【摘　要】從工業(yè)生產(chǎn)中的介質(zhì)類型出發(fā)，通過對內(nèi)裝固體介質(zhì)、液體介質(zhì)和氣體介質(zhì)裝置可能發(fā)生的爆炸事故和破壞效應(yīng)進(jìn)行分析預(yù)測，編制了相應(yīng)的分析流程圖。結(jié)果表明無論從哪種介質(zhì)出發(fā)進(jìn)行分析，最終的爆炸事故模式只有凝聚相爆炸、氣云爆炸、沸騰液體擴(kuò)展蒸氣云爆炸及各類形式的容器爆炸。簡要分析了幾種事故模式破壞效應(yīng)的最佳計(jì)算模型。最后應(yīng)用實(shí)例，證明了所做的分析預(yù)測和編制的流程圖可以很好的應(yīng)用于事故模式中爆炸源性質(zhì)及其破壞效應(yīng)的判斷，是對爆源的一個定性分析，是爆炸能量計(jì)算的重要依據(jù)。筆者的研究對企業(yè)的安全生產(chǎn)及爆炸事故的預(yù)防也具有較好的指導(dǎo)意義。

　　【關(guān)鍵詞】工業(yè)過程；爆炸事故；爆炸模式；破壞效應(yīng)

　　0引言

　　2004年4月15日晚，重慶天原化工總廠發(fā)生氯氣泄漏，后在搶險(xiǎn)過程中廠方違規(guī)操作，讓工人用機(jī)器從氯罐向外抽氯氣以加快排放速度，結(jié)果導(dǎo)致罐內(nèi)溫度升高，引發(fā)爆炸，造成9人失蹤死亡，3人受傷，15萬名群眾被疏散。2005年11月3日，中石化吉林石化公司雙苯廠苯胺裝置硝化單元Ｐ-102塔發(fā)生堵塞，因處理不當(dāng)引發(fā)著火爆炸，造成數(shù)十人死傷，數(shù)萬人緊急疏散，松花江水體被污染，哈爾濱市停水?dāng)?shù)天，引起了巨大的社會恐慌。2006年7月28日，江蘇射陽縣氟源化工廠一車間在投料調(diào)試過程中反應(yīng)釜發(fā)生爆炸，造成22人死亡、29人受傷、7000多人緊急疏散。

　　此類惡性事故不勝枚舉［1—3］。因此，對工業(yè)過程爆炸事故模式及其破壞效應(yīng)進(jìn)行研究，分析裝置內(nèi)不同介質(zhì)在不同的觸發(fā)條件下可能發(fā)生的災(zāi)害，提取最終的爆炸事故模式，研究與不同爆炸模式相對應(yīng)的破壞效應(yīng)計(jì)算模型，對于今后指導(dǎo)安全生產(chǎn)，防止此類事故的再次發(fā)生具有重要意義。另外，該研究還可以為爆炸事故評估調(diào)查、抗爆和抗沖擊設(shè)計(jì)中爆炸源性質(zhì)的判斷（例如：高級炸藥、爆裂的壓力容器、蒸氣云霧、爆炸性粉塵等），爆炸能量的計(jì)算、爆炸事故分析等提供基礎(chǔ)和理論依據(jù)。

　　1爆炸源的基本形式及特點(diǎn)

　　爆炸是物質(zhì)的一種急劇的物理、化學(xué)變化。在變化過程中伴有物質(zhì)所含能量的快速釋放，變?yōu)閷ξ镔|(zhì)本身、變化產(chǎn)物或周圍介質(zhì)的壓縮能或運(yùn)動能，具有很大的破壞作用。根據(jù)爆炸源本身的體積對爆炸過程的影響程度，可將爆炸源分為理想爆源和非理想爆源。

　　1.1理想爆源

　　所謂理想爆源是指點(diǎn)爆炸源。它具有3個顯著特征［4］：

　　1）能量密度大，爆源體積可忽略不計(jì)，可視為點(diǎn)源。

　　2）爆炸過程中，能量的釋放是瞬時的，即點(diǎn)火后的瞬間爆炸壓力就達(dá)到其最大值。

　　3）爆源區(qū)壓力高，爆炸產(chǎn)生的沖擊波初始壓力可達(dá)50MPa量級，爆炸破壞的主要形式是由空氣沖擊波造成的，其破壞作用范圍可達(dá)50倍對比距離以上。
　　式中，——對比距離；——離爆心的距離，m；——爆源的質(zhì)量，kg。

　　理想爆源的爆炸場可用相似理論計(jì)算。凝聚相炸藥爆炸和核爆炸是人們最熟悉的理想爆源的爆炸形式。

　　1.2非理想爆炸源

　　不符合理想爆炸源特點(diǎn)的爆源統(tǒng)稱為非理想爆源。非理想爆源的能量密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于凝聚相炸藥，爆源半徑R0與爆炸源特征長度L0之比約為0.1～0.5數(shù)量級［5］，能量釋放速率也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于凝聚相炸藥。這種爆炸不能再用點(diǎn)源爆炸模型進(jìn)行研究，而必須采用與凝聚相炸藥爆炸不同的研究方法和實(shí)驗(yàn)手段研究［5—6］。

　　2工業(yè)過程爆炸事故模式及其傷害程度分析

　　工業(yè)生產(chǎn)大致可分為生產(chǎn)、儲存和運(yùn)輸3個部分。根據(jù)工藝要求，各部分會存在不同程度的危險(xiǎn)，通?？赡馨l(fā)生的主要災(zāi)害事故有火災(zāi)、爆炸和泄漏擴(kuò)散，相應(yīng)存在的傷害模式為熱輻射傷害、沖擊波傷害、毒物傷害。這幾種傷害模式可以單獨(dú)作用也可混合作用，主要取決于事故模式和介質(zhì)類型。筆者以介質(zhì)類型作為基準(zhǔn)進(jìn)行事故模式的分類，從而得到相應(yīng)的傷害模式及其危害程度［4,7—9］。

　　工業(yè)生產(chǎn)中的介質(zhì)類型一般分為固體、液體和氣體，當(dāng)也可能存在氣液、氣固、固液、氣液固共存的情況，這些情況的處理辦法通常采用折算或取影響最大的介質(zhì)狀態(tài)考慮，當(dāng)然也可以將各種介質(zhì)分開考慮其危險(xiǎn)性。筆者把介質(zhì)分為固、液、氣三態(tài)進(jìn)行研究。

　　2.1內(nèi)裝固體介質(zhì)裝置爆炸分析

　　對于固體介質(zhì)而言，首先判斷介質(zhì)是否屬于易爆物質(zhì)，包括單體分解爆炸性物質(zhì)和混合爆炸性物質(zhì)。對于這類爆炸性物質(zhì)，如果在操作過程中，出現(xiàn)高溫、明火、振動、撞擊等不同形式的觸發(fā)條件，則會引發(fā)易爆化合物的爆炸；如果在整個操作過程中確保不會出現(xiàn)各類觸發(fā)條件，則裝置是安全的。

　　如果經(jīng)判斷固體物質(zhì)并非爆炸性物質(zhì)，則看固體物質(zhì)是否呈顆粒粉末狀。如果是，則需要繼續(xù)判斷這種粉末狀物質(zhì)在操作過程中是否會因?yàn)閴毫ν蛔?、高速流動等原因而飛揚(yáng)起來，即是否受到擾動，形成粉塵。若形成粉塵，且此時操作空間存在一定濃度的助燃性氣體，則在一定的點(diǎn)火條件（如明火、靜電等）下會發(fā)生粉塵爆炸；如果粉塵不可燃，則判斷是否被人員吸入，如果吸入，則會導(dǎo)致粉塵傷害。如果粉末狀物質(zhì)在操作過程中沒有遇到任何擾動條件，則跟非粉末固體一樣判斷其是否可燃，如果可燃，則在助燃?xì)怏w和點(diǎn)火源的情況下會引發(fā)火災(zāi)。具體分析預(yù)測見圖1。