近年来，电力行业建筑结构倒塌事故频发。2021年9月22日，某电厂4号机组除尘器1、2通道整体倒塌，造成4人死亡、2人重伤、1人轻伤；2022年2月15日，某电厂2号机组布袋除尘器（A侧）倒塌，造成6人死亡；2023年，某电厂在建锅炉钢架发生较大倒塌，造成3人死亡、1人重伤。上述电力行业建筑结构倒塌事故造成了重大人员伤亡、经济损失和社会影响，建筑安全管理的重要性日益凸显。
为加强电力重大安全隐患排查管理和监督，2022年以来，国家能源局多次发文要求电力企业加强工业建筑、构筑物安全隐患排查。
图1 国家能源局文件摘要
通过对上述文件的梳理，文件对燃煤电厂锅炉烟道、除尘器、脱氧催化剂装置、渣仓、筒仓斗（含灰斗）、运煤栈桥等重点设备设施的安全隐患检查提出了相关要求。根据中冶检修工业构筑物诊治组长期在电力构筑物安全运行维护工作中的经验，下面将对电力构筑物典型问题及案例进行介绍。
01 除尘器典型问题及案例
1、除尘器结构典型问题：
（1）设计与供应
①前期建设的除尘器缺乏针对性的设计规范；
②部分除尘器结构设计冗余度低，支撑系统不完备，抗侧移能力弱；
③有些支撑结构是由生产厂家自行设计的，但缺乏结构设计经验。
（2）施工安装
①主要承重构件强焊缝存在焊接缺陷，连接强度大大降低；
②焊缝高度不足或应为连续焊，但实际上是点焊或间断焊；
③支撑灰斗的关键焊缝有缺焊、漏焊。
（3）装修
①经过几个时期环保排放要求的升级，很多除尘器都进行了改建、扩建；
②改造前未按照国家强制性标准进行可靠性评估；
③改造未经过正规设计、施工，对原有结构造成破坏。
（4）使用与保养
①除尘器常年处于高温、磨蚀环境中，料斗、壳体均有保温层严密包裹，日常巡检很少关注包裹的受力结构，腐蚀、磨损、连接处也从未检查过；
②煤种的改变，使实际使用煤的灰分含量增大（有时可达50%以上），输灰量增大，远远超过了输灰系统原设计能力，造成输灰不畅；
③灰斗料位计配置不当，经常出现故障；
④ 随意增设管道等，增加超过设计的荷载。
2、除尘器结构检测鉴定典型案例：
（1）案例一：钢支撑柱、柱底板及柱间支撑承载力严重不足
某700MW燃煤发电机组除尘器结构于2000年建成，结构类型为钢结构支撑结构，2013年由原电除尘器改造为电袋除尘器，三个连续灰斗设置于一柱间距内，跨度较大。
图2 大跨度
图3 钢支撑柱稳定计算不满足要求
该除尘器存在的主要问题是：
钢支撑柱、柱底板、柱间支撑承载力严重不符合现行国家标准要求；
灰斗跨度较大，灰斗传力系统上部一次受压槽钢和灰斗下部受拉双槽钢承载力不符合现行国家标准的要求；
钢支撑柱等主要承重构件锈蚀损坏严重，部分柱子底部已锈蚀透。
（2）案例二：支撑梁抗剪承载力不足
某200MW机组除尘器建于1986年，原为底部混凝土框架结构电除尘器。为提高除尘器除尘能力，2010年对该除尘器进行了扩建改造，保留原电除尘器本体、灰斗、混凝土框架，在原电除尘器东侧新增一至两个电场及钢支撑。2014年该除尘器改造为电袋复合除尘器。
图4 二层框架梁端部斜裂缝
图5 混凝土支撑梁承载力未满足要求
该除尘器存在的主要问题是：
除尘器底部混凝土支撑梁端部出现斜剪切裂缝，呈脆性破坏特征，存在重大安全隐患。主要原因是壳体柱单侧支撑在框架梁上，除尘器壳体在负压状态下，一侧壳体柱作用点处梁受到较大的集中荷载，造成剪切承载力不足，导致梁端部出现斜剪切裂缝，严重影响结构承载安全。
（3）案例三：使用错误的钢材等级
某机组电除尘器结构为630MW国产超临界燃煤发电机组钢结构安装厂家平台，于2007年建成，从下至上分为钢支架、灰斗、底梁、壳体、净气室、烟道五部分。
图6 典型静电除尘器结构顶视图
图 7 典型静电除尘器示意图
该除尘器存在的主要问题是：
根据综合拉伸试验和表面硬度法检测结果，牛腿柱钢材屈服强度、抗拉强度不符合原设计Q345B钢材的要求，牛腿柱钢材考虑为Q235；
受检钢支撑柱10处对接焊缝超声波探伤不合格；
底梁拼接焊缝质量差、灰斗水平加劲肋间三角连接板搭接不符合原设计要求等施工质量问题。
（4）案例四：焊接质量差
国内某700MW超临界燃煤发电机组电除尘器于2013年建设，结构为除尘器结构钢结构支撑。
图8 底梁拼接错位
图9：柱支架焊接不当，连接不牢固
该除尘器支架结构主要存在以下问题：
钢牛腿焊接不当，牛腿根部未形成刚度连接，影响承载能力；
底梁接头焊缝质量差，部分底梁对接焊缝接头处存在一定的错边；
考虑到高温对钢材抗拉强度的不利影响，部分筒壳柱承载力达不到要求。
（5）案例五：钢柱、底梁、支撑严重锈蚀
某300MW燃煤发电机组袋式除尘器结构于1993年建设，1997年正式投入运行，由于环保要求越来越高，2011年将原电除尘器改造为袋式除尘器（该机组原双室三场电除尘器改造为双室三袋区纯袋除尘器）。
图10 钢支架根部已锈蚀
图11 钢支撑柱根部已锈蚀
图12 钢支撑横撑腐蚀情况
图13 底梁腐蚀严重
该除尘器支架结构主要存在以下问题：
钢支架边柱根部普遍已锈蚀殆尽；
多个柱间支撑的钢支架根部已锈蚀殆尽；
钢支撑横撑腐蚀；
底梁腐蚀严重；
天花板生锈、漏水；
使用和维护方面的问题，例如洁净空气室壁板出现锈蚀。
02 运煤栈桥典型问题及案例
1、运煤栈桥结构典型问题：
（1）施工缺陷
①支撑连接缺陷
通廊（运煤栈桥）支撑柱顶端与纵向桁架柱连接处施工精度要求较高，实际施工过程中存在安装偏差、施工缺陷等问题，导致该部位达不到规范要求，存在安全隐患。
②节点连接质量差
钢走廊（运煤栈桥）的节点通常采用螺栓连接或焊接连接，由于走廊（运煤栈桥）跨度较大，部分构件存在拼接部位，但在施工过程中，节点及拼接部位的连接质量往往不符合现行标准的要求，不能满足设计图纸的要求。
（2）耐久性损伤
受材料腐蚀及腐蚀性大气环境的影响，廊道（煤栈桥）结构腐蚀损伤尤为突出，廊道（煤栈桥）使用寿命远短于设计使用年限，使用5~10年后廊道（煤栈桥）将出现耐久性损伤。
混凝土通廊（运煤栈桥）主要出现混凝土脱落、开裂、钢筋锈蚀等问题；钢结构通廊（运煤栈桥）主要出现钢构件涂层脱落、锈蚀等问题。若不及时处理或处理不当，随着使用年限的增加，通廊（运煤栈桥）结构的安全将受到影响。
（3）改造不当
现有工业走廊（煤栈桥）案例统计显示，走廊（煤栈桥）在使用过程中，存在需要封闭改造、加宽皮带机、增设管道、电缆或走道平台等情况。走廊（煤栈桥）的改造会引起结构功能的变化，若不按照国家强制性标准规定的检测鉴定、加固设计和施工工艺进行改造，盲目进行改造，走廊（煤栈桥）将处于不安全状态。
（4）使用、维护不当
现有工业通廊（输煤栈桥）在使用过程中，未及时对通廊（输煤栈桥）结构进行维护。
① 钢构件未定期采取防腐措施或涂装防腐层时未进行除锈；
②廊道（运煤栈桥）内散落物料及积尘未及时清理；
③对廊道（运煤栈桥）区域进行清理时，经常采用洒水等方式，造成不利于结构长期安全使用的环境。
（5）异常振动
现有的工业走廊（运煤栈桥）通常为大跨度结构，自重轻、刚度小，在动荷载作用下，结构对激振力越来越敏感，极易发生振动破坏，不仅影响舒适度、危害人体健康，严重时还会对设备和结构的安全造成影响。
2、运煤栈桥检验鉴定典型案例：
（1）案例一：不均匀沉降
某火电厂运煤栈桥结构于2006年设计建造，支撑为混凝土结构，纵廊为钢桁架，使用过程中出现支撑梁柱节点开裂、桁杆变形，持续时间近一个月。
图14 支撑柱不均匀沉降
图15 支撑柱基础下沉
图16 桁架斜腹板平面外屈曲变形
图17 桁架上弦支撑构件平面外屈曲变形
运煤栈桥结构主要存在以下问题：
支撑柱基础出现不均匀沉降，沉降原因是管道漏水、水井抽水引起地下水流动，带走基础下细砂，造成基础下细砂流失，基础下沉。
支撑柱基础不均匀沉降，造成混凝土支撑架梁柱节点出现明显裂缝，混凝土支撑不适宜继续承载；
支撑柱基础不均匀沉降造成上墩钢桁架斜拉杆面外屈曲、失稳破坏，内力重新分配后，钢桁架部分杆件承载力不符合要求。
（2）案例二：工程质量问题
某炼钢公司炼铁车间走廊建于2004年前后，支架与走廊均为钢结构，走廊主要采用纵向承重梁支撑。
图18 纵向支撑梁节点未焊接
图19 廊道框架柱与梁连接结构存在缺陷
图20 牛腿柱间支撑切割
图21 檩条与檩条支架无连接
由于施工缺陷及损坏，结构安全性与现行国家标准极不相符，主要问题如下：
楼道纵梁连接处连接质量差，不符合等强连接要求；刚架柱与屋面梁连接节点构造与设计不一致，存在构造缺陷；
牛腿柱支撑杆切断、缺失；
屋面檩条与檩条支架之间无任何连接。
（3）案例三：钢构件严重腐蚀
某煤矿选煤厂栈桥于2006年建成，支架为混凝土结构，廊道体采用螺栓球网架结构，走道板为混凝土板，屋面板、墙板为隔热夹层波形钢板。
图22 走廊外景
图23 走廊栏杆底部已锈蚀
图24 走廊栏杆底部已锈蚀
走廊桁架竖向腹杆底部锈穿或被锈断，共计32处；其余腹杆最大锈蚀率达43%，导致走廊钢桁架承载力达不到现行国家标准的要求，严重影响结构安全。
（4）案例四：改装不当，振动异常
某工厂皮带廊2015年因环保原因开闭，改造后结构出现明显异常振动，廊道倾斜，运行过程中皮带及物料发生倾斜、移位。
图25 码头内景
图 26 杆变形
图27 皮带输送机物料跑偏
图28 振动试验
改造加固前，连廊存在明显缺陷及破损，未进行加固处理，由于改造前未对结构进行加固处理，导致动力响应超出规范限值。
03 钢板仓典型问题及案例
1、钢板仓结构典型问题：
（1）设计内容不够全面
设计时未严格按照相关设计标准、规范进行，例如：设计中的风荷载值与实际值有偏差、竖向肋条与仓墙压合不紧、上下仓墙搭接长度不足、内环焊脚尺寸不足，加固改造或验收前未进行结构状态安全评估等；
（2）建设流程和监理制度不规范
施工过程中存在材料不合格、加工、施工不规范等问题，如：仓墙钢材不符合要求，仓墙外侧环肋焊缝不饱满，环肋与仓墙有焊点，环肋接头漏焊、开裂，竖肋与仓墙未焊透，竖焊缝未熔满，支撑安装偏心等。
（3）使用环境的影响
仓壁经过切割后重新焊接，存在送灰、排灰不均匀等极端荷载条件下的问题，钢仓周围建有水池，仓壁被储存的物料磨损。
（4）使用、维护不当
基础防水损坏且未及时修复，导致雨水渗入筒仓，造成筒仓壁底部及预埋混凝土板生锈。
2、钢板仓检验鉴定典型案例：
（一）案例一：建筑质量问题
某电厂钢板仓于2020年建成，同年1月1号钢板仓试压时，上部西南侧大面积下沉变形；2020年3月，1号钢板仓底部两层钢板开裂，南侧第一层对接焊缝拉开，第二层母材开裂，裂缝长度约3m。
图29
2020年1月份试压时，钢板仓上部出现大面积凹陷变形。
图30
2020年3月，钢板仓底部两层钢板出现裂纹，裂纹长度约3m
图31
计算按部分熔透角焊缝计算，钢筒仓内8mm~14mm垂直焊缝强度严重不符合规范要求。
根据钢筒仓结构现状及实测数据，建立模型，综合考虑1#、2#钢筒仓竖焊缝局部未焊透缺陷，对两座钢筒仓进行分析校核，结果表明：该钢筒仓8mm~14mm板竖焊缝承载力严重不符合规范要求，且有2处焊缝出现裂纹。
仓壁环向焊缝质量不合格，连接构造不符合要求；
纵肋、环肋施工质量差，存在大量焊缝裂纹、未焊、未接通等缺陷。
（2）案例二：工程质量问题及环境影响
某电厂原煤仓于1997年设计建造，1999年投入使用，使用过程中发现仓壁多处磨穿，仓壁大面积凹陷变形，2023年对原煤仓增设环肋、竖肋及耐磨板进行加固。
图32
原煤仓支撑腹板与梁加劲肋未对正/原煤仓壁部分磨损
图33
环形筋与仓壁接触不紧密/原煤仓竖筋上端与环形筋连接处未焊接
图34
原煤仓壁大面积凹陷/仓壁等效应力云图（最大值105.2MPa）
鉴定结果表明：
原煤仓上部仓体外壁厚度均有不同程度的磨损，其中底部裙梁厚度基本无磨损，上部仓外壁因原煤与仓内壁摩擦而减薄0.24mm~7.12mm，按实际壁厚进行建模计算分析；
后钢筋环形肋、竖肋焊缝质量不合格，连接构造不符合要求；
原煤仓结构主要损坏缺陷有：上仓壁局部磨损，壁板凹陷、变形，后续钢筋焊接质量差。
04 混凝土筒仓典型问题及案例
1、混凝土筒仓结构典型问题：
（1）施工质量问题
施工工艺及监理制度不规范，导致施工过程中出现材料不合格、施工不规范等问题，例如：混凝土强度不够、混凝土颗粒级配不正确、混凝土振捣不均匀、钢筋保护层太薄、施工时偏差大导致筒壁凹陷等。
（2）可用性问题
从结构环境来看，混凝土筒仓受储存物料的影响，材料本身的腐蚀性或高温都会影响结构的使用性能，导致结构的使用寿命远低于设计使用年限。混凝土筒仓在使用十年左右就会出现严重的损坏问题，主要表现为混凝土脱落、坍塌、局部仓底掉落、膨胀开裂、仓体裂缝等。如果不及时处理或处理不当，随着使用年限的增加，劣化会加速，严重影响结构的安全和使用。
（3）使用、管理和维护问题
长期以来，存在着建筑使用单位或个人只重视施工期，而忽视日常运营期养护的现象。有的设计单位缺乏相关设计经验；施工单位施工技术和管理水平差，不注重施工期养护和全要素管理。每一个工序都需要专业单位负责，任何一个单位的疏忽都可能造成筒仓的损坏。
2、混凝土筒仓检测鉴定典型案例：
（1）案例一：筒仓底斗掉落
2012年新建一座粮食筒仓，分为南北两个独立筒仓，每个筒仓最大储粮量为2000吨。本项目钢板筒仓为混合结构，筒仓壁和底斗为钢结构，钢筋混凝土框架结构。筒仓刚建时，实际储粮量不大，随着后期生产的需要，筒仓内实际储粮量逐渐增大。2013年4月初，当北筒仓实际储粮量增加到1200吨时，底斗突然脱落，粮食漏出，筒仓下方钢筋混凝土支撑结构部分被碰撞。
图35 筒仓底部料斗落料现状
图 36 筒仓底部脱落，柱子部分因碰撞受损
图37 局部柱碰撞引起混凝土损伤
经检测鉴定，存在以下问题：
仓底漏斗与混凝土圈梁牛腿预埋件之间缺少焊缝，仓底漏斗直接浮在牛腿上，在荷载作用下，漏斗支撑位置的稳定性远远达不到现行规范的要求，产生失稳破坏，导致漏斗脱落。
混凝土支护结构中，部分混凝土柱被漏斗撞击，造成保护层脱落、钢筋外露，应进行修复钢结构安装厂家平台，修复后下部混凝土支护结构安全性满足要求，可继续使用。
拆卸下来的漏斗已严重变形、损坏，不能继续使用，应按原设计制作，新漏斗的安装也应严格按照原设计进行。
（2）案例二：混凝土耐久性问题
某电厂混凝土筒仓于1991年设计建造，高约32m，外径15m，厚400mm。
图 38：筒仓板底部和侧壁钢筋的腐蚀
图39：混凝土圈梁底部钢筋外露及腐蚀情况
经检测鉴定，存在以下问题：
混凝土筒仓圈梁出现钢筋裸露、锈蚀、混凝土剥落等现象；
楼板底部部分位置出现混凝土剥落、钢筋裸露；
筒体内壁混凝土出现剥落，钢筋出现锈蚀。
（2）案例三：筒仓倾斜问题
某公司矿渣粉库包括4座圆形钢筋混凝土筒仓，每座筒仓外径9.35m，中心距20.5m，筒仓间净距1.8m，筒仓顶标高56m；筒仓东西两侧各设储粉斗钢架，架顶标高71.9m。该矿渣粉库建于2012年，使用约一年后，业主发现筒仓上部钢结构变形，平台立柱间支撑杆扣压，斜槽钢平台及立柱局部变形损坏，采取限制库容等措施。
随后业主对渣粉仓倾斜槽钢平台的变形情况进行了检查评估，通过测量发现1#、4#仓在东西方向向中间倾斜约100mm，4个仓均向南方向轻微倾斜，倾斜偏差约50mm，后期仓体倾斜程度一直在加大。
图40 渣粉仓外观及整体有限元模型
经检测鉴定，存在以下问题：
与先前的测试结果相比，筒仓1＃〜4＃的倾斜度继续增加。比允许的值为5‰。
筒仓1＃和4＃顶部的倾斜槽柱的对角括号的向外变形主要是由于切断倾斜桥后的应力释放而引起的，这会导致新的对角支架被压缩。
平面外升压对角线支撑的平面变形的主要原因是，1＃和4＃孤岛的倾斜度进一步增加，从而导致某些铲斗升降杆从平面中造成的总体变形。
图41 1＃〜4＃筒仓倾倒会导致铲斗钢结构杆的弯曲变形
05 结论
为了全面确定安全风险，消除潜在的安全危害，提高电力结构的安全管理水平并确保稳定的安全状况，给出了以下建议：
1.回应建筑物和结构的安全问题，所有电力公司都进行了全面的调查和补救工作。
2.所有发电公司应严格根据国家能源管理局，集团文件和国家强制性标准及规范的要求管理其建筑物和结构。
3.建议每个电力组修改建筑物和结构的技术监督规则，并且分支机构和子公司为建筑物和热力公司的建筑物和结构的安全运营和维护制定了技术标准。
4.建议对构成更高风险或异常的建筑物和结构进行定期检查和评估。
