危險品化學(xué)倉庫特大爆炸火災事故分析
1??? 事故概況
??? 1993年8月5日13時(shí)26分，廣東某市的危險化學(xué)品倉庫發(fā)生特大爆炸事故，爆炸引起大火，1h后，著(zhù)火區又發(fā)生第二次強烈爆炸，造成更大范圍的破壞和火災。市政府立即組織數千名消防、公安、武警、解放軍指戰員及醫務(wù)人員參加了搶險救災工作，由于決策正確、指揮果斷，加上多方面的全力支持，8月6日凌晨5時(shí)，終于撲滅了歷時(shí)16h的大火。據初步統計，在這次事故中共有15人死亡，截止F月12日仍有101人住院治療，其中重傷員25人。事故造成的直接經(jīng)濟損失超過(guò)2億元。
??? 據查，出事單位是中國對外貿易開(kāi)發(fā)集團公司下屬的儲運公司與市危險品服務(wù)中心聯(lián)營(yíng)的安貿危險品儲運聯(lián)合公司。爆炸地點(diǎn)是倉庫區清六平倉，其中6個(gè)倉(2—7號倉)被徹底摧毀，現場(chǎng)留下兩個(gè)深7m的大爆坑，其余的1號倉和8號倉遭到嚴重破壞。
??? 事故發(fā)生后，國務(wù)院有關(guān)領(lǐng)導很快趕到事故現場(chǎng)，對搶險救災和事故調查做了重要指示。隨后由勞動(dòng)部組織有關(guān)專(zhuān)家成立事故調查專(zhuān)家組，從8月8日開(kāi)始展開(kāi)了事故調查工作。
2?? 事故發(fā)生發(fā)展過(guò)程及原因分析
??? (1)事故模型描述
??? 經(jīng)過(guò)事故現場(chǎng)勘察、查取有關(guān)資料及認真討論分析，確認此次爆炸火災事故是先起火后爆炸，進(jìn)一步蔓延擴大成災：1993年8月5日，大約13時(shí)10分，清六平倉4號倉內冒煙、起火，引燃倉內堆放的可燃物并于13時(shí)26分發(fā)生第一次爆炸，徹底摧毀了2、3、4號連體倉，強大的沖擊波破壞了附近貨倉，使多種化學(xué)危險品暴露于火焰之前。這些危險晶處于持續被加熱狀態(tài)1h左右，于14時(shí)27分，5、6、7號連體倉發(fā)生第二次爆炸。爆炸沖擊波造成更大范圍的破壞，爆炸后的帶火飛散物(如黃磷、燃燒的三合板和其他可燃物)使火災迅速蔓延擴大，引燃了距爆炸中心250m處木材堆場(chǎng)的3000立方米木質(zhì)地板塊、300米處6個(gè)四層樓干貨倉、400—500m處3個(gè)山頭上的樹(shù)木。大火燃燒約16h。于8月6日凌晨5時(shí)左右被基本撲滅。
??? (2)第一次爆炸點(diǎn)的確定
??? 經(jīng)市勘察測量公司對事故現場(chǎng)的勘測，測得第一次爆炸形成的爆坑直徑為23m、深7m，坑為鍋底形，爆坑中心距南面1號倉北墻55m、距東側中間鐵軌29m。對照這個(gè)地域(DF212—86)工程“中轉倉庫小區總平面布置圖”和“雜品中轉倉庫(4)的建筑平面、立面、剖面及墻圖”，確定第一次爆炸點(diǎn)在4號倉中部偏南處。
??? (3)起火與爆炸時(shí)間的確定
依據市地震臺的監測記錄，第一次爆炸時(shí)間是13點(diǎn)26分11秒，里氏震級1．8。又據最先得到火災報警的消防中隊的記錄，接警時(shí)間是13時(shí)22分。報警人危險品倉庫保安隊員自述他13點(diǎn)10分左右發(fā)現火情，先撥火警電話(huà)沒(méi)撥通即就近找一名司機開(kāi)車(chē)到筍崗中隊報警，約10kin路程需開(kāi)車(chē)10min。以上三次時(shí)間數據，符合事實(shí)邏輯。確定起火時(shí)間是13時(shí)10分左右，從起火到爆炸約為16rain。
??? (4)起火物質(zhì)的確定
??? 安貿危險品儲運公司提供的事故前4號倉內存放貨物的名稱(chēng)、數量和位置，以及當事人(倉庫保管員、保安員、叉車(chē)司機)提供的證詞和裝卸隊提供的旁證，均言證4號倉內東北角處的“過(guò)硫酸鈉”首先冒煙起火。調查組對“過(guò)硫酸鈉”提出懷疑和異議。經(jīng)追查鐵路運輸發(fā)票和安貿公司財務(wù)處收款票據，確證4號倉東北角存放的是過(guò)硫酸銨而不是過(guò)硫酸鈉。根據過(guò)硫酸銨的特性，它先起火是可能的。
??? (5)第一次爆炸物數量的確定
??? 4號倉內存放的可爆物品有：多孔硝酸銨49．6t、硝酸銨15．75t、過(guò)硫酸銨20t、高錳酸鉀10t、硫化堿10t。其中過(guò)硫酸銨、高錳酸鉀等爆炸威力較弱，而多孔硝酸銨在高溫或足夠的起爆能量的作用下爆炸威力較強，常被用來(lái)制造工業(yè)炸藥。4號倉內爆炸的主要物質(zhì)是多孔硝酸銨，其他可爆物品也有可能參與了爆炸。
??? 據炸坑直徑23m、深7m，依下式算出爆炸的硝酸銨為29t。
??? Q：4．1888(R2／K2)3ρ
式中? Q——2號硝銨炸藥(g)的藥量，若換算成TNT，則需除以1．05，若以硝酸銨計則需要再除以0．35ρ；?
??? R2——炸坑半徑，cm；
??? K2——系數，一般為7—10，本估算中取K2=8．5；
?? ρ——炸藥密度，g／cm3。
? (6)起火原因分析
??? 市公安部門(mén)證實(shí)未發(fā)現人為破壞。當事人和建筑圖紙提供的信息為：事故當天4號倉內無(wú)叉車(chē)作業(yè)；庫區禁煙禁火嚴格；倉內通風(fēng)尚好；倉內除防爆燈外無(wú)其他電氣設施，防爆燈開(kāi)關(guān)在8號倉旁辦公室內集中控制?，F場(chǎng)勘察發(fā)現4號倉電線(xiàn)為穿管導線(xiàn)，調查組認為4號倉內貨物自燃、電火花引燃、明火引燃和叉車(chē)摩擦撞擊引燃的可能性很小，而忌混物品混存接觸反應放熱引起危險物品燃燒的可能性很大，理由如下：
??? ①經(jīng)反復查證，列出了4號倉物品種類(lèi)及數量圖。大量氧化劑高錳酸鉀、過(guò)硫酸銨、硝酸銨、硝酸鉀等與強還原劑硫化堿、可燃物樟腦精等混存在4號倉內，此外，倉內還有數千箱火柴，為火災爆炸提供了物質(zhì)條件。
??? ②倉中貨物堆放密集，周轉頻繁。事故前，4號倉內已無(wú)空位，把無(wú)法人倉的一千多袋硝酸銨堆在該倉外東北角站臺上。事故現場(chǎng)勘察發(fā)現了這堆殘留物。8月5日上午，從4號倉搬運出800袋共20t過(guò)硫酸銨(余800袋仍堆在倉內東北角)經(jīng)倉中間通道運出裝入香港來(lái)的貨柜汽車(chē)運走；8月5日中午12時(shí)，又加班裝運硝酸鉀，尚未裝完就發(fā)生了事故，裝運4號倉硝酸鉀的汽車(chē)被爆炸沖擊波推出10余米并燒毀。在以上裝卸過(guò)程中，多人爬上貨堆搬運清點(diǎn)，也曾發(fā)生墜袋、翻袋現象，難免灑漏過(guò)硫酸銨、硝酸鉀。
??? ③4號倉內多處存放袋裝硫化堿，有的碼在氧化劑旁邊。
??? ④文獻專(zhuān)著(zhù)記載，工業(yè)硫化堿，熔點(diǎn)50°C，易潮解，易吸收空氣中二氧化碳變成深紅褐色并放出易燃有臭蛋味的硫化氫氣體。
??? 北京理工大學(xué)實(shí)驗室實(shí)驗結果證明，過(guò)硫酸銨遇硫化堿立即激烈反應，放熱，產(chǎn)生硫化氫，同時(shí)生成深褐色黏稠液體；差熱實(shí)驗出現陡峭放熱峰。
??? 以上分析說(shuō)明：4號倉內強氧化劑和強還原劑混存、接觸，發(fā)生激烈氧化還原反應，形成熱積累，導致起火燃燒。這是發(fā)生事故的直接原因。
??? (7)火災爆炸的蔓延和擴大
??? 4號倉硝酸銨爆炸后，引燃了庫區多種可燃物質(zhì)，庫區空氣溫度升高，使多種化學(xué)危險品處于被持續加熱狀態(tài)。6號倉內存放的約30t有機易燃液體(乙酸乙烯9t，閃點(diǎn)44~C，沸點(diǎn)77℃，爆炸下限3．3％；甲酸甲烯4t，閃點(diǎn)18．9°C，沸點(diǎn)31．8°C，爆炸下限5．9％；甲苯4t，閃點(diǎn)4．4°C，沸點(diǎn)110．7°C，爆炸下限1．27％；工業(yè)乙醇12t，閃點(diǎn)12．7℃，沸點(diǎn)78°C，爆炸下限3．3％)被加熱到沸點(diǎn)以上，快速揮發(fā)，沖破包裝與空氣、煙氣形成爆炸混合物，并于14時(shí)27分34秒發(fā)生燃爆。燃爆釋放出巨大能量，造成瞬間局部高溫高熱，出現閃光和火球，引發(fā)該倉內存放的硝酸銨第二次劇烈爆炸(實(shí)際是兩次間隔時(shí)間極短的大爆炸)。5、6、7號連體倉被徹底摧毀，8號單體倉嚴重破壞?，F場(chǎng)留下一個(gè)長(cháng)36m、寬21m、口為橢圓形、底為兩個(gè)6m深的鍋底形炸坑(估計有37t和25t硝酸銨爆炸)。爆炸核心高溫氣流急速上升，周?chē)鷼怏w向這里補充，形成蘑菇狀云團。
?第二次巨大爆炸產(chǎn)生的大量飛散物，如黃磷(在空氣中會(huì )自燃)和其他引燃物飛落在約0．6km2范圍內，成為火種，又引燃了多處火災，其中火勢較大的有七處：
? ①6座四層樓的干貨倉庫；
? ②8棟二層樓的食品和牲畜倉庫；
? ③清六平倉東側隔鐵路毗鄰的露天堆貨場(chǎng)；
? ④肉聯(lián)廠(chǎng)東側的木材場(chǎng)上3000m3柚木地板塊垛；
? ⑤-⑦距清六平倉中心火場(chǎng)400-500m處的3個(gè)山頭的樹(shù)木。
??? 大火的蔓延，使爆炸的倉庫區形成一片火海。當時(shí)是偏南風(fēng)，處于下風(fēng)向的東北部區域受害較重，受災面積也較大；地處上風(fēng)向的設施雖然距爆炸中心僅200米，但由于風(fēng)向有利，在消防干警、武警官兵及時(shí)奮力保護下幸免受災?；馂膮^大火持續近16h，于8月6日凌晨5時(shí)左右被基本撲滅。
3? 事故性質(zhì)40責任
3．1? 干雜倉庫被違章改作化學(xué)危險品倉庫使用
倉庫壓總平面布置方案圖是北京有色冶金調計研究總院深圳分院沒(méi)汁的，建設單位是市倉庫開(kāi)發(fā)企業(yè)公司。1987年5月29日，市城市規劃局方案審查項目名稱(chēng)為干雜貨
??? 1993年8月5日13時(shí)26分，廣東某市的危險化學(xué)品倉庫發(fā)生特大爆炸事故，爆炸引起大火，1h后，著(zhù)火區又發(fā)生第二次強烈爆炸，造成更大范圍的破壞和火災。市政府立即組織數千名消防、公安、武警、解放軍指戰員及醫務(wù)人員參加了搶險救災工作，由于決策正確、指揮果斷，加上多方面的全力支持，8月6日凌晨5時(shí)，終于撲滅了歷時(shí)16h的大火。據初步統計，在這次事故中共有15人死亡，截止F月12日仍有101人住院治療，其中重傷員25人。事故造成的直接經(jīng)濟損失超過(guò)2億元。
??? 據查，出事單位是中國對外貿易開(kāi)發(fā)集團公司下屬的儲運公司與市危險品服務(wù)中心聯(lián)營(yíng)的安貿危險品儲運聯(lián)合公司。爆炸地點(diǎn)是倉庫區清六平倉，其中6個(gè)倉(2—7號倉)被徹底摧毀，現場(chǎng)留下兩個(gè)深7m的大爆坑，其余的1號倉和8號倉遭到嚴重破壞。
??? 事故發(fā)生后，國務(wù)院有關(guān)領(lǐng)導很快趕到事故現場(chǎng)，對搶險救災和事故調查做了重要指示。隨后由勞動(dòng)部組織有關(guān)專(zhuān)家成立事故調查專(zhuān)家組，從8月8日開(kāi)始展開(kāi)了事故調查工作。
2?? 事故發(fā)生發(fā)展過(guò)程及原因分析
??? (1)事故模型描述
??? 經(jīng)過(guò)事故現場(chǎng)勘察、查取有關(guān)資料及認真討論分析，確認此次爆炸火災事故是先起火后爆炸，進(jìn)一步蔓延擴大成災：1993年8月5日，大約13時(shí)10分，清六平倉4號倉內冒煙、起火，引燃倉內堆放的可燃物并于13時(shí)26分發(fā)生第一次爆炸，徹底摧毀了2、3、4號連體倉，強大的沖擊波破壞了附近貨倉，使多種化學(xué)危險品暴露于火焰之前。這些危險晶處于持續被加熱狀態(tài)1h左右，于14時(shí)27分，5、6、7號連體倉發(fā)生第二次爆炸。爆炸沖擊波造成更大范圍的破壞，爆炸后的帶火飛散物(如黃磷、燃燒的三合板和其他可燃物)使火災迅速蔓延擴大，引燃了距爆炸中心250m處木材堆場(chǎng)的3000立方米木質(zhì)地板塊、300米處6個(gè)四層樓干貨倉、400—500m處3個(gè)山頭上的樹(shù)木。大火燃燒約16h。于8月6日凌晨5時(shí)左右被基本撲滅。
??? (2)第一次爆炸點(diǎn)的確定
??? 經(jīng)市勘察測量公司對事故現場(chǎng)的勘測，測得第一次爆炸形成的爆坑直徑為23m、深7m，坑為鍋底形，爆坑中心距南面1號倉北墻55m、距東側中間鐵軌29m。對照這個(gè)地域(DF212—86)工程“中轉倉庫小區總平面布置圖”和“雜品中轉倉庫(4)的建筑平面、立面、剖面及墻圖”，確定第一次爆炸點(diǎn)在4號倉中部偏南處。
??? (3)起火與爆炸時(shí)間的確定
依據市地震臺的監測記錄，第一次爆炸時(shí)間是13點(diǎn)26分11秒，里氏震級1．8。又據最先得到火災報警的消防中隊的記錄，接警時(shí)間是13時(shí)22分。報警人危險品倉庫保安隊員自述他13點(diǎn)10分左右發(fā)現火情，先撥火警電話(huà)沒(méi)撥通即就近找一名司機開(kāi)車(chē)到筍崗中隊報警，約10kin路程需開(kāi)車(chē)10min。以上三次時(shí)間數據，符合事實(shí)邏輯。確定起火時(shí)間是13時(shí)10分左右，從起火到爆炸約為16rain。
??? (4)起火物質(zhì)的確定
??? 安貿危險品儲運公司提供的事故前4號倉內存放貨物的名稱(chēng)、數量和位置，以及當事人(倉庫保管員、保安員、叉車(chē)司機)提供的證詞和裝卸隊提供的旁證，均言證4號倉內東北角處的“過(guò)硫酸鈉”首先冒煙起火。調查組對“過(guò)硫酸鈉”提出懷疑和異議。經(jīng)追查鐵路運輸發(fā)票和安貿公司財務(wù)處收款票據，確證4號倉東北角存放的是過(guò)硫酸銨而不是過(guò)硫酸鈉。根據過(guò)硫酸銨的特性，它先起火是可能的。
??? (5)第一次爆炸物數量的確定
??? 4號倉內存放的可爆物品有：多孔硝酸銨49．6t、硝酸銨15．75t、過(guò)硫酸銨20t、高錳酸鉀10t、硫化堿10t。其中過(guò)硫酸銨、高錳酸鉀等爆炸威力較弱，而多孔硝酸銨在高溫或足夠的起爆能量的作用下爆炸威力較強，常被用來(lái)制造工業(yè)炸藥。4號倉內爆炸的主要物質(zhì)是多孔硝酸銨，其他可爆物品也有可能參與了爆炸。
??? 據炸坑直徑23m、深7m，依下式算出爆炸的硝酸銨為29t。
??? Q：4．1888(R2／K2)3ρ
式中? Q——2號硝銨炸藥(g)的藥量，若換算成TNT，則需除以1．05，若以硝酸銨計則需要再除以0．35ρ；?
??? R2——炸坑半徑，cm；
??? K2——系數，一般為7—10，本估算中取K2=8．5；
?? ρ——炸藥密度，g／cm3。
? (6)起火原因分析
??? 市公安部門(mén)證實(shí)未發(fā)現人為破壞。當事人和建筑圖紙提供的信息為：事故當天4號倉內無(wú)叉車(chē)作業(yè)；庫區禁煙禁火嚴格；倉內通風(fēng)尚好；倉內除防爆燈外無(wú)其他電氣設施，防爆燈開(kāi)關(guān)在8號倉旁辦公室內集中控制?，F場(chǎng)勘察發(fā)現4號倉電線(xiàn)為穿管導線(xiàn)，調查組認為4號倉內貨物自燃、電火花引燃、明火引燃和叉車(chē)摩擦撞擊引燃的可能性很小，而忌混物品混存接觸反應放熱引起危險物品燃燒的可能性很大，理由如下：
??? ①經(jīng)反復查證，列出了4號倉物品種類(lèi)及數量圖。大量氧化劑高錳酸鉀、過(guò)硫酸銨、硝酸銨、硝酸鉀等與強還原劑硫化堿、可燃物樟腦精等混存在4號倉內，此外，倉內還有數千箱火柴，為火災爆炸提供了物質(zhì)條件。
??? ②倉中貨物堆放密集，周轉頻繁。事故前，4號倉內已無(wú)空位，把無(wú)法人倉的一千多袋硝酸銨堆在該倉外東北角站臺上。事故現場(chǎng)勘察發(fā)現了這堆殘留物。8月5日上午，從4號倉搬運出800袋共20t過(guò)硫酸銨(余800袋仍堆在倉內東北角)經(jīng)倉中間通道運出裝入香港來(lái)的貨柜汽車(chē)運走；8月5日中午12時(shí)，又加班裝運硝酸鉀，尚未裝完就發(fā)生了事故，裝運4號倉硝酸鉀的汽車(chē)被爆炸沖擊波推出10余米并燒毀。在以上裝卸過(guò)程中，多人爬上貨堆搬運清點(diǎn)，也曾發(fā)生墜袋、翻袋現象，難免灑漏過(guò)硫酸銨、硝酸鉀。
??? ③4號倉內多處存放袋裝硫化堿，有的碼在氧化劑旁邊。
??? ④文獻專(zhuān)著(zhù)記載，工業(yè)硫化堿，熔點(diǎn)50°C，易潮解，易吸收空氣中二氧化碳變成深紅褐色并放出易燃有臭蛋味的硫化氫氣體。
??? 北京理工大學(xué)實(shí)驗室實(shí)驗結果證明，過(guò)硫酸銨遇硫化堿立即激烈反應，放熱，產(chǎn)生硫化氫，同時(shí)生成深褐色黏稠液體；差熱實(shí)驗出現陡峭放熱峰。
??? 以上分析說(shuō)明：4號倉內強氧化劑和強還原劑混存、接觸，發(fā)生激烈氧化還原反應，形成熱積累，導致起火燃燒。這是發(fā)生事故的直接原因。
??? (7)火災爆炸的蔓延和擴大
??? 4號倉硝酸銨爆炸后，引燃了庫區多種可燃物質(zhì)，庫區空氣溫度升高，使多種化學(xué)危險品處于被持續加熱狀態(tài)。6號倉內存放的約30t有機易燃液體(乙酸乙烯9t，閃點(diǎn)44~C，沸點(diǎn)77℃，爆炸下限3．3％；甲酸甲烯4t，閃點(diǎn)18．9°C，沸點(diǎn)31．8°C，爆炸下限5．9％；甲苯4t，閃點(diǎn)4．4°C，沸點(diǎn)110．7°C，爆炸下限1．27％；工業(yè)乙醇12t，閃點(diǎn)12．7℃，沸點(diǎn)78°C，爆炸下限3．3％)被加熱到沸點(diǎn)以上，快速揮發(fā)，沖破包裝與空氣、煙氣形成爆炸混合物，并于14時(shí)27分34秒發(fā)生燃爆。燃爆釋放出巨大能量，造成瞬間局部高溫高熱，出現閃光和火球，引發(fā)該倉內存放的硝酸銨第二次劇烈爆炸(實(shí)際是兩次間隔時(shí)間極短的大爆炸)。5、6、7號連體倉被徹底摧毀，8號單體倉嚴重破壞?，F場(chǎng)留下一個(gè)長(cháng)36m、寬21m、口為橢圓形、底為兩個(gè)6m深的鍋底形炸坑(估計有37t和25t硝酸銨爆炸)。爆炸核心高溫氣流急速上升，周?chē)鷼怏w向這里補充，形成蘑菇狀云團。
?第二次巨大爆炸產(chǎn)生的大量飛散物，如黃磷(在空氣中會(huì )自燃)和其他引燃物飛落在約0．6km2范圍內，成為火種，又引燃了多處火災，其中火勢較大的有七處：
? ①6座四層樓的干貨倉庫；
? ②8棟二層樓的食品和牲畜倉庫；
? ③清六平倉東側隔鐵路毗鄰的露天堆貨場(chǎng)；
? ④肉聯(lián)廠(chǎng)東側的木材場(chǎng)上3000m3柚木地板塊垛；
? ⑤-⑦距清六平倉中心火場(chǎng)400-500m處的3個(gè)山頭的樹(shù)木。
??? 大火的蔓延，使爆炸的倉庫區形成一片火海。當時(shí)是偏南風(fēng)，處于下風(fēng)向的東北部區域受害較重，受災面積也較大；地處上風(fēng)向的設施雖然距爆炸中心僅200米，但由于風(fēng)向有利，在消防干警、武警官兵及時(shí)奮力保護下幸免受災?；馂膮^大火持續近16h，于8月6日凌晨5時(shí)左右被基本撲滅。
3? 事故性質(zhì)40責任
3．1? 干雜倉庫被違章改作化學(xué)危險品倉庫使用
倉庫壓總平面布置方案圖是北京有色冶金調計研究總院深圳分院沒(méi)汁的，建設單位是市倉庫開(kāi)發(fā)企業(yè)公司。1987年5月29日，市城市規劃局方案審查項目名稱(chēng)為干雜貨