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由一起液化气爆燃火灾原因认定中的作用

1、火灾基本情况
2002年8月23日晚22点30分左右,库尔勒市上户镇一发泡网加工点(利用塑料高温发泡原理进行水果保护套加工)发生火灾爆炸事故。爆炸将一所砖木结构平房震塌,火灾现场两名工作人员全部死亡:古某,女性,临时工,18岁、维族,当场死亡;李某,男性,技术员,40岁,汉族,昏迷六天后死亡。该加工点个体老板在得知事故发生后当夜潜逃,给爆炸事故调查带来了极大的不便。

2、现场勘查及调查询问
震塌平房四面砖墙均向外呈放射状倒塌,爆炸后的大火将室内所有物品烧毁,现场遗留有10具50kg的液化石油气罐(1.3米长,直径40厘米)和7具氮气罐(1米长,直径20厘米)。在对严重烧伤的技术员李某取证时,李某口齿不清,神志时醒时迷,据其供述:当天晚上施工时,他正在倒气(利用氮气高压将液化气空瓶中的残气压进空瓶中)时,突然发生爆炸,将其扑倒,其身体严重烧伤,待其清醒后,自己爬出房屋,被随后赶来的群众送往医院。

3、案情分析
据调查和周围群众反映,曾先后听到两声巨响,间隔几分钟。可作如下两种假设:
第一,气瓶先爆炸使液化石油气泄漏,扩散与空气混气达到爆炸极限,引起二次爆炸;
第二,液化石油气先泄漏,扩散与空气混气达到爆炸极限,遇明火源或电火花发生爆燃,而后气瓶因受热温度过高,发生爆炸。
按照设想一:爆炸气瓶可充当一固体爆炸源,其爆炸冲击波的破坏半径计算如下:
(1)TNT当量
WTNT=1.8aWfQf/QTNT=1.8×0.04×25×4.63×107/4.52×l06=18.43KG
式中:a-当量系数,Wf—爆炸气瓶液化气质量,取泄漏液化气质量的1/2即25Kg
Qf—燃烧热,取4.63×107J/kg
QTNT—TNT爆热值,取4.52×106J/kg
(2)死亡半径,重伤半径,轻伤半径,财物损失半径分别R1,R2,R3,R4
R1=2.58×WTNT1/3=2.58×2.64=6.81m
R2=3.59×WTNT1/3=3.59×2.64=9.48m
R3=4.59×WTNT1/3=4.59×2.64=12.11m
R4=5.52×WTNT1/3=5.52×2.64=14.57m
根据现场勘查和调查笔录显示:技术员李某距气瓶仅2米左右,烧伤严重,身上衣物全无;而死者古某在距北侧墙1.3米,切割机西侧2米处,头朝大门,被屋顶坍塌物覆盖(经法医鉴定属烧伤过度死亡),都在死亡半径范围内,理论计算与实际不符;此外爆炸造成的冲击波将24厘米砖墙推倒,其余气瓶泄漏液化气就不大可能聚集达到爆炸极限,从而形成不了二次爆炸。再加之初始温度不会很高,液化气瓶直接受热爆炸的可能性很少。因此,此种假设排除。
其二,认定液化气先泄漏。经分析推断李某在使用液化气过程中违章操作,致使液化气泄漏,遇电火花或明火源轰燃(将现场二人烧伤,李某离大门较近,爬离现场,姑丽未及时逃离现场烧死),并将连接液化气瓶的橡胶套管烧断,致使几只液化气瓶短时间迅速泄漏大量液化气(5只液化气瓶全部用橡胶套管串联,处于开启状态),再遇明火产生大爆炸。

4、泄漏液化气质量、体积估算如下:
(1)估算泄漏液化气质量
由克拉伯龙理想状态方程得出:
PV=nRT、则n=PV/RT
设P为94kpa,液化气的爆炸极限为1.5—9.5%液化气爆燃最小体积
V=12.4×9×3.2×1.5%=5.357m3炸毁房屋:长12.4m,宽9m,高3.2m
R=8.314
T=273.15+30=303.15K晚间室外温度18℃,室内正在加工网套,温度较高达30℃
n=94×5.357/(8.314×303.15)=0.2kmol
(2)液化气液态体积:
液化气分子量=50。液化石油气各组成成份体积比不同。分子量变化,主要碳原子数为3个或4个,按照空气比重的1.7倍算分子量为50 与水的相对密度为0.51
石油液化气质量M=0.2×50=10Kg
液化气体积=10/O.51=19.6L

5、爆炸情况分析
通过以上计算可以看出现场发生爆燃最少应泄漏19.6L液化气,数量较大,但经现场勘查:炸毁房屋无窗户,一个便门通往隔壁临时宿舍,一个大门朝西与外界相通且工房底部未设通风口,更无泄压屋顶,爆燃房屋的密封度较高,空气流通缓慢,由于液化气与空气的相对密度为1.52,重于空气,能在较低处向远处、低处扩散,并在空气中均匀扩散分布,扩散挥发的液化气长久聚集,加之液化气泄漏速度很快,使局部空间很快达到爆燃的浓度即爆炸下限。
通过对现场10具50kg液化气罐,5具氮气罐检查,发现一只液化气气瓶顶部靠近阀门处有一个长5cm豁口,作细项勘查:断口齐平,呈撕裂状,与气瓶轴向平行。经分析由于现场燃烧温度过高,该气瓶液化气内部压力逐渐上升,瓶壁经塑性变形撕裂所致。
据调查证实爆燃现场当时机器正在运行,机器表面温度较高,但因液化气属小分子,不聚热,不易反应,所以机器低温热表面不易引爆挥发的液化气。液化气着火温度可达430-460℃,最小点火能量仅为0.3焦耳,比其他燃气低,也就是说很小的一个摩擦或是开关的一个电火花就使其爆炸;而明火源,电火花温度高,有大量活性自由基较容易引爆液化气。经过询问调查和现场勘查,最终认定此起火灾事故原因系技术员李某在使用液化气过程中,违章操作,造成液化气泄漏,遇电火花轰燃,烧断液化气瓶连接橡胶套管,使液化气大量泄漏,遇明火爆炸所致。

6、注意事项:
(1)做好现场勘查工作。爆炸造成破坏大,现场灭火与后期破坏更大,第一时间到达,收集物证更能及时、准确。
(2)如有伤者,更应兵分两路,现场勘查的同时,及时做好伤者笔录。爆炸现场当事人非死即伤,烧伤者前期有一段清醒时间,如果不能及早作笔录,错过时机,往往造成后期工作被动。
(3)排除干扰,专心寻找事故原因。第一时间赶到现场,不要过多参与灭火,火调人员的中心任务是查找原因,查找原因是事故发生后,最直接、最重要工作。
(4)现场勘查全面,询问笔录详实。现场勘查要求全面,细致,询问人一定要抓住中心,明确目的,逻辑清晰。
(5)推理严密,计算科学。

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