚度和内力 分布情况发生变化,对除尘器支架结构的关键支撑柱受力产 生不利影响。经过计算,受中隔板影响,正常工况下C2柱 的竖向作用受力比无中隔板情况增大29%,加重了固定支柱 的受力及其与其他支架柱受力的不均衡性。2 ,设计灰载荷变化情况积灰荷载是除尘器重要的运行可变荷载。2号炉布袋除 尘器改造技术协议约定,改造后布袋除尘器的设计灰荷载 从原电除尘器的满灰斗提高至满灰斗以上2米,其所对应的-16-2号机组布袋除尘器
14、(A侧)灰荷载从528吨提高至1280吨, 加重了钢支架的运行荷载。根据技术专家组对改造阶段的设 计复核计算结果,由于改造阶段设计灰荷载的提高,使得钢 支架柱头承载力不满足局部压力的问题更加严重,在长期承 受除尘器设备自重和积灰荷载的情况下更加容易发生塑性 变形和失效。调查期间,未见到相关设计灰荷载变化的依据说明和分 析测算资料,山川秀美环境工程公司也未能提供相关资料。3 .气流分布试验情况烟气气流分布对除尘器设备运行荷载的均衡性有很大 影响。2号炉布袋除尘器改造技术协议中约定“卖方需提 供技术措施,以确保烟气进气方式合理,保证各单元烟气分 配均匀但山川秀美环境工程公司在调查过程中未提供开 展
15、2号机组布袋除尘器气流分布性能试验的材料。技术专家 组认定,山川秀美环境工程公司未落实保证气流均匀分布措 施。4 .设备安全交底情况原电除尘器改为布袋除尘器后,由于设备结构的变化, 布袋除尘器箱体内部灰斗至布袋底部留有6米以上的空间, 增加了箱体积灰的可能。同时,由于设计工艺的不同,布袋 除尘器当灰斗满灰时会持续积灰,不会发生设备短路和跳闸 而停止积灰。因此,从工艺原理和设备结构来说,布袋除尘 器由于箱体内部积灰造成设备垮塌的事故风险高于电除尘 器。山川秀美环境工程公司向外高桥电厂提供的布袋除尘器-17- 使用说明书等资料中均未提示相关安全风险和防范措施要 求。对于后续运行灰位达到什么高度水平
16、后需要采取紧急措 施等涉及除尘器设备运行安全的重要事项没有说明,缺乏必 要的安全警示内容。5 .除尘器改造工程监理工作开展情况苏州华望公司与外高桥电厂签订了 2号除尘器改造工程 监理合同。工程资料显示,苏州华望公司编制了监理文件, 分专业编制了监理明细表;对施工的质量、进度进行了控制, 并按监理明细表所确定的质量监控点参与了分部分项验收 工作。但是,苏州华望公司对于工程改造过程中未进行可靠 性鉴定、施工技术方案中未对原结构进行验算和提出加固措 施等问题没有提出监理意见,监理工作存在缺失。(四)布袋除尘器日常运维管理调查情况.运行、检修规程编制情况外高桥电厂编制了布袋除尘器运行规程和除灰系 统检
17、修工艺规程,明确了布袋除尘器设备的启停管理、运 行监控、检修工艺等技术要求,能够按照规程要求正常开展 运行和检修管理。但是,相关规程内容不完整,部分涉及设 备运行安全和应急处置的要求不够明确,如布袋除尘器运 行规程对于除尘器通道压差大的异常情况没有明确相应的 处置措施要求;除灰系统设备检修工艺规程未明确对于 灰斗、除尘器箱体和净气室定期进行积灰检查的要求。1 .除尘器设备运行监测情况外高桥电厂运行人员根据布袋除尘器运行规程规定,-18- 对除尘器进口烟气温度、除尘器进口氧量、除尘器布袋差压、 除尘器出口粉尘浓度、清灰空压机出口压力、清灰气源压力 等运行参数进行监测。从实际情况看,每台除尘器的2
18、4个 灰斗由各自的气锁阀连接到每列的输灰管道上。正常情况下, 运行人员每班进行2次除灰,当输灰管道压力小于一定阈值, 则系统默认灰斗内积灰已清除完毕。实际运行中,如遇某一 个或几个灰斗发生蓬灰、积灰、下灰不畅等情况,输灰系统 由于每列管道串联灰斗较多,运行人员难以准确掌握灰斗实 际排灰情况。2 .除尘器设备检修情况外高桥电厂2号机组布袋除尘器自2012年改造后进行 过2次例行(计划)检修。2015年8月至10月为A级检修, 检修内容是更换滤袋、拆除灰斗内阻力板、更换部分加热板 及气化板,检查净气室腐蚀及渗水情况等。2018年3月至5 月为C级检修,检修内容是检查净气室内部积灰、腐蚀及渗 水情况
19、等。两次检修均按检修规程正常开展,检修期间未发 现除尘器设备质量缺陷和异常情况。3 .料位计等监测报警装置校验、更换情况外高桥电厂除尘器每个灰斗上部设有1个料位计,用于 发送高料位报警信号。资料显示,2012年实施布袋除尘器改 造以来,外高桥电厂仅更换过8个料位计,其余均未更换。4 .除尘器设备隐患排查整治情况2021年9月22日,大唐株洲电厂除尘器整体垮塌事故 发生后,国家能源局综合司印发了国家能源局综合司关于-19-2 .构件构造情况-14-.构件尺寸情况-15-(三)布袋除尘器改造技术分析-15-.可靠性鉴定情况-15-1 .设备自重和结构受力变化情况-16-.设计灰载荷变化情况-16-
20、2 .气流分布试验情况-17-.设备安全交底情况-17-3 .除尘器改造工程监理工作开展情况-18 -(四)布袋除尘器日常运维管理调查情况-18 -1 .运行、检修规程编制情况-18-.除尘器设备运行监测情况-18 -2 .除尘器设备检修情况-19-.料位计等监测报警装置校验、更换情况.-19-3 .除尘器设备隐患排查整治情况-19 -(五)坍塌过程模拟分析-20 -(六)其他调查情况-21 -.事发当日现场检修作业管控情况-21-1 .事发当时周围环境和地基沉降等情况-21-(七)相关部门履职情况-22-1 .行业安全监管情况-22-.属地安全综合监管情况-22 -2- 进一步加强发电安全生
21、产工作的通知。上电股份公司下发 关于开展电力安全生产专项行动的通知,要求公司所属 各单位要借鉴9. 22大唐株洲电厂除尘器整体垮塌事故” 的初步原因和暴露出的问题,结合检修工作,对除尘器、烟 道等构筑物开展检查和隐患排查治理,排查除尘器改造后存 在的安全隐患,联系专业单位开展载荷强度校核。外高桥电厂在自查过程中发现了灰斗料位计装置老旧、 2号省煤器灰斗堵灰等问题,但对于灰斗料位计装置老旧问 题未制定落实相应的临时处置措施和整改计划;未按要求及 时安排专业单位开展除尘器荷载强度校核;未对灰斗料位计 的可靠性和灵敏度进行详细检测;也未开展除尘器垮塌专项 应急演练。上电股份公司对其下属外高桥电厂自查
22、工作中存在的 问题未及时指出并督促其认真开展隐患排查整治工作。(五)坍塌过程模拟分析事故调查组按照2号除尘器(A侧)的实际构件尺寸、材 料强度、边界条件以及积灰荷载调查结果进行建模,并对坍 塌过程进行了模拟分析。分析结果显示,除尘器结构垮塌的 基本过程为:柱头盖板凹陷变形,柱头被不同程度压曲;C2 柱头首先达到最大受压承载力,C2柱头破坏,其承担的重力 荷载向相邻柱转移;D2、C3、C4柱头几乎同时达到最大承载 力,开始破坏,同时E2柱头被侧向“挤出”,丧失承载能力, 整体结构开始向E轴一侧倾斜;E4、D4、E3柱头达到最大承 载力,相应柱头迅速破坏,结构出现局域性(A1通道一侧)-20- 的
23、大面积破坏,上部结构加速向E轴一侧倾斜,结构整体垮 塌趋势形成;支架柱支撑系统逐渐破坏退出工作,结构和构 件破坏迅速扩展,整个结构垮塌。通过模拟形态与支架柱实际破坏形态对比分析,结构垮 塌形态、构件破坏模式与结构垮塌后现状基本吻合。(六)其他调查情况.事发当日现场检修作业管控情况外高桥电厂、上电工程公司、浩天公司相关管理人员对 作业票管理不规范。未认真核实现场作业人员实际情况;批 准作业票前未确认安全措施落实情况;交接班工作不仔细, 导致作业过程中,输灰系统风机被突然打开。1 .事发当时周围环境和地基沉降等情况(1)2022年2月15日20时至24时,外高桥地区未发生 雷电活动,最高气温4.
24、6C,最低气温3. 8T,极大风速6. 9 米/s(4级),无降水;22时至23时,上海地区未发生地震。(2)对2号机组布袋除尘器坍塌区域内基础进行现场开 挖,对基础构件的缺陷和损伤情况进行检查。检测结果表明, 基础埋深、基础尺寸与设计相符;混凝土抗压强度符合设计 强度等级要求;基础外观质量完好,未见变形、开裂等损伤 现象。地基持力层良好,未发现地基基础有不均匀沉降现象。2 .对支架柱的现状检测未发现支架结构存在明显的钢 材截面锈蚀削弱现象。3 调查,可排除2号机组布袋除尘器因环境气候、基础 不均匀沉降、支架柱锈蚀、检修作业等因素引起坍塌的可能。-21 -(七)相关部门履职情况.行业安全监管情
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