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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8月日，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,导致165人遇难（其中参与救援处置的公安现役消防人员24人、天津港消防人员人、公安民警11人，事故公司、周边公司员工和居民55人）、8人失踪（其中天津消防人员5人,周边公司员工、天津港消防人员家属人）,98人受伤（伤情重及较重的伤员5人、轻伤员740人）,0幢建筑物、1248辆商品汽车、733个集装箱受损。截至12月10日,根据公司职工伤亡事故经济损失记录原则等原则和规定记录,已核定的直接经济损失8.66亿元。事故发生后,党中央、国务院高度注重。习近平总书记两次作出重要批示，
2、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、提出明确规定。李克强总理率有关同志亲临事故现场指引救援处置工作,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9月3日完毕,清运危险化学品176吨、汽车761辆、集装箱13834个、货品40吨。98名伤员得到妥善医治。8月1日，经国务院批准，成立由公安部、安全监管总局、监察部、交通运送部、环保部、全国总工会和天津市等有关方面构成的国务院天津港“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与,并聘任爆炸、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
3、谨、实事求是、依法依规、安全高质”的原则,先后调阅文字资料60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6场，对00余名有关人员逐个调查取证，通过反复现场勘验、检测鉴定、调查取证、模拟实验、专家论证,查明了事故通过、因素、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负责人员的解决建议，分析了事故暴露出的突出问题和教训，提出了加强和改善工作的意见建议。调查组查明,事故的直接因素是: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浮现局部干燥,在高温(天气）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她危险化学品长时间大面
4、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。此模型觉得火焰射出的能量为燃烧的一部分，并且辐射强度与目的至火源中心距离的平方成反比，即：式中 r目的接受到的辐射强度,/; f辐射系数,可取f=5； Mc燃烧速率，kg/； Hc燃烧热,J/kg； 目的至火源中心间的水平距离，。分析计算时，取含氮量在12.5%如下的硝化棉，燃烧热取J/kg，燃烧速度取Mc=3.0kg/s,=20 m。该计算得出1K硝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0吨左右(即0KG）。当所有硝化棉燃烧时所放出
5、的辐射强度可达4万W。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，M20 t。得R67.9 m)火球持续时间式中 火球持续时间,s。得t=s3)火球燃烧时释放出的辐射热通量式中 火球燃烧时辐射热通量,W; c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,；其她符号同前。得4)目的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目的距火球中心的水平距离，m; 其她符号同前。由此,得出硝酸铵受到的总
6、入射通量。参照下表，在半个小时内,足以将硝酸铵从00分解加热到00，而事实上，当入射辐射量达到37.K/,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导致的损失表序号入射通量（W2）对设备的损害对人的伤害37.5操作设备所有损坏死亡/0s,0%死亡/1in2在无火焰、长时间辐射下,木材燃烧的最小能量重度烧伤/1,100%死亡1i312.有火焰时木材燃烧，塑料熔化的最低能量1度烧伤0s，100%死亡1min44.00秒以上感觉疼痛,未必起泡.6长期辐射无不舒服感（)燃烧爆炸产生的冲击波超压计算经专业记录，从波形记录成果看,第一次爆炸发生在月12日
7、3时3分6秒,近震震级ML约.3级,相称于3吨TN,第二次爆炸在0秒种后,近震震级约2.9级，相称于2吨TT。 冲击波波阵面上的超压与产生冲击波的能量有关，同步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,MP; 距爆炸中心的距离，; 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2.3；当超压在数个大气压以内时,n=2;不不小于1个大气压，n=1.5。实验数据表白,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似，用公式表达如下：若则式中 R目的与爆炸中心距离,m； 目
8、的与基准爆炸中心的相称距离,m； q基准炸药量,TNT,k； 爆炸时产生冲击波所消耗的炸药量，TNT，kg; 目的处的超压,MP； 0基准目的处的超压，Ma; 炸药爆炸实验的模拟比。上式也可写成为： (R)=p0(R/a） 由 就可以根据某些已知药量的实验所测得的超压来拟定任意药量爆炸时在多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。表1 1 0kNT爆炸时的冲击波超压 将爆破能量q换算成T当量q。由于1 g TT爆炸所放出的爆破能量为4 2304836k/kg,一般取平均爆破能量为4500k/kg，故其关系为：求出爆炸的模拟比，即： 得由以上数据得到公
9、式 1） R=50m时,m ,相应表1取2.06294 破坏作用:大型钢架构造破坏;大部分人员死亡。2） R=150 时,m，相应表1取p=0.0205.0235 破坏作用：墙裂缝;人体轻微损伤。3） =300m时，m,相应表1取p=0.13 破坏作用:受压面的门窗玻璃大部分破碎。4） R=000m时,m,相应表1取p=.03 破坏作用：门窗玻璃部分破碎。表 冲击波超压对人体的伤害作用表3 冲击波超压对建筑物的破坏作用三、 与事故现场对比分析（)事故现场 事故现场按受损限度,分为事故中心区(航拍图见图2、示意图见图3)、爆炸冲击波波及区(示意图见图)。事故中心区为本次事故中受损最严重区域，该区
10、域东至跃进路、西至海滨高速、南至顺安仓储有限公司、北至吉运三道,面积约为54万平方米。两次爆炸分别形成一种直径15米、深1.1米的月牙形小爆坑和一种直径97米、深2.7米的圆形大爆坑。以大爆坑为爆炸中心,10米范畴内的建筑被摧毁,东侧的瑞海公司综合楼和南侧的中联建通公司办公楼只剩余钢筋混凝土框架;堆场内大量一般集装箱和罐式集装箱被掀翻、解体、炸飞,形成由南至北的座巨大堆垛，一种罐式集装箱被抛进中联建通公司办公楼层房间内,多种集装箱被抛到该建筑楼顶;参与救援的消防车、警车和位于爆炸中心南侧的吉运一道和北侧吉运三道附近的顺安仓储有限公司、安邦国际贸易有限公司储存的61辆商品汽车和现场灭火的0辆消防
11、车在事故中所有损毁,邻近中心区的贵龙实业、新东物流、港湾物流等公司的487辆汽车受损。图1 瑞海公司地理方位示意图图2 事故中心区航拍图图3事故中心区示意图图4爆炸冲击波波及区示意图 爆炸冲击波波及辨别为严重受损区、中度受损区。严重受损区是指建筑构造、外墙、吊顶受损的区域，受损建筑部分主体承重构件(柱、梁、楼板)的钢筋外露，失去承重能力，不再满足安全使用条件。中度受损区是指建筑幕墙及门、窗受损的区域，受损建筑局部幕墙及部分门、窗变形、破裂。 严重受损区在不同方向距爆炸中心最远距离为：东3公里(亚实履带天津有限公司),西3.公里（联通公司办公楼),南25公里(天津振华国际货运有限公司），北2.8
12、公里(天津丰田通商钢业公司）。中度受损区在不同方向距爆炸中心最远距离为：东342公里(国际物流验放中心二场)，西.4公里(中国检查检疫集团办公楼),南5公里(天津港物流大厦)，北.4公里(天津海运职业学院）。受地形地貌、建筑位置和构造等因素影响，同等距离范畴内的建筑受损限度并不一致。 爆炸冲击波波及区以外的部分建筑,虽没有受到爆炸冲击波直接作用，但由于爆炸产生地面震动,导致建筑物接近地面部位的门、窗玻璃受损，东侧最远达8.5公里(东疆港宾馆），西侧最远达3公里(正德里居民楼）,南侧最远达8公里(和丽苑居民社区)，北侧最远达13.3公里(海滨大道永定新河收费站)。(2）对比实验数据中的150m范畴内的建筑大型钢架构造破坏;大部分人员死亡，与现场符合。但是在10m之外的建筑物损坏限度低于现场破坏限度,有也许存在某些因素，如下阐明:1. 实验计算所获得的数据并不精确,不是事故现场精确的数据,因此导致某些偏差;2. 公式自身就存在某些误差值，因此计算时肯定会产生偏差；3. 由于硝化棉和硝酸铵的数据并无精拟定义，要参照实际物体状态才干的到精确数据，因此估算和实际是有偏差的。
