朔州市經(jīng)濟開發(fā)區(qū)小南國酒樓6.19爆炸事故分析報告
一、?概況
1、建筑物情況
小南國酒樓為住宅裙樓,地下一層為廚房操作間,地上兩層是餐廳,其上面還有四層居民樓房共八戶。該酒樓重新裝修后正在進行營業(yè)準備,計劃于20013年6月23日開業(yè),6月19日晚上21點開始發(fā)生事故。(死亡3人,傷154人)
2、天然氣管道及設施
(1)外線(見圖):
沿馬路從西向東在質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局門口有閥門井一座,內(nèi)設DN80球閥,編號為F59號閥門。向東過路后沿步道向北,供給小南國酒樓和居民,第一棟樓48戶,第二棟樓50戶,全部為PE管,管徑DN90約149米。PE管外線距建筑物約8米。采用中低壓調(diào)壓柜向小南國酒樓供氣。
(2)調(diào)壓柜
由重慶前衛(wèi)克魯姆公司制造,鐵殼內(nèi)設煤氣表(皮膜式65立方米/時),由前衛(wèi)廠生產(chǎn),調(diào)壓器(65立方米/時)鑄鋁外殼,由德國克魯姆公司生產(chǎn),調(diào)壓柜進口由地下出地面進入柜內(nèi),出口進入地下層的廚房。
(3)室內(nèi)管線內(nèi)線
如圖所示天然氣外線從南向北在建筑物的西北角樓外設置調(diào)壓柜一座,進入地下室后有引入口球閥,其后緊接緊急切斷電磁閥。燃氣管線大都為DN65鋼管,從一跨進來,進入二跨面點間,從二、三跨之間隔墻進入三跨,在東墻地上敷設至五跨供東墻下一排燃氣灶具。最南端焊有堵頭鋼板,主管以焊接連接,以鋁塑管連接每臺灶具,廚房內(nèi)設置有二眼、三眼、四眼炒菜灶、蒸箱、湯鍋灶,面點間設置有蒸箱、蒸鍋灶等多臺灶具。
(4)試壓試用
A、戶內(nèi)管線在6月3日進行了嚴密性試驗,用“U”型壓力計試驗不漏,這種試壓很嚴格,稍有漏氣就試不住,有試壓記錄及操作工人證明,隨即通天然氣。
B、餐廳于6月3日到6月19日期間少量使用過天然氣,未有發(fā)現(xiàn)漏氣的反映。
3、事故過程
6月19日晚9時許,餐廳試菜完畢,少量客人陸續(xù)離去,突然發(fā)現(xiàn)四跨蒸箱后面電線著火,員工急忙用泡沫及干粉滅火器滅火,但未能奏效,卻引燃了油煙罩內(nèi)的油垢。地下室在煙霧及滅火干粉的雙重作用下,人們難以忍受,紛紛跑到樓外。此時,關(guān)斷了位于一跨天然氣引入口的球閥及調(diào)壓柜進口球閥,與此同時有人報了火警,消防車來到現(xiàn)場,于21點30分發(fā)生了第一次爆炸,威力很大,一、二樓門窗全部炸飛,在沖擊波的作用下,周邊樓房玻璃多有破壞、損毀。造成3人死亡(含一名消防戰(zhàn)士),傷154人的較大安全事故。其后又發(fā)生了爆炸力不大的一次“爆炸”。燃氣經(jīng)營單位朔州富華燃氣公司工作人員于22時零5分許關(guān)斷了F59號球閥,22時40分又發(fā)生了第三次“爆炸”。
二、爆炸事故分析
1、天然氣爆炸的三個條件
(1)有相對密閉的空間;
(2)天然氣在空氣中的濃度為5%—15%間,且充分混合;
(3)有點火火源。
2、漏點情況
地下一層廚房的煙氣經(jīng)排油煙罩、鐵皮煙道向外排出油煙,酒樓因怕影響周圍居民,不能向上排出,而是將鐵皮煙道接入自己修建的地溝引入人行步道處的雨水管道排出。地溝用磚砌,內(nèi)抹水泥砂漿,內(nèi)部凈空尺寸為80cm*80cm,這個排油煙地溝把原有垂直通過這里的天然氣管砌到地溝里面了,該管道為PE管,管徑φ90,設計壓力為0.4MPa,實際運行壓力為0.25MPa。
(1)6月19日晚,蒸箱后面電線起火引發(fā)油煙罩起火,由于長期使用,罩上油垢較厚,雖經(jīng)撲救,但未奏效,這種失火產(chǎn)生的高溫煙氣直接烘烤被砌在排油煙地溝中的天然氣PE管道。經(jīng)現(xiàn)場勘查,地下一層內(nèi)過火痕跡少,只有油煙罩有起火痕跡。
(2)PE管與環(huán)境溫度:
PE管的工作溫度為:20—40℃
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PE管的工作溫度為:-20—40℃,40℃時其強度為20℃時的0.76倍,一般當溫度達到110—130℃時失去固定形態(tài)開始熔化;被高溫煙氣烘烤的PE燃氣管道力學性能急劇下降,在管內(nèi)0.2-0.25MPa燃氣壓力的作用下,迎向煙氣方向爆破,形成漏孔,尺寸為上下68毫米,左右59毫米的不規(guī)則孔洞。噴射出的天然氣溫度不超過20℃,相對冷的天然氣從管內(nèi)沖出,對已形成的軟化孔洞起到冷卻作用,使已形成的孔洞不會縮小也不會擴大。經(jīng)孔洞大量天然氣噴出,經(jīng)煙道流向廚房操作間。
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??????原管內(nèi)有一根事故后為恢復供氣的穿管
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3、爆炸過程分析:泄漏的天然氣進入地下一層路徑與油煙排出方向相反,此時,原有矩形鐵皮排油煙道成了反方向的天然氣管道。當天然氣從灶具頂部的油煙罩出來以后,首先在廚房向四周擴散,由于天然氣的密度比空氣小,只有空氣的一半多一點,所以,同時迅速沿樓梯向上,到一層、二層,因樓頂板的阻隔,天然氣無法再向上了,在一層和二層的相對封閉的空間內(nèi),天然氣與空氣迅速混合,形成爆炸氣體,一層、二層內(nèi)只要存在尚未完全熄滅的火星或電器設備(如空調(diào)、冷柜等)啟停的火花引發(fā)了災難性的爆炸。人們聽到第一次爆炸是時間非常接近的兩聲,一層和二層分別爆炸,爆炸聲音也是接連的兩次,這次爆炸威力巨大,根據(jù)目前現(xiàn)場狀態(tài),當時爆炸情況難以復原,無法判斷。以上只是我們的分析和推測。
它的特點是:
A、由于沖擊波的直線傳播特性,我們看到周圍破環(huán)嚴重的門窗和玻璃都處于與酒樓的、一、二層差不多的高度,甚至遠達一、二百米之外。
B、根據(jù)現(xiàn)場勘察,地下室的過火痕跡很少,爆炸波明顯是自南向北;隔墻向北傾斜;灶具自南向北折疊。因為它的沖擊波是來自樓梯方向,從一、二層反推地下一層的。
C、因地下一層已失火半個多小時,且充滿煙氣,天然氣雖然也在此擴散但濃度較高、缺少空氣、難以形成爆炸的條件,因此爆炸未在地下一層發(fā)生,如若發(fā)生,因其泄爆面積很小,后果難以預料。
D、這次爆炸使一、二兩層門窗、玻璃全部炸掉,已不是相對封閉的空間,難以形成下次爆炸。
第一次爆炸是由一、二兩層接連的兩次爆炸組成,此次爆炸是造成事故損失的最主要原因。在沒有切斷中壓氣源之前,雖然天然氣仍源源不斷地從管內(nèi)噴出,但一、二層墻壁、門窗已不存在,地上一層底板局部垮塌,形成了開敞空間,已形不成爆炸條件,人們聽見的后兩次“爆炸”雖然也有火光和聲響,從爆炸威力和現(xiàn)場描述的聲音分析它只是天然氣“爆轟”,而不是真正意義上的爆炸。
結(jié)束這次事故的關(guān)鍵是關(guān)斷了天然氣來氣方向的閥門。
4、混合氣體形成分析:
F59閥門至調(diào)壓箱的距離約為120米,PE管規(guī)格為PE100?SDR17.6?de90,氣源壓力按0.25MPa考慮。經(jīng)估算,孔洞的外泄流量約為?50-60米3/分鐘。
地下一層及一、二層的體積為:
地下一層:38.65×14.85×4.5=2583(米3)
地上一層:38.65×14.85×3.5=2009(米3)
地上二層:38.65×14.85×3.5=2009(米3)
天然氣的爆炸極限為5—15%,可以得知三個樓層爆炸時所需的天然氣量如下表:???????????????????????????????????????????
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單位:立方米
? |
5% |
15% |
地下一層 |
129 |
387 |
地上一層 |
100 |
301 |
地上二層 |
100 |
301 |
因無法準確判斷PE燃氣管道產(chǎn)生孔洞的時間,假設在排煙罩失火后10分鐘或20分鐘造成泄漏,則從開始泄漏到第一次爆炸的時間間隔為20分鐘或10分鐘,泄漏量為1000-1200m3,或500-600?m3。其數(shù)量足以形成爆炸性混合氣體。
5、爆炸破壞力估算:
地上一、二層房間體積均為2009?m3,地下一層體積2583?m3,用TNT當量法,按整個空間均充滿爆炸性混合氣體估算,若爆炸時混合氣濃度為爆炸下限,則地上一、二層每層爆炸破壞力相當于54公斤TNT當量,地下一層相當于70公斤TNT當量,若混合氣濃度為爆炸上限時,地上一、二層每層破壞力相當于142公斤TNT當量,地下一層相當于210公斤TNT當量。
上述估算值應是最大的破壞當量,混合氣體完全均一的可能性很小,實際破壞力小于估算值。
該破壞力足以造成該事故現(xiàn)場破壞狀態(tài)。
三、結(jié)論:
小南國酒樓擅自將排油煙管道以地溝形式排出,且將原已敷設該處的天然氣管道包砌在地溝內(nèi),也不向住建局和燃氣公司等有關(guān)部門報告,埋下了事故隱患。6月19日,在地下一層廚房失火并且失控的情況下,高溫煙氣沿地溝烘烤天然氣管道,造成管道爆破,造成天然氣大量泄漏,是造成此次事故的根本原因、“6.19”爆炸事故應由小南國酒樓負全部責任。
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