蘇州燃氣集團有限責任公司液化氣經銷分公司橫山儲罐場生活區綜合辦公樓“6.11”爆炸事故技術分析報告
一、事故概況
2013年6月11日早晨7:26分左右,蘇州燃氣集團有限責任公司液化氣經銷分公司橫山儲罐場生活區綜合辦公樓(以下簡稱“綜合辦公樓”)突然發生爆炸,爆炸導致該綜合辦公樓整體坍塌,樓內20名人員全部被埋。經公安消防干警和在場人員奮力搶救,被埋人員于當日下午17:45分全部找到,事故造成11人死亡,9人受傷。
根據對爆炸現場的勘驗,該爆炸符合氣體爆炸特點,爆炸現場未發現除液化石油氣以外的其它氣體,故可認定為此次爆炸為液化石油氣泄漏引起的爆炸。
根據對爆炸現場的勘驗,爆炸現場有3只15kg液化石油氣鋼瓶。經證實:從爆炸現場發現的液化石油氣鋼瓶角閥均處于關閉狀態。
二、事故單位基本情況
1、蘇州燃氣集團有限責任公司是蘇州市集燃氣生產、工程設計、管網建設、燃氣經營管理、用戶服務于一體的大型國有獨資企業。該公司于1996年由原蘇州市煤氣公司、蘇州液化氣廠籌建處、蘇州市二期煤氣工程籌建處合并組建而成,主要承擔蘇州市區液化石油氣、人工煤氣、管道天然氣供應業務。目前,公司有直屬子公司7個,在冊職工500余人,勞務用工350人,資產9億多,各類用戶40多萬,年供管道氣1億多立方米,液化石油氣6萬多噸,年營業收入7億多元,稅后利潤1億多元。液化氣經銷分公司是蘇州燃氣集團有限責任公司下屬單位。
2、橫山液化氣儲罐場位于蘇州市虎丘區濱河路蘇福路交界處,隸屬于蘇州燃氣集團有限責任公司液化氣經銷分公司,該儲罐場周邊還有液化石油氣鋼瓶檢測站、運輸車隊,以及瑞風汽車修理廠、中石油天然氣加氣站等單位。
該儲罐場于1979年審批建造,1983年投產。儲罐場分生產區和生活輔助區兩部分。生產區先后經過1985年和1990年兩次改擴建,現有100m3臥罐10只、400m3球罐2只、10m3液化石油氣殘液罐1只,以及相應的生產工藝設施。儲存規模為1810m3,最大儲存量為760噸,年灌裝能力為3萬噸。?
生活輔助區主要包括:空壓機房、配電間、鍋爐房、消防水池、綜合辦公樓等。
該項目液化石油氣工藝設施部份由天津市政工程設計院負責設計,由江蘇省工業設備安裝公司負責施工;綜合辦公樓土建、電氣、給排水由蘇州市建筑設計院設計,基建工程兵00311部隊施工。
3、綜合辦公樓于1982年12月竣工,為三層磚混結構樓房,建筑面積529平方米,該建筑水、電、土建由蘇州市建筑設計院設計,工程兵00311部隊建設。該建筑結構形式為磚混結構,采用預制預應力空心板樓、屋蓋,屋面設有圈梁,基礎為M5.0水泥砂漿砌Mu7.5八五實心磚(220厚),地坪以上為M2.5混合砂漿砌Mu7.5八五實心磚(220厚)墻。結構設計符合74年《砌體結構設計規范》要求。1996年進行改擴建,在原有建筑⑦~⑨軸(E)軸北擴建兩間三層建筑。結構形式為磚混結構,采用預制預應力空心樓屋蓋,設有構造柱,樓屋面圈梁?;A為M5.0水泥砂漿砌Mu10.0八五實心磚(220厚)墻,地坪以上為M5.0混合砂漿砌Mu10.0八五實心磚(220厚)墻。結構設計滿足89年《砌體結構設計規范》要求。擴建設計單位是蘇州市煤氣公司設計室;施工單位是溧陽市鍋爐設備安裝工程公司。擴建建筑結構相對獨立,擴建未對原有房屋結構產生影響。改擴建完成后,總建筑面積638.41?m2。經查閱該綜合樓設計、施工和竣工資料齊全。
綜合辦公樓一樓設有職工餐廳、廚房、食堂儲藏室和汽修廠休息室,二樓是罐場、鋼瓶檢驗所辦公室、會議室,三樓為送氣中心辦公室、送氣工更衣室、罐場職工更衣室,值班室(含夜間值班)及職工活動室。
經調查確認,房屋結構與原設計圖紙、施工和竣工資料一致。
4、綜合辦公樓職工食堂廚房凈高約3.15m,使用面積約17.0?m2,北側有1.8mX1.8m窗,內有灶臺,東南角開門通向儲藏室。儲藏室凈高約3.15m,使用面積約17.0?m2,北側有1.8mX1.8m窗。據調查廚房與儲藏室之間雖設門,但從不關閉。
5、鍋爐房液化石油氣管道
鍋爐房液化石油氣引自儲罐場4號、6號(事發前6號罐已處于開罐檢修狀態,未投入使用)液化石油氣儲罐氣相管,管道自儲罐區圍墻至鍋爐房以架空方式敷設,管道設計壓力16kg/cm2,管徑DN50,鍋爐房管道工程由天津市政設計院設計,江蘇省工業設備安裝公司施工,進入鍋爐房管道有閥門控制,項目于1983年竣工,有竣工資料。
6、廚房液化氣管道
根據蘇州燃氣集團有限責任公司液化氣經銷分公司提供的資料:廚房液化氣用DN25管道接自廚房外鍋爐房液化石油氣管道,架空穿墻引入廚房,在廚房內設角閥、調壓器。調壓器后采用橡膠軟管方式與灶具連接,灶具匯管有球閥控制。
?專家組經現場勘驗、向相關人員詢問,基本還原了廚房液化氣管道布置。
三、調查情況
根據江蘇省蘇州市“6.11”事故調查組技術組的安排,專家組從現場勘驗取證、詢問相關人員、收集資料、檢測檢驗、模擬計算等幾個方面進行了事故技術調查工作。
1、現場勘驗取證鑒定分析
因受爆炸和救援影響,坍塌樓房內的相關物證存在損壞、滅失和變動。專家組通過對食堂部位開挖翻查,共找到物證如下:
序號 |
設備、部件名稱 |
數量 |
照片序號 |
1 |
冰柜部件 |
2 |
1-4 |
2 |
冰箱門 |
1 |
5-6 |
3 |
液化氣管道、角閥、 調壓器 |
3 |
7-19 |
4 |
大鍋灶側板 |
1 |
20-21 |
5 |
大鍋灶灶頭控制閥 |
1 |
22-23 |
6 |
大鍋灶面板 |
1 |
24-25 |
7 |
橡膠軟管 |
3 |
27、33、34 |
8 |
電開水爐 |
1 |
28-30 |
9 |
大鍋灶左側灶頭 |
1 |
31-32 |
10 |
大鍋灶右側灶頭和鍋(內有藕) |
1 |
35-36 |
11 |
家用灶灶面 |
1 |
66-67 |
12 |
大鍋灶匯管 |
1 |
68-69 |
13 |
不銹鋼金屬軟管 |
3 |
70-74 |
14 |
電蒸飯箱體 |
1 |
75-77 |
15 |
電蒸飯箱門 |
1 |
78-80 |
?
經對從儲罐區到食堂廚房液化氣管道和閥門的勘驗,爆炸時4號儲罐氣相管道向鍋爐房和食堂供氣的總閥到液化氣大鍋灶灶頭的閥門均處于不同程度的開啟狀態。
三根液化氣管道均巳扭曲變形,管道外壁未見明顯腐蝕,穿墻處有套管保護,管件連接焊縫表面質量一般,斷口處可見原對接焊縫處未開設坡口,焊接形式為手工電弧焊,斷裂處由于經水浸泡已生銹,其中一根管道末端設有鋼瓶角閥,角閥處于關閉狀態。
物證鑒定分析:
1)廚房內物證無法還原調壓器后管道與灶具的連接。
2)對橡膠軟管外觀檢查,未發現橡膠軟管存在明顯老化開裂現象。減壓器出口與橡膠軟管連接處有管卡。
3)大鍋灶的一個灶頭上鍋內有已燒熟的藕,經檢測含有蔗糖成分。
4)兩個大鍋灶灶頭控制閥手柄失落,閥體損壞,其中裝有藕鍋灶頭的控制閥門為微開狀態;另一灶頭控制閥門幾乎全開。據食堂工作人員張娟英反映:該灶具閥門手柄水平狀態為關閉,垂直狀態為開啟。從閥體撕裂、手柄脫落情況分析,閥門手柄受外力作用,改變了閥門的開啟狀態。
5)調壓器前的角閥處于開啟狀態。
6)管道已嚴重變形。
7)調壓器已經受損。?
2、資料收集和相關人員詢問
經過對公安和安監在事發后相關人員的詢問資料收集整理、專家組對儲罐場工作人員于小明、吳福明、張娟英、蒲建芬等人的詢問得知:
1)儲罐場管理制度規定,在儲罐區向鍋爐房和食堂送氣的閥門由罐場運行人員于每天上班開啟、下班關閉。
2)職工食堂管理制度規定,液化氣管道和食堂灶前及鍋爐房由食堂管理員負責管理巡視和記錄,同時檢查液化氣儲罐出口閥門的開關情況。
3)罐區運行工吳福明筆錄反映,6月11日爆炸事故發生后,向鍋爐房和廚房供氣的總閥處于開啟狀態。
4)食堂工作人員張娟英、鄒正妹反映,進入廚房有兩扇帶鎖的門,鑰匙分別由包菊根及張娟英、鄒正妹和蒲建芬保管。為防止食品遺失或動物進入,下班時必須關閉廚房對外的門窗。
5)食堂工作人員張娟英、鄒正妹反映,為改善端午節期間的上班人員伙食,食堂負責人包菊根安排買了藕、糯米和冰糖,6月10日中午12點多,由張娟英、鄒正妹把糯米塞進總共35節藕里。?13點左右,包菊根和張娟英把藕分成3盤,連同多余的米包成的3個粽子放進廚房外的電蒸飯箱里蒸煮。完成此工作后,張娟英和鄒正妹關閉廚房內的燃氣閥門和廚房門窗后下班回家。
從張娟英下班時藕在廚房外蒸飯箱內沒有加冰糖蒸煮,到爆炸后發現藕在食堂廚房大鍋灶上并已加冰糖加工的事實,可以推定藕在蒸飯箱蒸煮后,又繼續在大鍋灶上進一步加工。
四、檢驗檢測
受專家組委托,相關檢測機構對相關物證進行了檢測。
1、蘇州市計量測試研究所對放置藕鍋的大鍋灶頭控制閥門的流量進行了檢測。
?經對送檢物證在2000Pa、2500Pa、3000Pa壓力下用空氣進行流量檢測,其流量分別為1.12?m3/h、1.25?m3/h、1.36m3/h。
2、江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院對廚房內液化石油氣DN25金屬直管進行了光譜分析和測厚檢測。
經檢測,管道金屬元素成份接近10#或20#鋼;管壁厚度在3.10?-?3.40mm之間。
3、蘇州市產品質量監督檢驗所對鍋內藕的含糖成分進行了檢測,藕中總糖折合成蔗糖含量為2.8g/100g。
4、江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院對3只封存的液化石油氣鋼瓶進行了檢測,檢測結果未發現鋼瓶泄漏。
5、江蘇省產品質量監督檢測研究院對從橫山儲罐場4號罐氣相管取樣分析,樣品符合國家液化石油氣產品標準。
五、爆炸當量計算分析
專家組與相關專業人員對爆炸當量進行了計算分析,根據液化石油氣的爆炸下限(V/V)為2%、爆炸上限(V/V)為10%的特性,廚房與儲藏室連通空間約為107.1?m3。按連通空間為密閉空間、液化石油氣與空氣充分混合的條件下考慮,廚房爆炸的液化石油氣應該在2.1?m3至10.7?m3?之間,爆炸的液化石油氣重量在4.9kg至25.6kg之間,液化石油氣與TNT的當量關系為1kg液化石油氣相當于4至10kgTNT。即該次爆炸在19.6kg至256.0kgTNT當量之間。
六、液化石油氣泄漏計算分析
依據橫山儲罐場管理制度,食堂負責人包菊根應該在6月10日16:30分下班離開食堂,因此,判斷食堂廚房液化石油氣泄漏時間應該是在6月10日16:30分以后的某個時刻。
根據對蘇州燃氣集團液化石油氣經銷分公司分管技術安全的主任工程師馬蘇微詢問筆錄:該大鍋灶不開鼓風機用氣量約1m3/h,如果是對藕的再次加工,一般只需要小火(根據鍋的大小及食物多少調節)。依此分析,如按大鍋灶灶頭開度在30%計算,即該液化石油氣灶頭用氣量約0.3m3/h,如灶頭火焰熄滅,用氣量即為泄漏量。
七、樓房倒塌技術分析
????綜合辦公樓底層承受水平剪力的橫墻(磚砌體)主要集中在東部及西部。經結構計算核驗,該綜合辦公樓墻體抗剪承載力最大約0.13MPa。據研究資料,液化石油氣爆炸沖擊力可達0.7MPa,足以使底層磚砌體瞬間破壞引起房屋整體垮塌。爆炸現場東側6m外的2噸躍進輕卡爆炸后移動了約0.5m,以及東南側汽修廠卷簾門受沖擊變形損壞的現象,也佐證了爆炸產生了很大的沖擊力。
八、事故原因分析
1、依據現有證據和資料,液化石油氣在廚房內泄漏。泄漏點無法確定,經分析有以下幾種可能:
1)6月10日16:30分以后,廚房大鍋灶上煮塞有糯米的藕,溢出的湯汁澆熄了燃燒的火焰,液化石油氣從灶頭繼續漏出;
2)6月10日灶頭閥門沒有完全關閉,液化石油氣從灶頭漏出;
3)廚房內液化石油氣管道某處意外泄漏;
4)廚房大灶在燃燒時,4號儲罐向鍋爐房和廚房供氣管路總閥關閉后又被打開,液化石油氣通過灶頭漏出。
2、6月11日早上7:26分左右,剛進入廚房的食堂管理員包菊根可能開電燈或排氣扇,開關產生的電火花引起爆炸;也不排除其它原因產生了引爆源。
3、爆炸的沖擊波破壞了房屋的承重結構,導致綜合辦公樓坍塌。
九、結論
廚房內液化石油氣泄漏,達到爆炸極限范圍,遇引爆源引起爆炸,導致綜合辦公樓坍塌。
十、需要進一步查證的事項
1、爆炸前向食堂和鍋爐房供氣的總閥處于開啟狀態的原因;
2、包菊根6月10日16:30離開單位后,廚房大鍋灶是否使用。
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