陜西某集團(tuán)公司“1.6”特大爆炸事故（2）
3 事故原因分析
3．1 爆炸原點(diǎn)的確認(rèn)
經(jīng)爆炸專家和現(xiàn)場(chǎng)勘察綜合計(jì)算分析認(rèn)為：硝銨溶液槽是這次爆炸事故發(fā)生的原點(diǎn)，中和器發(fā)生部分殉爆；估計(jì)爆炸威力為9．3tTNT當(dāng)量。Ⅱ期硝銨爆炸事故現(xiàn)場(chǎng)的炸坑中心部位是原溶液槽的基礎(chǔ)位置，原基礎(chǔ)被破壓人坑底，原裝在中和崗位2樓的氨預(yù)熱分離器和3樓的膨脹器都處在溶液槽的西邊，爆炸后罐體分別飛落在西200m處和西偏南150m處。罐體基本完整，受力部位凹進(jìn)變形，受力方向來(lái)自下方的溶液槽。中和器位于溶液槽的東邊，其殘骸飛落在溶液槽東和東偏北方向。說(shuō)明主要推力也來(lái)自溶液槽方向。
原安裝在溶液槽西邊地面上約3m處的兩個(gè)溶液泵電機(jī)芯體都被打飛。安裝在溶液槽正面同一軸線上的40kW溶液泵電機(jī)芯體在正西方綜合樓里發(fā)現(xiàn)，稍南1．25m處安裝的一臺(tái)75kW溶液泵電機(jī)芯體在溶液槽西南40°角方向約40m的馬路上發(fā)現(xiàn)，說(shuō)明是溶液槽爆炸驅(qū)動(dòng)所致。溶液泵混凝土基礎(chǔ)重約4t，被推上溶液槽西邊綜合樓五層樓里，與溶液槽爆炸推力方向符合，正對(duì)準(zhǔn)溶液槽方位的綜合樓東墻面和框架(南北l0m，三樓板下l0m范圍處)破壞最為嚴(yán)重。
造粒塔倒塌的方向和受力部位也是來(lái)自溶液槽的方向。
綜合以上分析得出結(jié)論如下：
原硝銨車間中和崗位1樓的溶液槽是爆炸原點(diǎn)。爆炸物質(zhì)是槽內(nèi)裝的大約27．6t硝銨水溶液。溶液槽爆炸的同時(shí)，強(qiáng)大的沖擊波和高速破片襲擊中和器，可能使中和器也發(fā)生部分殉爆。
3．2 爆炸物質(zhì)分析及所含物質(zhì)來(lái)源分析
雖然爆炸發(fā)生后硝銨溶液槽已不復(fù)存在，無(wú)法取得直接證據(jù)，但技術(shù)分析組對(duì)I、Ⅱ期硝銨系統(tǒng)有關(guān)硝銨成品、硝銨溶液這些間接物證進(jìn)行了取樣分析。這些間接測(cè)試，對(duì)事故原因的分析研究仍有極為重要的參考價(jià)值。從測(cè)試結(jié)果可知，這些間接物證Ⅱ期硝銨橘黃色成品中含油、Cl¯，酸度為微酸。具體數(shù)據(jù)是：
溫度：135°C左右；
濃度：79％(計(jì)算而得)；
酸度：偏酸，分析推測(cè)而得；
含油：0．12％(采用當(dāng)時(shí)成品硝銨含油量)；
含氯離子：2．3％(采用當(dāng)時(shí)成品硝銨含氯離子量)。
由此可見(jiàn)，Ⅱ期硝銨溶液槽溶液已被油、氯離子污染，經(jīng)專家分析認(rèn)為：油惟一來(lái)源是氣氨；氯離子主要來(lái)源是制取硝銨溶液的原料稀硝酸，但油、氯離子含量如此之高，仍然不能調(diào)查分析清楚。
3．3 硝銨溶液爆炸機(jī)理分析
經(jīng)技術(shù)分析組專家查閱資料并研究認(rèn)為：Ⅱ期硝銨溶液槽中的硝銨溶液已被有機(jī)物油所污染，形成了硝銨——有機(jī)物體系。這種有機(jī)物體系本身自熱分解溫度就會(huì)降低。加上系統(tǒng)進(jìn)入大量氯離子，溶液又偏酸，更加使其自熱分解溫度和自燃臨界溫度進(jìn)一步降低。溶液槽中盛有的硝銨溶液，在上面溶液對(duì)下面溶液起到密封作用的情況下，使其自熱分解放出的氣體無(wú)法排放更易引起爆炸，而且溶液槽中硝銨溶液加至溶液槽，這就使溶液槽處于更加危險(xiǎn)之中。總之，II期硝銨溶液槽溶液被污染后，該溶液熱穩(wěn)定性降低，已具備自熱自分解的可能。發(fā)生自熱自分解后，其溫度急劇升高，反過(guò)來(lái)又使自熱自分解催化分解越來(lái)越劇烈，如此反復(fù)，引起最危險(xiǎn)的大量硝銨溶液均相放熱自分解，就很可能發(fā)生爆炸事故。
3．4 事故原因分析
根據(jù)技術(shù)分析和取證分析報(bào)告，結(jié)合專家結(jié)論，調(diào)查組對(duì)這次爆炸事故從機(jī) 械、電氣、生產(chǎn)環(huán)境、技術(shù)和設(shè)計(jì)、安全生產(chǎn)教育和培訓(xùn)等方面認(rèn)真分析這次爆炸事故發(fā)生的原因。
(1)調(diào)查中沒(méi)有找到因電氣方面突發(fā)故障失火而引起明火并引發(fā)溶液槽爆炸的根據(jù)；
(2)調(diào)查中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)人為破壞的根據(jù)；
(3)調(diào)查中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)違章指揮、違章操作和領(lǐng)導(dǎo)干部失職和瀆職的問(wèn)題；公司各項(xiàng)規(guī)章制度建立、健全，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)職工未受到三級(jí)安全教育、無(wú)操作證上崗的問(wèn)題；
(4)調(diào)查中可以排除添加劑和布片、紙屑、麻袋片等有機(jī)物進(jìn)入溶液槽的可能性；
(5)1月5日，附近發(fā)生4．8級(jí)地震，距震中40km的公司所在地區(qū)有震感，地震對(duì)硝銨生產(chǎn)系統(tǒng)是否會(huì)造成某些不安全隱患，調(diào)查中雖然沒(méi)有找到，但不能完全排除；
(6)這次事故的爆炸原點(diǎn)是Ⅱ期硝銨溶液槽，而溶液槽本身已被油、氯離子污染，已處于極不穩(wěn)定、極不安全的狀態(tài)。從爆炸機(jī)理分析，導(dǎo)致這次爆炸事故的原因，可能就是硝銨溶液受到了油和氯離子的污染，提高了硝銨溶液的爆炸敏感度，降低了自熱自分解和自燃臨界溫度而發(fā)生劇烈燃燒，以致爆炸。
3．5 事故性質(zhì)的確定
硝銨生產(chǎn)過(guò)程中影響安全的因素很多，尤其對(duì)于硝銨溶液受有機(jī)物、氯離子污染的嚴(yán)重危害程度，國(guó)際、國(guó)內(nèi)從理論上都沒(méi)有一個(gè)確切的結(jié)論，認(rèn)識(shí)仍存在一定的局限性。一般認(rèn)為，硝銨生產(chǎn)比較安全，尤其是硝銨溶液的安全性，國(guó)際、國(guó)內(nèi)同行業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)都有共識(shí)。硝銨設(shè)計(jì)部門在原設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程中，對(duì)油、氯離子也沒(méi)有控制要求，只要求氣氨純度≥99％，對(duì)余下的1％也沒(méi)有要求進(jìn)行監(jiān)測(cè)、監(jiān)控。在國(guó)內(nèi)目前執(zhí)行的硝銨產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中也沒(méi)有規(guī)定油及氯離子含量的要求。因此，硝銨生產(chǎn)安全操作規(guī)程中就設(shè)有對(duì)油和氯離子進(jìn)行監(jiān)控分析的《內(nèi)容。在硝銨生產(chǎn)中和崗位發(fā)生氣氨波動(dòng)、硝銨溶液不合格、甚至成品出現(xiàn)不合格等都是按常規(guī)進(jìn)行處理，并采取停車措施，這些方法普遍認(rèn)為是最安全的。
綜上所述，調(diào)查組認(rèn)為這次爆炸事故可以排除生產(chǎn)過(guò)程中的責(zé)任問(wèn)題，是一次意外的爆炸事故。
4 建議
為了從理論上驗(yàn)證這次事故原因分析的準(zhǔn)確性，給國(guó)內(nèi)外同類生產(chǎn)企業(yè)提供可借鑒的防范措施，指導(dǎo)設(shè)計(jì)部門補(bǔ)充修改設(shè)計(jì)方案，幫助生產(chǎn)企業(yè)完善操作規(guī)程，建議有關(guān)方面提供資金，進(jìn)行模擬試驗(yàn)，以確保硝銨生產(chǎn)的安全。
3．1 爆炸原點(diǎn)的確認(rèn)
經(jīng)爆炸專家和現(xiàn)場(chǎng)勘察綜合計(jì)算分析認(rèn)為：硝銨溶液槽是這次爆炸事故發(fā)生的原點(diǎn)，中和器發(fā)生部分殉爆；估計(jì)爆炸威力為9．3tTNT當(dāng)量。Ⅱ期硝銨爆炸事故現(xiàn)場(chǎng)的炸坑中心部位是原溶液槽的基礎(chǔ)位置，原基礎(chǔ)被破壓人坑底，原裝在中和崗位2樓的氨預(yù)熱分離器和3樓的膨脹器都處在溶液槽的西邊，爆炸后罐體分別飛落在西200m處和西偏南150m處。罐體基本完整，受力部位凹進(jìn)變形，受力方向來(lái)自下方的溶液槽。中和器位于溶液槽的東邊，其殘骸飛落在溶液槽東和東偏北方向。說(shuō)明主要推力也來(lái)自溶液槽方向。
原安裝在溶液槽西邊地面上約3m處的兩個(gè)溶液泵電機(jī)芯體都被打飛。安裝在溶液槽正面同一軸線上的40kW溶液泵電機(jī)芯體在正西方綜合樓里發(fā)現(xiàn)，稍南1．25m處安裝的一臺(tái)75kW溶液泵電機(jī)芯體在溶液槽西南40°角方向約40m的馬路上發(fā)現(xiàn)，說(shuō)明是溶液槽爆炸驅(qū)動(dòng)所致。溶液泵混凝土基礎(chǔ)重約4t，被推上溶液槽西邊綜合樓五層樓里，與溶液槽爆炸推力方向符合，正對(duì)準(zhǔn)溶液槽方位的綜合樓東墻面和框架(南北l0m，三樓板下l0m范圍處)破壞最為嚴(yán)重。
造粒塔倒塌的方向和受力部位也是來(lái)自溶液槽的方向。
綜合以上分析得出結(jié)論如下：
原硝銨車間中和崗位1樓的溶液槽是爆炸原點(diǎn)。爆炸物質(zhì)是槽內(nèi)裝的大約27．6t硝銨水溶液。溶液槽爆炸的同時(shí)，強(qiáng)大的沖擊波和高速破片襲擊中和器，可能使中和器也發(fā)生部分殉爆。
3．2 爆炸物質(zhì)分析及所含物質(zhì)來(lái)源分析
雖然爆炸發(fā)生后硝銨溶液槽已不復(fù)存在，無(wú)法取得直接證據(jù)，但技術(shù)分析組對(duì)I、Ⅱ期硝銨系統(tǒng)有關(guān)硝銨成品、硝銨溶液這些間接物證進(jìn)行了取樣分析。這些間接測(cè)試，對(duì)事故原因的分析研究仍有極為重要的參考價(jià)值。從測(cè)試結(jié)果可知，這些間接物證Ⅱ期硝銨橘黃色成品中含油、Cl¯，酸度為微酸。具體數(shù)據(jù)是：
溫度：135°C左右；
濃度：79％(計(jì)算而得)；
酸度：偏酸，分析推測(cè)而得；
含油：0．12％(采用當(dāng)時(shí)成品硝銨含油量)；
含氯離子：2．3％(采用當(dāng)時(shí)成品硝銨含氯離子量)。
由此可見(jiàn)，Ⅱ期硝銨溶液槽溶液已被油、氯離子污染，經(jīng)專家分析認(rèn)為：油惟一來(lái)源是氣氨；氯離子主要來(lái)源是制取硝銨溶液的原料稀硝酸，但油、氯離子含量如此之高，仍然不能調(diào)查分析清楚。
3．3 硝銨溶液爆炸機(jī)理分析
經(jīng)技術(shù)分析組專家查閱資料并研究認(rèn)為：Ⅱ期硝銨溶液槽中的硝銨溶液已被有機(jī)物油所污染，形成了硝銨——有機(jī)物體系。這種有機(jī)物體系本身自熱分解溫度就會(huì)降低。加上系統(tǒng)進(jìn)入大量氯離子，溶液又偏酸，更加使其自熱分解溫度和自燃臨界溫度進(jìn)一步降低。溶液槽中盛有的硝銨溶液，在上面溶液對(duì)下面溶液起到密封作用的情況下，使其自熱分解放出的氣體無(wú)法排放更易引起爆炸，而且溶液槽中硝銨溶液加至溶液槽，這就使溶液槽處于更加危險(xiǎn)之中。總之，II期硝銨溶液槽溶液被污染后，該溶液熱穩(wěn)定性降低，已具備自熱自分解的可能。發(fā)生自熱自分解后，其溫度急劇升高，反過(guò)來(lái)又使自熱自分解催化分解越來(lái)越劇烈，如此反復(fù)，引起最危險(xiǎn)的大量硝銨溶液均相放熱自分解，就很可能發(fā)生爆炸事故。
3．4 事故原因分析
根據(jù)技術(shù)分析和取證分析報(bào)告，結(jié)合專家結(jié)論，調(diào)查組對(duì)這次爆炸事故從機(jī) 械、電氣、生產(chǎn)環(huán)境、技術(shù)和設(shè)計(jì)、安全生產(chǎn)教育和培訓(xùn)等方面認(rèn)真分析這次爆炸事故發(fā)生的原因。
(1)調(diào)查中沒(méi)有找到因電氣方面突發(fā)故障失火而引起明火并引發(fā)溶液槽爆炸的根據(jù)；
(2)調(diào)查中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)人為破壞的根據(jù)；
(3)調(diào)查中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)違章指揮、違章操作和領(lǐng)導(dǎo)干部失職和瀆職的問(wèn)題；公司各項(xiàng)規(guī)章制度建立、健全，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)職工未受到三級(jí)安全教育、無(wú)操作證上崗的問(wèn)題；
(4)調(diào)查中可以排除添加劑和布片、紙屑、麻袋片等有機(jī)物進(jìn)入溶液槽的可能性；
(5)1月5日，附近發(fā)生4．8級(jí)地震，距震中40km的公司所在地區(qū)有震感，地震對(duì)硝銨生產(chǎn)系統(tǒng)是否會(huì)造成某些不安全隱患，調(diào)查中雖然沒(méi)有找到，但不能完全排除；
(6)這次事故的爆炸原點(diǎn)是Ⅱ期硝銨溶液槽，而溶液槽本身已被油、氯離子污染，已處于極不穩(wěn)定、極不安全的狀態(tài)。從爆炸機(jī)理分析，導(dǎo)致這次爆炸事故的原因，可能就是硝銨溶液受到了油和氯離子的污染，提高了硝銨溶液的爆炸敏感度，降低了自熱自分解和自燃臨界溫度而發(fā)生劇烈燃燒，以致爆炸。
3．5 事故性質(zhì)的確定
硝銨生產(chǎn)過(guò)程中影響安全的因素很多，尤其對(duì)于硝銨溶液受有機(jī)物、氯離子污染的嚴(yán)重危害程度，國(guó)際、國(guó)內(nèi)從理論上都沒(méi)有一個(gè)確切的結(jié)論，認(rèn)識(shí)仍存在一定的局限性。一般認(rèn)為，硝銨生產(chǎn)比較安全，尤其是硝銨溶液的安全性，國(guó)際、國(guó)內(nèi)同行業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)都有共識(shí)。硝銨設(shè)計(jì)部門在原設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程中，對(duì)油、氯離子也沒(méi)有控制要求，只要求氣氨純度≥99％，對(duì)余下的1％也沒(méi)有要求進(jìn)行監(jiān)測(cè)、監(jiān)控。在國(guó)內(nèi)目前執(zhí)行的硝銨產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中也沒(méi)有規(guī)定油及氯離子含量的要求。因此，硝銨生產(chǎn)安全操作規(guī)程中就設(shè)有對(duì)油和氯離子進(jìn)行監(jiān)控分析的《內(nèi)容。在硝銨生產(chǎn)中和崗位發(fā)生氣氨波動(dòng)、硝銨溶液不合格、甚至成品出現(xiàn)不合格等都是按常規(guī)進(jìn)行處理，并采取停車措施，這些方法普遍認(rèn)為是最安全的。
綜上所述，調(diào)查組認(rèn)為這次爆炸事故可以排除生產(chǎn)過(guò)程中的責(zé)任問(wèn)題，是一次意外的爆炸事故。
4 建議
為了從理論上驗(yàn)證這次事故原因分析的準(zhǔn)確性，給國(guó)內(nèi)外同類生產(chǎn)企業(yè)提供可借鑒的防范措施，指導(dǎo)設(shè)計(jì)部門補(bǔ)充修改設(shè)計(jì)方案，幫助生產(chǎn)企業(yè)完善操作規(guī)程，建議有關(guān)方面提供資金，進(jìn)行模擬試驗(yàn)，以確保硝銨生產(chǎn)的安全。
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