一、事故经过

　　某年某月某日19：30，某省某厂TNT生产线硝化车间发生特大爆炸事故，造成了严重的人员伤亡和巨大的财产损失。

　　TNT 是一种烈性炸药，由甲苯经硝硫混酸硝化而成。硝化过程中存在着燃烧、爆炸、腐蚀、中毒四大危险。硝化反应分为3个阶段：一段硝化由甲苯硝化为一硝基甲苯 (MNT)，用四台硝化机并联完成;二段硝化由一硝基甲苯硝化为二硝基甲苯(DNT)，用二台硝化机并联完成;三段硝化由二硝基甲苯硝化为三硝基甲苯 (TNT)，用11台硝化机串联起来完成。

　　化学反应式如下：

　　CH3C6H5 + HNO3 + (H2SO4) ─→ CH3C6H4(NO2) + H2O

　　CH3C6H4(NO2) + HNO3 + (H2SO4) ─→CH3C6H4(NO2)2十H2O

　　CH3C6H4(NO2)2 + HNO3 + (H2SO4) ─→ CH3C6H2(NO2)3+ H2O

　　三段硝化比二段硝化困难得多，不仅反应时间长，需多台硝化机串联，而且硝硫混酸浓度高，并控制在较高温度下进行，因而生产危险性大。这次特大爆炸事故就是从三段2号机(代号为III_2+)开始的。

　　发生事故的硝化车间由3个实际相连的工房组成。中间为9m×40 m×15 m的钢筋混凝土3层建筑，屋顶为圆拱形;东西两侧分别为8 m×40 m和 12m x 40m的2个偏厦。硝化机多数布置在西偏厦内，理化分析室布置在东偏厦内。整个硝化车间位于高3 m、四周封闭的防爆土堤内，工人只能从涵洞出入。爆炸事故发生后，该车间及其内部40多台设备荡然无存，现场留下一个方圆约40 m、深7m的锅底形大坑，坑底积水2.7 m深。

　　爆炸不仅使本工房被摧毁，而且精制、包装工房，空压站及分厂办公室遭到严重破坏，相邻分厂也受到严重影响。位于爆炸中心西侧的三分厂、南侧的五分厂、北侧的六分厂和热电厂，凡距爆炸中心600 m范围内的建筑物均遭严重破坏;1200 m范围内的建筑物局部破坏，门窗玻璃全被震碎;3000 m范围内的门窗玻璃部分振碎。在爆炸中心四周的近千棵树木，或被冲击波拦腰截断，或被冲倒，或被削去半边树冠。

　　爆炸飞散物——残墙断壁和设备碎块，大多抛落在 300 m半径范围内，少数飞散物抛落甚远，例如，一根长800 mm、Φ80mm的钢轴飞落至1 685 m处;一个数10 t重的钢筋混凝土块(原硝化工房拱形屋顶的残骸)被抛落在东南方487 m处，将埋在地下2m深处的Φ400mm铸铁管上水干线砸断，水溢成河;一个数10 公斤重的水泥墙残块飞至310 m远并砸穿3分厂卫生巾生产工房的屋顶，将室内2名女工砸成重伤。

　　据统计，这起事故中死亡17人、重伤13人、轻伤94人;报废建筑物约5万m2。严重破坏的5. 8万m2，一般破坏的17.6万m2;设备损坏951台(套)，直接经济损失2266.6万元。此外由于停产和重建，间接损失更加巨大。

　　根据对生产设备内的炸药量的测算，并从建筑物破坏等级与冲击波超压的关系，以及爆炸坑形状和大小的估算，确定这次事故爆炸的药量约为40t TNT当量。

　　二、事故原因分析

　　1.事故原点

　　事故发生后，由企业主管部门、政府劳动部门和工会劳动保护部门组成联合调查组，负责对事故进行调查，由于这起事故已使原来的工房和设备全被炸毁，现场已变成一个大而深的坑，且有积水。因而，尽管调查组专家反复勘察了事故现场，但找到的物证很少，仪表及记录纸残缺不全，这就给确定事故原点和分析事故原因造成很大困难。好在当班的34名工人中，尚有17名幸存，经反复查询，他们提供了发生事故前的生产情况和事故发生时的一些现象，这对调查进展很有帮助。调查组结合当事人口述笔录，查证了许多有关图纸和资料，做了一些模拟试验，并从工艺技术、生产管理、设备状况、原材料质量、生产操作等方面，进行了认真的分析和讨论，最终确定并证实了事故原点——即最先发生燃烧爆炸的设备是三段2号机分离器。主要依据是：

　　(1)当事人口述。III-2+机操作工自述，他于19：00从生产设备内取出硝化物和废酸样品，送到理化分析室，约19：15返回本岗位，发现Ш-2+机分离器冒烟，就按规定打开分离器雨淋装置和硝化机冷却水旁路阀进行降温，然后去仪表控制室找班长报告情况。

　　(2) 班长证词。班长承认19：15左右III-2+机操作工向他报告分离器冒烟，他就带领另两名工人来到硝化工房，看到III-2+机分离器冒烟很大，就指挥工人打开机前循环阀和加入浓硫酸，以进一步降温。但此措施没有奏效，工房内已硝烟呛人，便和其他人退到工房门口，接着就看见从分离器沿口与上盖之间向外喷火，心想“不好了”，便立即向防爆土堤外面跑去，刚出涵洞，身后“轰”地一声就爆炸了。

　(3)有关人员旁证。III-10+机操作工证实，他于19：15从分析室送样品回来，看到III-2+机分离器冒烟，就走过去问III-2+机操作工：“温度高不高?”回答：“不太高”。他就回到本岗位。后来看到班长指挥几个工人采取降温抑烟措施。但硝烟越来越大，他就退到工房外面，一看到着火，就从附近涵洞跑出防爆土堤。

　　(4)物证。从炸塌了的仪表控制室内找到了一些综合记录残片、经补贴复原后显示的数据证明，当天19：00左右三段硝化机硝酸浓度过高。工艺规程规定，Ш-2+机硝酸浓度为 1.0%~3.5%，而记录为7 .9%;工艺规定III-4+，III-7+机为2. 0%~4 .0%、而记录上III-5+机为12 .6%，高出工艺规定二、三倍。这就造成工艺混乱、最低凝固点前移，反应最激烈的机台为III-2+机，这就为III-2+机最先冒烟、着火和爆炸提供了确凿的物证。

　　(5)从爆坑形状分析。从爆坑测绘图可知，最深处等高线呈鞋底形，口部呈鸭梨形、其主轴线与硝化机布置主轴线呈大约5°夹角，这就说明起爆原点在三段硝化前几台机。根据工人所述冒烟、着火现象，确定为Ш一2+机。它最先爆炸，其冲击波使以后各机台发生不同程度位移，随即发生殉爆。尽管各机台几乎是同时爆炸的、但爆炸前的有规则位移使留下的爆坑呈倾斜状态。

　　2.事故原因

　　调查组采用故障树分析法查找事故原因，很见成效。专家们把硝化过程中可能引发燃烧爆炸事故的条件按先后次序和因果关系绘成程序方框图。它表明了导致事故的因素之间的逻辑关系。然后，逐项查明各种因素的状态及影响程度，排除非相关因素，保留相关因素，并对相关因素进一步探细查微，直至确认引发事故的原因。

　　经过对图中逐项分析，排除了一些非相关因素，如冷却蛇管漏水、冷却水中断或不足、搅拌器故障、仪表失灵、原料含杂质等，留下少数相关因素，可理出两条“事故因果链”，如图5—1所示。

　　在第一条“事故因果链”中，关键是投料比例不正确、工艺条件紊乱，它是由硝酸浓度过高引起的。这时硝化反应激烈，硝化机内反应不充分的反应物被提升到分离器内继续反应，而分离器内既无冷却蛇管，又无搅拌装置，容易造成硝化物局部过热而分解、着火。经调查，这次事故之前就有这种现象。事故当日白班生产已发现Ш -6+、III-7+机硝酸阀泄漏，2班于16：30接班后，由仪表工于17：00进行了修理，但已漏入硝化系统中的硝酸使反应液硝酸浓度过高，Ш-2+ 机内硝酸含量达7.09%，比工艺规定的1%~3.5%高2～3倍，这就导致工艺条件紊乱，局部高温分解，最终可能引起硝化物着火、爆炸。