石灰石料仓倒塌事故分析

朱兆华，皮教文，毛家才，翁金权

（1.江苏邦驰茂元安全技术科技有限公司，江苏南京 210009；2.中国石化南化公司，江苏南京 210048）

石灰石料仓倒塌事故分析

朱兆华1，皮教文2，毛家才2，翁金权1

（1.江苏邦驰茂元安全技术科技有限公司，江苏南京 210009；2.中国石化南化公司，江苏南京 210048）

对某石灰石料仓倒塌事故进行了技术分析，并按 GB50017—2014《钢结构设计规范》对钢架的稳定性进行了计算。认为石灰石料仓倒塌事故的直接及主要原因，是钢架（立柱）整体稳定性设计不能满足规范要求，若在设计时减小立柱高度，增大立柱载面积，可避免事故的发生。

料仓；倒塌；事故分析；钢架；强度计算

2016年8月30日9：37，某热电公司（以下简称热电公司）发生了石灰石料仓钢架支柱严重变形，导致料仓倒塌压倒4#炉电除尘器及部分动力电缆和控制电缆，造成停炉、停机和停止向外供汽事故。

安监部门组织专家成立事故技术分析专家组，为事故调查分析提供技术支撑。

1 事故经过

事故发生前，热电公司运行方式为4#炉单炉运行，蒸发量为 220t/h，脱硫脱硝系统正常运行，5#炉处于备用状态；1#、3#机运行，总发电量28MW 左右。

2016年8月30日8：00左右，料仓存料约165t，物资部通知送1车石灰石，9：30石灰石仓开始进料，大约进料90t左右，驾驶员叶某听到有金属撕裂声，同时发现料仓开始向东倾斜，随即倒塌，压倒4#炉电除尘器及部分动力电缆和控制电缆，4#炉一侧引风机跳闸，被迫紧急停炉、停机和停止向外供汽。本起事故未发生人员伤亡。

事故发生后，热电公司迅速成立了事故应急指挥部，启动了相关应急预案，采取了有效应急措施，保证了事故应急处置顺利进行。

2 事故后果及影响

本起事故造成了如下后果和影响：1）4#炉停炉，1#、3#机紧急停机；2）全厂停止对外供热大约7h；

3）石灰石仓支架立柱变形，料仓与石灰石输送系统需重建；

4）4#炉电除尘器需要更换，排出口烟道需更换；

5）4#炉引风机，脱硫除尘系统、压缩空气系统、输煤变部分动力电缆及控制电缆受损需更新；

6）储气罐至主厂房压缩空气管道断裂，4#炉部分烟气管受损。

3 事故原因技术分析

事故技术分析专家组听取了热电公司关于本起事故的情况介绍，查阅了本项目设计图纸、验收资料，对事故现场进行了全面勘察，收集了相关资料和数据。

按热电公司提供的数据，石灰石料仓最大储存重量为500 t， 罐体钢架等其他附件重量为55.84t。立柱高度8091mm，主体材料为Q235-A，立柱工字钢尺寸为280mm×280mm× 15mm。见图1。

图1 料仓支撑结构

热电公司石灰石料仓由江苏某环保公司设计、制造、安装，2014年投入使用，2016年9月1日发生倒塌事故。事故现场可见整个料仓罐体状况完好，而料仓钢架出现严重的失稳破坏。该钢架主要由4根立柱和12根横向支撑梁组成。立柱几何高度8 091mm，主体材料 Q235-A，现场无法提供完整的设计图纸、竣工验收资料及钢架（立柱）计算书，无从知晓设计载荷的相关考虑以及是否做稳定性分析。在此情况下，专家组对组成钢架（由4根立柱和12根横向支撑梁）中的立柱（工字钢）进行测量，获取了用于稳定性校核的相关数据。

按照 GB50017—2014《钢结构设计规范》校核钢架的稳定性。实腹式轴心受压构件的稳定性分析按下式计算：

式中：N——轴心力；

A——毛截面面积；

F——钢材许用抗压强度；

φ——稳定性系数。

先计算长细比λ：

因 λy＞λx，所以：

其中：

查表得 φ=0.939。

Q235-A 的许用强度 f=215N/mm2

按《钢结构设计规范》（GB50017—2014）校核钢架立柱的稳定性，显然现场钢架立柱实际强度大于许用强度，因此，不符合 N/φA ≤ f的标准规定。所以，该钢架的整体稳定性不满足要求从而导致失稳破坏。

4 结束语

综上所述，石灰石仓钢架（立柱）严重变形，导致石灰石仓倒塌压倒4#除尘器及部分动力电缆和控制电缆，以致停炉、停机和停止向外供汽事故的直接及主要原因，是钢架（立柱）整体稳定性设计不能满足规范要求。在设计时若减小立柱高度，增大立柱载面积，可使立柱整体稳定性满足设计要求，则可避免钢架失稳破坏。

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

朱兆华（1946—），男，江苏阜宁人，高级工程师，主要从事HSE 方面工作。