石灰石料倉倒塌事故分析

朱兆華，皮教文，毛家才，翁金權

（1.江蘇邦馳茂元安全技術科技有限公司，江蘇南京 210009；2.中國石化南化公司，江蘇南京 210048）

石灰石料倉倒塌事故分析

朱兆華1，皮教文2，毛家才2，翁金權1

（1.江蘇邦馳茂元安全技術科技有限公司，江蘇南京 210009；2.中國石化南化公司，江蘇南京 210048）

對某石灰石料倉倒塌事故進行了技術分析，并按 GB50017—2014《鋼結構設計規范》對鋼架的穩定性進行了計算。認為石灰石料倉倒塌事故的直接及主要原因，是鋼架（立柱）整體穩定性設計不能滿足規范要求，若在設計時減小立柱高度，增大立柱載面積，可避免事故的發生。

料倉；倒塌；事故分析；鋼架；強度計算

2016年8月30日9：37，某熱電公司（以下簡稱熱電公司）發生了石灰石料倉鋼架支柱嚴重變形，導致料倉倒塌壓倒4#爐電除塵器及部分動力電纜和控制電纜，造成停爐、停機和停止向外供汽事故。

安監部門組織專家成立事故技術分析專家組，為事故調查分析提供技術支撐。

1 事故經過

事故發生前，熱電公司運行方式為4#爐單爐運行，蒸發量為 220t/h，脫硫脫硝系統正常運行，5#爐處于備用狀態；1#、3#機運行，總發電量28MW 左右。

2016年8月30日8：00左右，料倉存料約165t，物資部通知送1車石灰石，9：30石灰石倉開始進料，大約進料90t左右，駕駛員葉某聽到有金屬撕裂聲，同時發現料倉開始向東傾斜，隨即倒塌，壓倒4#爐電除塵器及部分動力電纜和控制電纜，4#爐一側引風機跳閘，被迫緊急停爐、停機和停止向外供汽。本起事故未發生人員傷亡。

事故發生后，熱電公司迅速成立了事故應急指揮部，啟動了相關應急預案，采取了有效應急措施，保證了事故應急處置順利進行。

2 事故后果及影響

本起事故造成了如下后果和影響：1）4#爐停爐，1#、3#機緊急停機；2）全廠停止對外供熱大約7h；

3）石灰石倉支架立柱變形，料倉與石灰石輸送系統需重建；

4）4#爐電除塵器需要更換，排出口煙道需更換；

5）4#爐引風機，脫硫除塵系統、壓縮空氣系統、輸煤變部分動力電纜及控制電纜受損需更新；

6）儲氣罐至主廠房壓縮空氣管道斷裂，4#爐部分煙氣管受損。

3 事故原因技術分析

事故技術分析專家組聽取了熱電公司關于本起事故的情況介紹，查閱了本項目設計圖紙、驗收資料，對事故現場進行了全面勘察，收集了相關資料和數據。

按熱電公司提供的數據，石灰石料倉最大儲存重量為500 t， 罐體鋼架等其他附件重量為55.84t。立柱高度8091mm，主體材料為Q235-A，立柱工字鋼尺寸為280mm×280mm× 15mm。見圖1。

圖1 料倉支撐結構

熱電公司石灰石料倉由江蘇某環保公司設計、制造、安裝，2014年投入使用，2016年9月1日發生倒塌事故。事故現場可見整個料倉罐體狀況完好，而料倉鋼架出現嚴重的失穩破壞。該鋼架主要由4根立柱和12根橫向支撐梁組成。立柱幾何高度8 091mm，主體材料 Q235-A，現場無法提供完整的設計圖紙、竣工驗收資料及鋼架（立柱）計算書，無從知曉設計載荷的相關考慮以及是否做穩定性分析。在此情況下，專家組對組成鋼架（由4根立柱和12根橫向支撐梁）中的立柱（工字鋼）進行測量，獲取了用于穩定性校核的相關數據。

按照 GB50017—2014《鋼結構設計規范》校核鋼架的穩定性。實腹式軸心受壓構件的穩定性分析按下式計算：

式中：N——軸心力；

A——毛截面面積；

F——鋼材許用抗壓強度；

φ——穩定性系數。

先計算長細比λ：

因 λy＞λx，所以：

其中：

查表得 φ=0.939。

Q235-A 的許用強度 f=215N/mm2

按《鋼結構設計規范》（GB50017—2014）校核鋼架立柱的穩定性，顯然現場鋼架立柱實際強度大于許用強度，因此，不符合 N/φA ≤ f的標準規定。所以，該鋼架的整體穩定性不滿足要求從而導致失穩破壞。

4 結束語

綜上所述，石灰石倉鋼架（立柱）嚴重變形，導致石灰石倉倒塌壓倒4#除塵器及部分動力電纜和控制電纜，以致停爐、停機和停止向外供汽事故的直接及主要原因，是鋼架（立柱）整體穩定性設計不能滿足規范要求。在設計時若減小立柱高度，增大立柱載面積，可使立柱整體穩定性滿足設計要求，則可避免鋼架失穩破壞。

Technical Analysis of Collapse Accident of Limestone

Zhu Zhao-hua，Pi Jiao-wen，Mao Jia-cai，Weng Jin-quan

The technical analysis of a limestone silo collapse is carried out，and the stability of steel frame is calculated according to GB 50017-2014“ steel structure design specification”.The direct and main reason for the collapse of the limestone silo is that the overall stability design of the steel frame（column）can not meet the specification requirements.If the design to reduce the column height，increase the column load area，to avoid accidents.

silo；collapse；accident analysis；steel frame；strength calculation

X913.4

B

1003-6490（2017）06-0161-02

2017-05-20

朱兆華（1946—），男，江蘇阜寧人，高級工程師，主要從事HSE 方面工作。