在世界范圍內無數次的火災、爆炸、中毒案例說明，工業過程特別是化工、石油化工過程火災爆炸事故理論與工程以及分析鑒定技術的研究與應用是我國經濟建設、社會發展乃至世界范圍內亟待解決的大課題。圍繞經濟建設中出現的工業裝置的大型化、自動化、規模化、高能量儲備的特點，當代事故災害性、突發性、社會性的現實，對經濟建設中50余套危險性極大、最具普遍性和技術密集性的典型化工和石油化工裝置和生產過程，進行充分、系統的論證和分析，在已經創立的化學化工安全工程理論體系的基礎上，選擇和剖析國內外幾百起典型火災、爆炸事故案例為模型化、模式化研究剖析的對象，進行理論穿透、工程技術分析，提煉和創建化學化工火災、爆炸災害事故理論。結合我國經濟建設安全生產領域迫切需要解決的疑難課題，創建我國化學化工過程火災、爆炸災害事故模式與分析鑒定技術體系及應用系統。

　　一．工業過程火災、爆炸災害事故模式的基礎理論

　　圍繞經濟建設尤其是化工、石油化工過程威脅極大的火災、爆炸、毒氣泄漏擴散事故的難題等一系列安全生產課題，對火災、爆炸過程的知識結構、實驗體系以及科研選題進行了充分、系統的論證和設計。以化學化工安全工程為基礎，以研究事故原點、危險要素、危險結構與狀態及其轉化為事故的過程和機理為主要內容，以宏觀過程的正常平衡、平穩、協調為目的，研究過程的平衡條件、平穩因素、過程控制、邊界條件、臨界狀態等一系列技術理論問題。相繼創建了安全設計、過程與工藝安全工程、過程爆炸與分析技術、過程安全原理等安全工程事故分析技術的理論體系。及時總結國內外不斷出現的典型事故案例，不斷補充和提煉經濟建設安全生產領域迫切需要解決的事故理論、事故模式與分析控制技術。結合科研課題、生產實際，以案例研究為核心進行理論穿透、技術分析、應用計算機技術進行模擬。其中案例研究體系包括：化工裝置爆炸模式、火災模式、泄漏擴散模式以及相應的技術分析體系，建立火災爆炸事故的分析、鑒定及控制研究實驗體系。

　　工業過程最重要的危險是火災爆炸事故災害，而熱量是爆炸能量的源泉。熱的反應、熱的發生和積累，過程熱的傳遞和變換，熱的流動和轉移，無不和爆炸相關。運用化工熱力學、工程熱力學、反應工程理論、反應動力學、催化理論以及爆炸突變理論等，研究熱平衡，熱積累，熱突變，過程爆炸，臨界條件和規律，以及各臨界點之間的關系。過程裝置的工藝結構決定了裝置系統的危險特征，對裝置結構中的傳質單元、機械分離單元、傳熱單元、輸送單元等過程的物料平衡、熱量平衡、能量平衡、動量平衡等條件進行分析，研究過程動態變量對平衡與穩定條件的影響以及反應變化過程危險要素的動態特性和轉化機理、邊界狀態變量，極限控制參數，對過程氧化熱、燃燒熱、自催化熱、分解熱、聚合熱以及各種物理熱的產生、傳遞、轉移、積累等進行研究。

　　二．在解剖典型裝置、典型事故的基礎上建立災害事故模式

　　為了建立系統實用的火災爆炸以及介質泄漏擴散模式，在研究過程中，主要選擇的典型過程及典型裝置考慮如下原則：
　　1）有極高經濟社會價值和技術密集性、危險性的重點核心過程及裝置；
　　2）危險性特別大而且已經出現或多次出現過特別重大事故的生產過程及裝置；
　　3）事故過程機理復雜影響因素又多變，科學性和理論性很強的生產過程及裝置；
　　4）一旦發生事故具有災害性、社會性、能量集中，破壞性大，可能波及系統及社會，
　　5）事故涉及的理論和技術工程問題對我國各類生產裝置和研究裝置，尤其對于化學工業和石化工業發展具有普遍意義和指導意義。

　　選擇的典型過程與典型裝置共有50余個，揭示事故奧秘，探索事故規律，其中主要有：
　　氧化過程、過氧化過程、環氧化過程；熱裂化、催化裂化、加氫裂化過程；高壓加氫及還原過程；芳烴硝化及加工系列；食鹽電解、水電解及氯加工系列；乙烯氧化、環乙烯氧化、丙烯氨氧化、芳烴抽提、催化重整、催化加氫、乙烯聚合、氯乙烯聚合、丁二烯聚合；煤制氣、輕油制氣、重油制氣及凈化處理系統；氣體液化及深冷分離（液氮、液氧、液氫）系統；液態烴及液化烴類貯運系統；氨合成及氨加工系統；乙炔發生及加工系統；工業反應爐、加熱爐運行系統。

　　經過對以上裝置的典型分析與解剖，建立以下災害事故模式，理論模型、控制模型與鑒定模型。
　　1）物系分類模式分為：裝置外可燃氣體—空氣（O2）混合系爆炸；裝置內可燃氣體—助燃氣體混合系爆炸；壓縮氣體過壓爆炸；反應系熱平衡破壞爆炸；物質或物系熱分解爆炸；壓力平衡破壞爆炸；液化氣體，過熱液體爆炸；凝聚相、相態轉化爆炸；懸浮狀粉塵爆炸；液體噴霧爆炸；相忌物混合系爆炸；蒸汽或氣云擴散爆炸；局限化快速燃燒爆炸；液態烴熱波爆炸，油層薄膜爆炸。

　　2）按機理分類模式分為：燃燒熱爆炸；氧化熱爆炸；分解熱爆炸；聚合熱爆炸；自催化熱爆炸；氣液相平衡破壞爆炸；外熱氣化爆炸；裝置功能失效爆炸；能量蓄積爆炸；超臨界狀態爆炸；能量非定常流向爆炸（能量意外釋放事故）；不穩定物（系）突變爆炸。
　　裝置外混合系爆炸
　　因為各種技術原因及操作原因裝置泄漏，可燃性介質在裝置外引起的一種爆炸或火災事故。
　　1）裝置質量因素泄漏A材料錯誤，品質不符；B強度不足；C加工焊接組裝缺陷；D裂讎擴展；E結構缺陷；F密封失效。
　　2）裝置工藝因素泄漏A高流速介質沖擊磨損；B反復應力作用；C腐蝕破壞；D蠕變失效；E冷脆斷裂；F結焦原因；G結垢；H老化變質；I內壓超高。
　　3）外力因素破壞A外力飛行物打擊；B運載過程傾倒；C施工破壞；D強力拉斷；E基礎下沉或傾斜；F支撐變化；G過猛操作；H地震破壞；I設備誤敞開。
　　裝置內混合系爆炸
　　1）空氣進入裝置A負壓；B密封失效；C隔斷閥打開；D空氣壓送。
　　2）配氣錯誤A氣源錯誤；B計算設計錯誤；C操作失誤；壓差破壞。
　　3）新生爆炸系A新生氣體；B新生爆炸危險物；C新生過氧化物；D雜質積累。
　　4）可燃氣錯流A點燃失控；B燃燒中斷；C隔斷失效；D壓差失效；E氣體倒流。
　　壓力平衡破壞
　　1）高壓串入低壓系統A隔斷失效；B逆止未裝或失效；C壓差變化；D負壓；E液封失效。
　　2）憋壓A系統阻力；B排空系統失效；C呼吸閥失效；D液封或物阻；E出口閥關閉。
　　3）倒流A氣源中斷或故障；B高壓串入；C逆止閥失效；D液封或物阻；E出口閥關閉；F隔膜擊穿。
　　4）負壓A錯接真空；B真空過大；C系統降溫；D呼吸閥失效；E冷液浸入；F液位降低。
　　過壓爆炸
　　A高壓串入；B壓縮氣體源增壓；C異常反應；D外殼失效；E熱膨脹；F真空失效。
　　熱平衡破壞
　　1）反應物料配比失控：A超濃度；B配比錯誤；C配制錯誤。2）初始反應溫度低：A忘開攪拌；B忘開加熱系統；C熱載體問題。3）反應物積聚過量：A計量錯誤；B加料過快；C混配不均；D忘開攪拌。4）溫升過快：A熱源過猛；B降溫系統失效；C反應物系影響；D催化劑活性高；E引發劑過量；F局部熱積累。5）催化劑影響：A催化劑活性高；B數量超；C粒徑、規格不符合要求；D活化過程失效。6）熱敏感物、副產物：A熱分解；B原料雜質影響；C殘留物積累；D處理介質選擇不當；E精制或分離工藝不符合要求。7）過反應物：A溫度或壓力失控；B反應周期過長；C雜質或催化劑影響；D存放條件有誤。8）測量控制系統有誤：A計量錯誤；B測量失控或錯誤；C判斷失誤；D調節系統失控；9）異常反應：A暴聚；B起泡反應；C加熱介質選擇不當，參加反應。

　　裝置內壓突變

　　1）反應平衡條件破壞；2）產生新的危險物（系）；3）超過臨界值；4）控制失效；5）熱分解；6）相忌物反應；7）熱積累；8）副反應；9）過反應；10）相變；11）液體蒸發氣化；12）液體或固體快速燃燒；13）混合系引燃爆炸；14）固體殘渣熱分解；15）溶解氣釋放；16）熱敏物積聚變化；17）高壓串入；18）排空泄壓系統及平衡系統失效；19）液滿受熱膨脹。
　　液化氣體、過熱液體蒸氣爆炸
　　1）外殼破裂氣液平衡破壞液態介質氣化閃蒸。A設計強度不足；B材質缺陷；C焊接加工缺陷；D結構缺陷；E附件不符合要求；2）過熱液體減壓閃蒸；3）超過臨界溫度液體氣化；4）低沸點流體進入高溫系統；5）高溫熱載體夾帶低沸點液體；6）反應熱液相快速氣化。A倒灌進反應物；B混進反應物；C混裝；D沉淀或積累危險物；7）滿罐脹裂液態迅速氣化。A充裝滿罐溫升；B低溫充裝、高溫液滿脹裂；C殘液不除超裝；8）外熱影響溫度超高：A裝置內固定熱源；B裝置外熱源。

　　裝置失效泄漏燃燒、爆炸

　　1)本體材料泄漏：A材質缺陷；B局部應力；C反復載荷；D蠕變外力；E應力腐蝕；F殘余應力；G裂紋擴展；H異常溫度；I異常外力；J腐蝕穿孔。2)法蘭泄漏：A平行度不良，加工缺陷；B緊固缺陷；C熱變形；D腐蝕；E材質不符；F錯裝備；G熱應力；H疲勞；I外力；J強度影響。3)焊縫：A焊條選擇不當；B焊接電流影響；C加工坡口不良；D雜質異物影響；E施焊方法不當；F材質問題；G殘余應力；H裂紋；I熱影響；J振動。4)襯墊：A材質不良；B殘余應力；C縮孔；D位移；E硬度影響；F機械強度；G使用錯誤；H疲勞；I內壓增大；J振動；K熱應力；L反復荷重；M安裝質量；N腐蝕。5)螺栓：A材質影響；B應力影響；C溫差影響；D安裝質量；E選型不當；F內壓作用；G振動；

　　凝聚相燃燒爆炸
　　1）罐內液體快速燃燒；2）油面燃燒熱波突沸爆炸；3）裝置內物系熱分解；4）裝置內殘渣或殘留物受熱分解；5）溶解氣體釋放被點燃；6）裝置保溫材料局限化燃燒；7）結晶體積垢物局部過熱燃燒。
　　物質（系）熱分解爆炸
　　1）單一氣體分解爆炸；2）爆炸物受熱分解爆炸；3）有機過氧化物熱分解爆炸；4）無機過氧物分解爆炸；5）熱敏感物熱分解爆炸；6）有機物熱分解爆炸；7）高分子物熱分解爆炸；8）結晶體釜殘物熱分解爆炸。
　　混合危險系爆炸
　　1）氧化劑與還原劑強反應爆炸；2）遇水燃燒爆炸；3）遇水發熱燃燒；4）混合發熱燃燒爆炸。
　　噴霧爆炸
　　1）可燃液體高速泄漏擴散燃燒；2）裝置排空擴散燃燒；3）可燃液體噴射擴散燃燒；4）氣體凝縮預混系爆炸；5）可燃液體飛散沉降凝聚預混系爆炸；6）高壓油路系統泄漏擴散爆炸；7）噴井引燃；8）壓縮氣體夾帶油霧擴散燃燒。

　　粉塵爆炸
　　1）懸浮粉塵被點燃；2）高速風送粉塵爆炸；3）堆積粉塵燃燒引爆；4）粉塵捕集系統爆炸。

　　三．災害事故模式的工程應用

　　通過過程模擬與理論分析，對重大災害事故的典型過程的危險要素分布、特性、狀態、轉化條件及影響因素等進行分析和鑒別，對國內外具有普遍意義、典型意義的災害案例進行剖析與解釋，提取爆炸災害基礎理論體系和工程技術體系。事故有其本身的規律。任何事故的出現都有自己的技術原因，任何危險的存在都有自己的技術狀態，都有自己的物系結構和危險要素，要素在同一空間或相關空間的配置便構成了危險存在的條件及狀態，研究這些危險要素存在的條件、狀態、轉化、變換以及能量流動的方向就可以掌握事故原點轉化成事故的規律。在事故理論與工程技術控制和分析鑒定系統研究的基礎上，積極參與國家經濟建設安全生產與安全工程事業，主持和參加國內、省內40余起重大爆炸、火災事故專家技術鑒定和論證工作，其中有國內影響很大的南京煉油廠1993年“10.21”萬噸油罐重大爆炸火災事故、1996年河北遷安化肥廠ф1400mm尿素合成塔爆炸事故以及陜西興化集團公司98年“1.6”硝銨裝置特大爆炸事故的技術鑒定以及2000年“6.30”滬寧高速公路超大型液化氣罐車翻車事故緊急處理等，運用創立的事故模式與分析鑒定預防控制技術體系，可以快速、科學、準確地對火災、爆炸事故進行分析、鑒定和結論，有效地制定相應措施，提高裝置的反事故能力和安全運行水平，為我國工業企業，特別是化工、石油化工企業的安全生產、事故技術分析和預防控制技術提供理論根據和科學方法。