二、事故直接原因

　?。ㄒ唬┳畛跗鸹鸩课徽J(rèn)定。

　　通過(guò)調(diào)查詢問(wèn)事發(fā)當(dāng)晚現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)員工、調(diào)取分析位于瑞海公司北側(cè)的環(huán)發(fā)訊通公司的監(jiān)控視頻、提取對(duì)比現(xiàn)場(chǎng)痕跡物證、分析集裝箱毀壞和位移特征，認(rèn)定事故最初起火部位為瑞海公司危險(xiǎn)品倉(cāng)庫(kù)運(yùn)抵區(qū)南側(cè)集裝箱區(qū)的中部。

　?。ǘ┢鸹鹪蚍治稣J(rèn)定。

　　1.排除人為破壞因素、雷擊因素和來(lái)自集裝箱外部引火源。公安部派員指導(dǎo)天津市公安機(jī)關(guān)對(duì)全市重點(diǎn)人員和各種矛盾的情況以及瑞海公司員工、外協(xié)單位人員情況進(jìn)行了全面排查，對(duì)事發(fā)時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)的所有人員逐人定時(shí)定位，結(jié)合事故現(xiàn)場(chǎng)勘查和相關(guān)視頻資料分析等工作，可以排除恐怖犯罪、刑事犯罪等人為破壞因素。

　　現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)表明，起火部位無(wú)電氣設(shè)備，電纜為直埋敷設(shè)且完好，附近的燈塔、視頻監(jiān)控設(shè)施在起火時(shí)還正常工作，可以排除電氣線路及設(shè)備因素引發(fā)火災(zāi)的可能。

　　同時(shí)，運(yùn)抵區(qū)為物理隔離的封閉區(qū)域，起火當(dāng)天氣象資料顯示無(wú)雷電天氣，監(jiān)控視頻及證人證言證實(shí)起火時(shí)運(yùn)抵區(qū)內(nèi)無(wú)車輛作業(yè)，可以排除遺留火種、雷擊、車輛起火等外部因素。

　　2. 篩查最初著火物質(zhì)。事故調(diào)查組通過(guò)調(diào)取天津海關(guān)H2010通關(guān)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)等，查明事發(fā)當(dāng)日瑞海公司危險(xiǎn)品倉(cāng)庫(kù)運(yùn)抵區(qū)儲(chǔ)存的危險(xiǎn)貨物包括第2、3、4、5、6、8類及無(wú)危險(xiǎn)性分類數(shù)據(jù)的物質(zhì)，共72種。對(duì)上述物質(zhì)采用理化性質(zhì)分析、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、視頻比對(duì)、現(xiàn)場(chǎng)物證分析等方法，逐類逐種進(jìn)行了篩查：第2類氣體2種，均為不燃?xì)怏w；第3類易燃液體10種，均無(wú)自燃或自熱特性，且其中著火可能性最高的一甲基三氯硅烷燃燒時(shí)火焰較小，與監(jiān)控視頻中猛烈燃燒的特征不符；第5類氧化性物質(zhì)5種，均無(wú)自燃或自熱特性；第6類毒性物質(zhì)12種、第8類腐蝕性物質(zhì)8種、無(wú)危險(xiǎn)性分類數(shù)據(jù)物質(zhì)27種，均無(wú)自燃或自熱特性；第4類易燃固體、易于自燃的物質(zhì)、遇水放出易燃?xì)怏w的物質(zhì)8種，除硝化棉外，均不自燃或自熱。實(shí)驗(yàn)表明，在硝化棉燃燒過(guò)程中伴有固體顆粒燃燒物飄落，同時(shí)產(chǎn)生大量氣體，形成向上的熱浮力。經(jīng)與事故現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控視頻比對(duì)，事故最初的燃燒火焰特征與硝化棉的燃燒火焰特征相吻合（見(jiàn)圖5、圖6）。同時(shí)查明，事發(fā)當(dāng)天運(yùn)抵區(qū)內(nèi)共有硝化棉及硝基漆片32.97噸。因此,認(rèn)定最初著火物質(zhì)為硝化棉。

瑞海1號(hào)監(jiān)控視頻 40Kg桶裝硝化棉燃燒實(shí)驗(yàn)

圖5 硝化棉燃燒產(chǎn)生固體顆粒燃燒物對(duì)比

環(huán)發(fā)4號(hào)監(jiān)控視頻 40Kg桶裝硝化棉燃燒實(shí)驗(yàn)

圖6 硝化棉燃燒產(chǎn)生大量氣體形成熱浮力對(duì)比

　　3. 認(rèn)定起火原因。硝化棉（C12H16N4O18）為白色或微黃色棉絮狀物，易燃且具有爆炸性，化學(xué)穩(wěn)定性較差，常溫下能緩慢分解并放熱，超過(guò)40℃時(shí)會(huì)加速分解，放出的熱量如不能及時(shí)散失，會(huì)造成硝化棉溫升加劇，達(dá)到180℃時(shí)能發(fā)生自燃。硝化棉通常加乙醇或水作濕潤(rùn)劑，一旦濕潤(rùn)劑散失，極易引發(fā)火災(zāi)。

　　實(shí)驗(yàn)表明，去除濕潤(rùn)劑的干硝化棉在40℃時(shí)發(fā)生放熱反應(yīng)，達(dá)到174℃時(shí)發(fā)生劇烈失控反應(yīng)及質(zhì)量損失，自燃并釋放大量熱量。如果在絕熱條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，去除濕潤(rùn)劑的硝化棉在35℃時(shí)即發(fā)生放熱反應(yīng)，達(dá)到150℃時(shí)即發(fā)生劇烈的分解燃燒。

　　經(jīng)對(duì)向瑞海公司供應(yīng)硝化棉的河北三木纖維素有限公司、衡水新東方化工有限公司調(diào)查，企業(yè)采取的工藝為：先制成硝化棉水棉（含水30%）作為半成品庫(kù)存，再根據(jù)客戶的需要，將濕潤(rùn)劑改為乙醇，制成硝化棉酒棉，之后采用人工包裝的方式，將硝化棉裝入塑料袋內(nèi)，塑料袋不采用熱塑封口，用包裝繩扎口后裝入紙筒內(nèi)。據(jù)瑞海公司員工反映，在裝卸作業(yè)中存在野蠻操作問(wèn)題，在硝化棉裝箱過(guò)程中曾出現(xiàn)包裝破損、硝化棉散落的情況。

　　對(duì)樣品硝化棉酒棉濕潤(rùn)劑揮發(fā)性進(jìn)行的分析測(cè)試表明：如果包裝密封性不好，在一定溫度下濕潤(rùn)劑會(huì)揮發(fā)散失，且隨著溫度升高而加快；如果包裝破損，在50℃下2小時(shí)乙醇濕潤(rùn)劑會(huì)全部揮發(fā)散失。

　　以上幾種因素耦合作用引起硝化棉濕潤(rùn)劑散失，出現(xiàn)局部干燥，在高溫環(huán)境作用下，加速分解反應(yīng)，產(chǎn)生大量熱量，由于集裝箱散熱條件差，致使熱量不斷積聚，硝化棉溫度持續(xù)升高，達(dá)到其自燃溫度，發(fā)生自燃。

　?。ㄈ┍ㄟ^(guò)程分析。

　　集裝箱內(nèi)硝化棉局部自燃后，引起周圍硝化棉燃燒，放出大量氣體，箱內(nèi)溫度、壓力升高，致使集裝箱破損，大量硝化棉散落到箱外，形成大面積燃燒，其他集裝箱（罐）內(nèi)的精萘、硫化鈉、糠醇、三氯氫硅、一甲基三氯硅烷、甲酸等多種危險(xiǎn)化學(xué)品相繼被引燃并介入燃燒，火焰蔓延到鄰近的硝酸銨（在常溫下穩(wěn)定，但在高溫、高壓和有還原劑存在的情況下會(huì)發(fā)生爆炸；在110℃開(kāi)始分解，230℃以上時(shí)分解加速，400℃以上時(shí)劇烈分解、發(fā)生爆炸）集裝箱。隨著溫度持續(xù)升高，硝酸銨分解速度不斷加快，達(dá)到其爆炸溫度（實(shí)驗(yàn)證明，硝化棉燃燒半小時(shí)后達(dá)到1000℃以上，大大超過(guò)硝酸銨的分解溫度）。23時(shí)34分06秒，發(fā)生了第一次爆炸。

　　距第一次爆炸點(diǎn)西北方向約20米處，有多個(gè)裝有硝酸銨、硝酸鉀、硝酸鈣、甲醇鈉、金屬鎂、金屬鈣、硅鈣、硫化鈉等氧化劑、易燃固體和腐蝕品的集裝箱。受到南側(cè)集裝箱火焰蔓延作用以及第一次爆炸沖擊波影響，23時(shí)34分37秒發(fā)生了第二次更劇烈的爆炸。

　　據(jù)爆炸和地震專家分析，在大火持續(xù)燃燒和兩次劇烈爆炸的作用下，現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)化學(xué)品爆炸的次數(shù)可能是多次，但造成現(xiàn)實(shí)危害后果的主要是兩次大的爆炸。經(jīng)爆炸科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室模擬計(jì)算得出，第一次爆炸的能量約為15噸TNT當(dāng)量，第二次爆炸的能量約為430噸TNT當(dāng)量?？紤]期間還發(fā)生多次小規(guī)模的爆炸，確定本次事故中爆炸總能量約為450噸TNT當(dāng)量。

　　最終認(rèn)定事故直接原因是：瑞海公司危險(xiǎn)品倉(cāng)庫(kù)運(yùn)抵區(qū)南側(cè)集裝箱內(nèi)的硝化棉由于濕潤(rùn)劑散失出現(xiàn)局部干燥，在高溫（天氣）等因素的作用下加速分解放熱，積熱自燃，引起相鄰集裝箱內(nèi)的硝化棉和其他危險(xiǎn)化學(xué)品長(zhǎng)時(shí)間大面積燃燒，導(dǎo)致堆放于運(yùn)抵區(qū)的硝酸銨等危險(xiǎn)化學(xué)品發(fā)生爆炸。

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