天津爆炸事故报告分析.doc
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1、爆炸事故后果分析以天津港爆炸为例一、 事故整体概述2015年8月12日,位于天津市滨海新区天津港的瑞海公司危险品仓库发生火灾爆炸事故,造成165人遇难(其中参与救援处置的公安现役消防人员24人、天津港消防人员75人、公安民警11人,事故企业、周边企业员工和居民55人)、8人失踪(其中天津消防人员5人,周边企业员工、天津港消防人员家属3人),798人受伤(伤情重及较重的伤员58人、轻伤员740人),304幢建筑物、12428辆商品汽车、7533个集装箱受损。截至2015年12月10日,依据企业职工伤亡事故经济损失统计标准等标准和规定统计,已核定的直接经济损失68.66亿元。事故发生后,党中央、国
2、务院高度重视。习近平总书记两次作出重要批示,并主持召开中央政治局常委会会议,对事故抢险救援和应急处置做出部署、提出明确要求。李克强总理率有关同志亲临事故现场指导救援处置工作,主持召开国务院常务会议进行研究部署。经各方努力,事故救援及现场处置任务于2015年9月13日完成,清运危险化学品1176吨、汽车7641辆、集装箱13834个、货物14000吨。798名伤员得到妥善医治。2015年8月18日,经国务院批准,成立由公安部、安全监管总局、监察部、交通运输部、环境保护部、全国总工会和天津市等有关方面组成的国务院天津港“812”瑞海公司危险品仓库特别重大火灾爆炸事故调查组,邀请最高人民检察院派员参
3、加,并聘请爆炸、消防、刑侦、化工、环保等方面专家参与调查工作。事故调查组坚持“科学严谨、实事求是、依法依规、安全高质”的原则,先后调阅文字资料600多万字,调取监控视频10万小时,开展模拟实验8次,召开专家论证会56场,对600余名相关人员逐一调查取证,通过反复现场勘验、检测鉴定、调查取证、模拟实验、专家论证,查明了事故经过、原因、人员伤亡和直接经济损失,认定了事故性质和责任,提出了对有关责任单位和责任人员的处理建议,分析了事故暴露出的突出问题和教训,提出了加强和改进工作的意见建议。调查组查明,事故的直接原因是:瑞海公司危险品仓库运抵区南侧集装箱内硝化棉由于湿润剂散失出现局部干燥,在高温(天气
4、)等因素的作用下加速分解放热,积热自燃,引起相邻集装箱内的硝化棉和其他危险化学品长时间大面积燃烧,导致堆放于运抵区的硝酸铵等危险化学品发生爆炸。二、 事故发生过程分析(1)硝化棉固体火灾计算固体火灾的热辐射参数按点源模型估计。此模型认为火焰射出的能量为燃烧的一部分,并且辐射强度与目标至火源中心距离的平方成反比,即:式中 qr目标接受到的辐射强度,W/; f辐射系数,可取f=0.25; Mc燃烧速率,kg/s; Hc燃烧热,J/kg; x目标至火源中心间的水平距离,m。分析计算时,取含氮量在12.5%以下的硝化棉,燃烧热取J/kg,燃烧速度取Mc=3.0kg/s,x=20 m。该计算得出1KG硝
5、化棉所释放的辐射强度,据网上公示报告显示,当天库存运抵的硝化棉达20吨左右(即20000KG)。当所有硝化棉燃烧时所放出的辐射强度可达40万KW/。由于硝化棉燃烧释放出大量气体,使集装箱膨胀并发生泄漏,使内部的硝化棉释放并被点燃,发生更剧烈的燃烧,产生强大的火球,产生第一次爆炸。1)火球半径式中 R火球半径,m; M急剧蒸发的可燃物质的质量,kg。根据网上查询,M=20 t。得R=67.94 m2)火球持续时间式中 t火球持续时间,s。得t=27.3 s3)火球燃烧时释放出的辐射热通量式中 Q火球燃烧时辐射热通量,W; Hc燃烧热,J/kg; 效率因子,取决于容器内可燃物质的饱和蒸气压P,;其
6、他符号同前。得4)目标接受到的入射热辐射强度式中 Tc传导系数,保守取值为1; x目标距火球中心的水平距离,m;其他符号同前。由此,得出硝酸铵受到的总入射通量。参考下表,在半个小时内,足以将硝酸铵从100分解加热到1000,而事实上,当入射辐射量达到37.5KW/,5分钟内温度可以达到400,硝酸铵达到爆炸条件,进而导致了第二次爆炸。 热辐射的不同入射通量所造成的损失表序号入射通量(kW/m2)对设备的损害对人的伤害137.5操作设备全部损坏1死亡10s,100死亡1min225在无火焰、长时间辐射下,木材燃烧的最小能量重度烧伤10s,100死亡1min312.5有火焰时木材燃烧,塑料熔化的最
7、低能量1度烧伤10s,100死亡1min44.020秒以上感觉疼痛,未必起泡51.6长期辐射无不舒服感(2)燃烧爆炸产生的冲击波超压计算经专业记录,从波形记录结果看,第一次爆炸发生在8月12日23时34分6秒,近震震级ML约2.3级,相当于3吨TNT,第二次爆炸在30秒种后,近震震级ML约2.9级,相当于21吨TNT。 冲击波波阵面上的超压与产生冲击波的能量有关,同时也与距离爆炸中心的远近有关。冲击波的超压与爆炸中心距离的关系为:式中 p冲击波波阵面上的超压,MPa; R距爆炸中心的距离,m; n衰减系数。衰减系数在空气中随着超压的大小而变化,在爆炸中心附近为2.53;当超压在数个大气压以内时
8、,n=2;小于1个大气压,n=1.5。实验数据表明,不同数量的同类炸药发生爆炸时,如果距离爆炸中心的R之比与炸药量q三次方根相等,则所产生的冲击波超压相同,用公式表示如下:若则式中 R目标与爆炸中心距离,m; R0目标与基准爆炸中心的相当距离,m; q0基准炸药量,TNT,kg; q爆炸时产生冲击波所消耗的炸药量,TNT,kg; p目标处的超压,MPa; p0基准目标处的超压,MPa; 炸药爆炸试验的模拟比。上式也可写成为:p(R)=p0(R/a) 由就可以根据某些已知药量的试验所测得的超压来确定任意药量爆炸时在各种相应距离下的超压。表1是1000kgTNT炸药在空气中爆炸时所产生的冲击波超压
9、。表1 1 000kgTNT爆炸时的冲击波超压 将爆破能量q换算成TNT当量q。因为1 kg TNT爆炸所放出的爆破能量为4 2304 836kJ/kg,一般取平均爆破能量为4500kJ/kg,故其关系为:求出爆炸的模拟比,即: 得由以上数据得到公式 1) R=150 m时,m ,对应表1取p=2.062.94 破坏作用:大型钢架结构破坏;大部分人员死亡。2) R=1500 m时,m ,对应表1取p=0.02050.0235 破坏作用:墙裂缝;人体轻微损伤。3) R=3000m时,m ,对应表1取p=0.013 破坏作用:受压面的门窗玻璃大部分破碎。4) R=5000m时,m ,对应表1取p=
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