北京理工大學爆炸與安全科學國家重點實驗室

　　編者按：北京理工大學爆炸與安全科學國家重點試驗室，利用計算機模擬技術，根據爆炸現場情況，對乙烯、石腦油云團的形成和云團爆炸過程數值模擬，把計算機模擬結果同現場情況進行比較，認為“6·27”事故是石腦油A罐溢出的石腦油首先爆炸引起的。這個分析報告同北京東方化工廠“6·27”事故調查專家組的事故技術原因分析報告是一致的。

　　1 前言

　　1997年6月27日北京東方化工廠油品罐區發生特大爆炸事故，造成了重大人員傷亡和財產損失。受國家經貿委安全生產局的委托，北京理工大學爆炸與安全科學國家重點實驗室根據有關單位提供的爆炸現場情況，對此次爆炸事故進行了計算機模擬分析，目的是為全面正確地分析爆炸事故的發生原因提供技術依據。

　　2 爆炸情況基本分析

　　圖1是北京東方化工廠發生爆炸的油品罐區布置平面示意圖（見本網《北京東方化工廠“6·27”事故的技術原因分析報告》圖1）。在工廠油品罐區內，分布有25個球形罐和小柱形罐，6個大浮頂柱形罐，部分建筑和圍墻等。根據爆炸現場情況觀察，當時在工廠油品罐區，發生了兩處爆炸。一處是圖1中TK9561區（乙烯區）中，乙烯B罐（球形罐）發生了爆炸。另一處是V0102區（石腦油區）中，石腦油A罐（柱形罐）周圍空間發生爆炸和幾乎同時發生的油泵房內部爆炸。根據爆炸現場附近地震臺站當時的記錄結果，第一次爆炸為21時26分38秒，第二次為21時40分57秒，兩次爆炸間隔大約為14分21秒。

　　由于存在兩處爆炸現象，因此，正確判斷兩處爆炸發生的先后順序是找到爆炸發生原因的關鍵環節。

　　2.1乙烯B罐爆炸現場主要特征

　　乙烯B罐爆炸殘骸分析結論表明：乙烯B罐全部爆飛，其爆炸能量很大。B罐在爆炸前已被火燒灼。B罐被火燒灼后內壓增高，局部區域罐壁材料強度下降，產生罐體裂紋，隨后引起爆沸。

　　2.2 石腦油A罐爆炸現場主要特征

　　石腦油A、B罐外面有被下部火焰燒烤的明顯跡象，且該罐附近地面大范圍的碎石被燒變色。表明該罐附近地面上曾經積有油品，并有較長時間的燃燒和較猛烈的火焰。該罐體圍堤是由混泥土澆注而成，有一處明顯傾斜。表明圍堤內曾經發生可燃混合氣體的爆燃。另外，通向石腦油A罐兩道氣動閥門呈開啟狀態。

　　2.3 其它部分爆炸現場情況

　　油品罐區內的油泵房被完全破壞，墻體內外倒塌，表明油泵房發生了內爆現象。

　　2.4 人員傷亡情況

　　當時有爆炸現場共有41人，其中有9人死亡（死在現場4人及送到醫院后死5人）。死亡者被發現的位置在圖1中由三角符標出，并附有死者姓名和編號。

　　2.5 爆炸事故發前主要罐區的工況

　　各罐的液位、溫度、壓力等每2小時記錄一次，詳見當日生產操作記錄，此處只列出乙烯B罐和石腦油A罐的工況。

　　1） 乙烯B罐工況

　　18時：液位8.23m，液體體積占罐內總容積的73%，罐內溫度30℃，罐內氣體壓力2.0MPa。

　　20時：液位7.30m，液體體積占罐內總容積的65%，罐內溫度30℃時，罐內氣體壓力2.0Mpa。

　　該廠中心控制室計算機自動記錄的乙烯罐壓力變化圖顯示：21點26分前壓力平穩，26分左右壓力突然降至零（與地震臺記錄的第一次爆炸時間吻合）。

　　2） 石腦油A罐的工況（12時至20時記錄相同）

　　液位13.725m，液體體積占罐內總容積的99.64%（上限報警13.775m）油溫19℃，發生事故時正在往該罐里裝油（兩道閥門都開啟）。

　　3） 當班操作記錄顯示20時30分開始從鐵路槽車卸油，21時左右現場人員聞到氣味。聞到氣味時間距第一次爆炸大約為20-25分鐘。

　　2.6 事故關鍵過程分析

　　對現場情況的初步分析表明，存在乙烯B罐周圍首先發生爆炸或石腦油A罐周圍首先發生爆炸的兩種可能。

　　如果是乙烯B罐周圍首先發生爆炸，其原因可能是乙烯B罐附近的乙烯管道發生了泄露，匯露后的乙烯在空氣中擴散，與空氣混合形成乙烯云團。乙烯云團在某種刺激的作用下發生爆炸。

　　如果是石腦油A罐周圍首先發生爆炸，其原因可能是由于工作人員在輸油時，進行了誤操作，把應該輸入其它油罐的油料錯誤地輸入了石腦油A罐。由于石腦油A罐是浮頂罐，當時在石腦油A罐中，液位為13.725m、石腦油體積占罐內總容積的99.64%，已基本裝滿了油料，繼續錯誤地輸入油料，將使石腦油從石腦油A罐頂部溢出，并沿著罐的側壁流下，流到圍堤內。在這個過程中，石腦油會向空氣中揮發，在一定時間后，會形成石腦油和空氣的混合云團，混合云團在某種刺激作用下發生爆炸。

　　油泵房內部發生爆炸，可能是乙烯或石腦油云團的氣體擴散到油泵房內，在乙烯云團或石腦油云團爆炸后，隨即油泵房內的乙烯或石腦油與空氣的混合氣體發生了爆炸。

　　有證據顯示，在爆炸事故發生前27分鐘，現場有一個危險氣體探測器發生過報警。另外，21時左右現場人員聞到異常氣體氣味。距第一次爆炸大約為20—25分鐘。因此，可以認為無論是乙烯泄漏到爆炸，還是石腦油溢出爆炸，其間的時間，大約為27分鐘。

　　3 爆炸過程的計算機模擬分析

　　本報告主要是利用計算機模擬技術，對乙烯、石腦油云團的形成和云團爆炸過程進行數值模擬。把計算結果同現場情況進行比較，從而判斷出那一種過程符合實際發生的情況。根據事故發生關鍵過程的初步分析結果，主要針對乙烯-空氣云團形成、乙烯-空氣云團爆炸、石腦油-空氣云團形成、石腦油-空氣云團爆炸等主要過程進行計算機模擬分析。

　　3.1 乙烯-空氣云團和石腦油-空氣云團形成過程模擬

　　3.1.1 油庫罐區流場模型

　　利用流體力學理論建立油庫罐區三維流場模型，應用美國FLUENT公司的流體力學分析軟件Fluent5.3進行流場模擬分析。流場模型范圍東起V0102區的東面圍墻，西至綜合樓的西面圍墻。北起V0110區的北面圍墻（編者注：原文可能有誤。實際大概是V0101

　　區北面靠近東門的北面圍墻），南至油庫東門位置，包括了油庫罐區的大部分范圍（見圖1），流場的高度為60m 。模型中考慮了油庫罐區內的綜合樓、油泵房、所有的油罐和主要的圍墻。其中綜合樓、油泵房被簡化為與實際尺寸等效的長方體，球形和柱形油罐被取為實際形狀和尺寸。圖2是流場模型的初始網絡圖（編者注：本文中圖2——107所版面巨大，本文編輯時只列出圖號，圖略去，下同）。

　　流場的計算采用了求解三維、不可壓Navier-stokes方程的方法，湍流模型采用了標準的k-ε模型方程，同時，采用了組分擴散方程。

　　（1） 控制方程

　　（2） 計算方法

　　采用了單步的segregated solver算法。該方法首先求解動量方程，然后在用壓力修正的方法求解質量守恒方程，再求解湍流方程和組分方程等。

　　計算中，周圍大氣條件設為標準大氣，過程時間設為27分鐘。

　　根據北京市通縣氣象臺提供的當時通縣地區的氣象資料，21時至21時30分，平均風速為1m/s左右，是東南風。實際上在油庫罐區內，風速和風向會處于一定的不定場狀態，現場實際的風場情況已難以準確的確定。由于風場對空氣云團的位置和范圍有一定的影響，因此，在流場模型中，選取了兩種風場條件，一種是風速為1m/s的東南風，另一種是風速為1m/s的偏南10度風。圖3是第一種風場條件下的風壓分布圖。

　　3.1.2 乙烯-空氣云團形成過程模擬

　　已有的分析結果表明，乙烯B罐的罐體本身并沒有發生泄漏現象。如果乙烯發生泄漏，很可能是乙烯B罐附近的乙烯管道出現裂縫泄漏出乙烯。由于沒有可靠的依據確定裂縫的尺寸，因此，對兩種管道裂縫情況進行了計算，一種是假設裂縫面積為乙烯管道（直徑101.6mm）截面積的十分之一，另一種假設乙烯管道全部斷裂的情況。

　　（1） 裂縫面積為乙烯管道截面積的十分之一

　　圖4（a-d）是數值模擬在風速為1m/s的東南風下，乙烯—空氣混合云團不同邊緣濃度下的形狀和大小。在邊緣濃度為2.7%（乙烯爆炸極限濃度下限）時，乙浠—空氣云團形狀為橢球型。同乙烯罐的尺寸相比，乙烯—空氣云團在不大（可等效為長8m，寬6m，高6m的立方體），并在乙烯A罐的附近。泄漏的乙烯平均流量為1.3052kg/s。

　　由于乙烯—空氣云團范圍有限，并在乙烯A罐的附近，風場的風向對乙烯—空氣云團沒有實質性的影響。因此，本報告沒有進行其它風向下的乙烯-空氣云團形成過程模擬。

　　（2） 乙烯管道全部斷裂

　　圖4（e）是在1m/s的東南風下，乙烯管道全部斷裂時，乙烯-空氣混合云團在邊緣濃度為2.7%時的形狀和大小。云團為扁長的橢球形，其范圍已覆蓋了油泵房的一部分。泄漏的乙烯平均流量為13.054kg/s。

　　3.1.3 石腦油—空氣云團形成過程的模擬

　　石腦油從柱形浮頂罐溢出后，在空氣中揮發，擴散，形成石腦油—空氣混合云團。因此，主要對石腦油揮發和擴散過程進行數值模擬。在模擬計算時，需要石腦油在當時溫度條件下的揮發速率。由于沒有現有的石腦油揮發速率數據，因此，采用了實驗方法確定的石腦油的揮發速率，其值大約為每分鐘2.64mg/cm2。

　　圖5(a-d)是在1m/s風速的東南風下，在不同邊緣濃度下，數值模擬的石腦油—空氣混合云團的形狀和大小。在邊緣濃度為1.2%（石腦油爆炸極限濃度的下限）時，如圖（d）所示，石腦油—空氣云團高大約20m，其形狀近似梯形體，其長約280m，最寬處約150m，高約20m。云團范圍已到達東南方向的油庫東門位置和接近油泵房的邊緣。

　　圖6（a-d）是數值模擬的在1m/s風速偏南10度風下，乙烯-空氣混合云團不同邊緣逍度下和形狀的大小。在邊緣濃度為1.2%時，如圖6（d）所示，石腦油—空氣混合云團高大約20m，其形狀近似為長約280m，寬約200m，高約20m的長方體，同在東南風下相比，其范圍到達東南方向的油腔庫東門位置，并覆蓋了油泵房的一部分。

　　3.2 乙烯—空氣云團和石腦油—空氣云團的爆轟參數

　　兩種爆炸去團的爆轟參數包括：不同濃度下云團混合氣體爆炸的爆轟壓力、爆轟速度、爆轟溫度、體積膨脹比、絕熱指數、混合氣體的初始密度等。這些參數是云團爆炸模擬中需要的基本參數。本報告采用中國工程物理研究院開發的fortran VLW 程序，計算乙烯—空氣云團的基本爆轟參數。由于實際中的氣云團內濃度分布不均勻，呈現一定的濃度梯度分布，而目前氣相爆轟模擬計算中，只能計算均勻濃度下云團爆轟過程。根據乙烯—空氣云團和石腦油—空氣云團形成過程的模擬分析結果，本報告主要模擬計算了3.5%和5%濃度下，云團爆轟過程。表1是乙烯一空氣云團和石腦油—空氣云團在3.5%和5%濃度下的主要爆轟參數。

　　表1 乙烯-空氣云團和石腦油-空氣云團的爆轟參數

　　3.3 云團爆炸模型，測點分布及-傷亡判據

　　本報告采用AutoreaGas軟件模擬乙烯—空氣云團和石腦油—空氣云團爆炸過程。AutoReaGas軟件由美國Gentury Dy-namics公司和荷蘭TNO公司于1997年聯合開發完成，用于分析氣體爆轟現象的數值模擬軟件。AutoReaGas可以用來模擬計算可燃性氣體混合物燃燒、爆炸與沖擊效應等，適用于爆炸危險性辨識與安全評估，安全防護距離的測定，工房的了優規劃設計，沖擊墻與安全庇護設計，物體沖擊波加載的測定和沖擊破壞等方面。

　　3.3.1 爆炸場模型建立

　　根據油庫罐區的分布情況，建立爆炸場模型。其范圍與流場模型基本一致。包括綜合樓、油泵房、所有的油罐和主要的圍墻。其中綜合樓、油泵房被簡化為實際尺寸相同的長方體，球形油罐被設為等效尺寸的圓柱形狀。如圖7所示的是爆炸場模型的幾何平面圖。

　　對于爆轟波可以用質量、動量、能量守恒方程和反應速率方程來描述，其中

　　對上述數學模型，進行離散化處理，利用AutoReaGas軟件可以計算爆炸場中各點和各時刻的爆轟參數系數。

　　3.3.2 測點布置

　　在模擬計算中，主要在現場人員傷亡位置和部分毀傷點上設置測點，記錄氣云團爆炸中，測點位置超壓和溫度隨時間的變化過程，從而為判斷人員的傷亡情況和設備毀壞情況提供依據。

　　圖8是計算機的測點布置圖。1—9號測上為分別為9位死亡人員被發現位置，15號測點為乙烯B罐附近位置，16號測點綜合樓東面位置。

　　3.3.3 人員傷亡判據

　　表2是爆炸波超壓對人體傷害準則。根據表2中的數據，可以判斷爆炸波超壓對人體的傷害程度。

　　表2 爆炸波超壓對人體傷害準則

　　3.4 裂縫面積為乙烯管道截面積十分之一時，乙烯—空氣云團爆炸模擬

　　乙烯—空氣云團形成過程模擬結果表明，乙烯—空氣云團形狀為橢球形。同乙烯罐的尺寸相比，乙烯—空氣云團并不大，并在乙烯B罐的附近。由于計算中，乙烯管道裂縫開口朝東南方向，在東南風的作用下，乙烯—空氣云團在乙烯罐東南面。在爆炸模擬計算中，把橢球形云團近似簡化為長8m，寬6m的立方體。模擬乙烯—空氣云團在3.5%和5%的平均濃度下的爆炸過程。另外，由于乙烯管道裂縫開口朝向可能不一定朝向東南方向，為了能比較全面的分析問題，本報告對比乙烯—空氣云團在乙烯B罐西北面時的爆炸過程進行了模擬。

　　氣云團爆炸數值模擬結果主要有不同時刻爆炸場空間的壓力分布，各個測點的壓力和溫度隨時間的變化情況等。考慮到篇幅有限，本報告中只列舉了部分與原因分析有關的結果。

　　3.4.1 3.5%乙烯—空氣云團爆炸模擬

　　（1）3.5%乙烯—空氣云團在乙烯B罐東南面爆炸模擬結果

　　圖9（a-d）是乙烯B罐東南面的3.5%乙烯—空氣云團爆炸時，不同時刻下爆炸場的壓力分布圖。從圖中可以看到，乙烯—空氣云團爆炸后，超壓區的影響范圍不大。隨著時間的推移，超壓區向東南方向擴展。

　　圖10（a）、（b）-圖18（a）、（b） 分別是1—9測點的壓力時間曲線和溫度時間曲線。從曲線圖中，可以看到，在乙烯—空氣云團爆炸過程中，1，2，3，6號測點位置的最大超壓大約為400—600pa，最高溫度大約為288k，屬正常環境溫度，4—9號測點的最大超壓和最高溫見表3。

　　表3 3.5%乙烯-空氣云團爆炸超壓和溫度

　　上述測點的最大超壓遠小于表2對人能造成輕微挫傷的19620pa超壓下限，因此，在這種爆炸情況下，對在這些測點位置的人員不會有任何的傷害。

　　圖19（a）、(b)是16號測點的壓力時間曲線和溫度時間曲線。最大超壓大約為60Pa，溫度為288K。在這一位置基本上不會受到爆炸的影響。

　　以上測點的數據表明，如果乙烯—空氣云團在乙烯罐東南面首先發生爆炸，在現場死亡的9人中，都不會受到任何傷害，在發生第二次大爆炸前，他們都可有逃生的可能。而事實上，他們都未幸免遇難。因此，本報告認為，3.5%乙烯—空氣云團在乙烯罐東南面首先發現爆炸的情況沒有發生。

　　（2）3.5%乙烯—空氣云團爆炸時，不同時刻下爆炸場的壓力分布圖。從圖中可以看出。乙烯—空氣云團爆炸后，超壓區的影響范圍不大。隨著時間的推移，超壓區向南擴展。

　　圖21（a）、（b）-圖29（a）、(b)分別是1—9號測點的壓力時間曲線和溫度時間曲線。所有測點的最大超壓都小于300Pa，遠小于表2中對人能造成輕微挫傷的19620Pa超壓下限，爆炸對在這些測點位置的人員不會有任何的傷害。圖30(a)、(b)是16號測點的壓力時間曲線和溫度時間曲線。最大超壓大約為200Pa，溫度為288K，這一位置基本上也不會受到爆炸的影響。因此，3.5%乙烯—空氣云團在乙烯A罐西北面首先發生爆炸的情況也不可能發生。

　　3.4.2 5%乙烯—空氣云團爆炸模擬

　　（1） 5%乙烯—空氣云團在乙烯罐東南面爆炸模擬結果

　　圖31（a-d）是乙烯罐東南面的5%乙烯—空氣云團爆炸時，不同時刻下爆炸場的壓力分布圖。同3.5%乙烯—空氣云團爆炸結果相似，5%乙烯—空氣云團爆炸后，

　　超壓區的影響范圍不大。隨著時間的推移，超壓區向東南方向擴展。

　　圖32 （a）、（b）-圖41（a）、（b）分別是1—9號測點和16號測點的壓力時間曲張和溫度時間曲線。7和8號測點的超壓相對較高，最大超壓大約為4000—6000Pa，最高溫度大約為290K，其它測點的最大超壓都低于1000Pa，最高溫度大約為288K。所有測點的最大超壓都遠低于微挫傷的19620Pa超壓下限，因此，這種爆炸情況也不可能發生。

　　（2） 5%乙烯—空氣云團在乙烯罐西北面爆炸模擬結果

　　圖42（a—d）是乙烯罐西北面的5%乙烯一空氣云團爆炸時，不同時刻下爆炸場的壓力分布圖。超壓區的影響范圍不大，隨著時間的推移，超壓區向南擴展。

　　圖43（a）、（b）—圖52（a）、（b）分別是1—9號測點和16號測點的壓力時間曲線和溫度時間曲線。所有測點的最大超壓都小于320 pa，最高溫度大約為288K，因此，5%乙烯—空氣云團在乙烯B罐西北首先發生爆炸的情況也不可能發生。

　　3.5 乙烯管全部斷裂時，5%乙烯—空氣云團爆炸模擬結果

　　圖53（a—d）乙烯管全部斷裂時，5%乙烯一空氣云團爆炸時，不同時刻下爆炸場的壓力分布圖。爆炸時，在乙烯B罐東南面的超壓區，隨著時間的推移，繼續向東南方向移動。

　　圖54—圖63分別是1—9號測點和16號測點的壓力時間曲線。

　　1，2，3，4，5，7，8，9號測點的超壓分別大約為81kpa，400kpa，520kpa、1300kpa，140kpa、1200kpa，1000kpa、160kpa。這些測點的超壓已大大超過了表2中可能性能造成大部分死亡的98.1kpa的超壓強度，在這些測點位置上的人員都會死亡。在以上這些測點上，基本符合現場情況。但6號測點的超壓大約為25kpa，在此處的人員只能受到輕微挫傷，而實際情況是人員已傷亡。16號測點的大約壓力為170kpa ，在此測點位置上的人員也會死亡，而實際情況是人員沒有受到任何傷害。因此，乙烯管全部斷裂時，乙烯—空氣云團首先爆炸的情況不可能發生。

　　3.6 石腦油—空氣云團爆炸模擬

　　石腦油—空氣云團形成過程模擬結果表明，在爆炸極限濃度下，石腦油—空氣云團擴散到了很大的范圍。在東南風下石腦油—空氣云團形狀近似梯形體，在偏南10℃風下石腦油—空氣云團形狀近似長方體。在爆炸模擬計算，石腦油—空氣云團被簡化為等效長方體。在東南風下，等效長方體尺寸取為長280m，寬150m，高20m。在偏南10℃風下，等效長方體尺寸取為長280m，寬200m，高20m。

　　3.6.1 3.5%石腦油—空氣云團爆炸模擬

　　（1） 在東南風下3.5%石腦油—空氣云團爆炸模擬結果

　　圖64(a-b)是在東南風下石腦油—空氣云團爆炸時，不同時刻下爆炸場的壓力分布圖。從圖中可以看出，石腦油—空氣云團爆炸后，在云團內迅速形成壓力幅值較高的超壓區，由于石腦油—空氣云團本身的范圍很大，超壓區的范圍也很大。由于爆炸沖擊波的傳播作用，沖擊波在油庫區西南的兩排球形罐上反射后，在每個球形罐的附近形成了新的超壓區，隨著時間的推移，新的超壓區向南擴展。

　　圖56（a）、（b）-圖73（a）、（b）分別是1—9號測點的壓力時間曲線和溫度時間曲線。在石腦油—空氣云團爆炸中，各號測點位置的最大超壓和最高溫度見表4。

　　表4 3.5石腦油-空氣云團爆炸超壓和溫度

　　上述測點的超壓已大大超過了表2中可能造成大部死亡的98.1kpa的超壓強度，在這些測點位置上的人員都會死亡。6號測點的最大超壓大約48kpa，最高溫度大約為350K。其超壓值屬于中等損傷（聽覺器官損傷，內臟輕度出血，骨折）的范圍，但已接近嚴重傷害（內臟嚴重挫傷，可引起死亡）的下限值49.05kpa。考慮計算和實際情況存在一定的誤差，6號測點位置人可能是重傷，也有死亡的可能。

　　15號測點位置在乙烯B罐的表面附近，圖74（a）、(b)是它的壓力時間曲線和溫度時間曲線。乙烯B罐表面附近的最大超壓大約為1400kpa，最高溫度大約為2300K。在這樣動態高壓力作用下，有可能造成乙烯B罐附近的管道破壞，引起乙烯泄漏，造成進一步的爆炸。

　　以上結果表明，如果石腦油—空氣云團首先發生爆炸，在現場死亡的9人中，只有6號測點位置人可能會是重傷，其它人都沒有逃身的可能。乙烯B罐表面附近的最大超壓，有可能造成乙烯B罐附近管道破壞，引起進一步的爆炸。因此，在東南風下石腦油—空氣云團首先發生爆炸的情況，與實際現場情況基本符合。

　　（2） 偏南100風下3.5%石腦油—空氣云團爆炸模擬結果

　　圖75（a-b）是在偏南100風下石腦油—空氣云團爆炸時，不同時刻下爆炸場的壓力分布圖。在偏南10度風下，石腦油—空氣云團爆炸過程與東南風下的爆炸過程基本相似。在南10度風向下石腦油—空氣云團覆蓋范圍更大，已覆蓋油泵房一部分。云團爆炸后后，在云團內迅速形成壓力幅值較高的超壓區，沖擊波在油庫區西面的兩排球形罐上反射后，在每個球形罐的附近形成了新的超壓區，隨著時間的推移，新的超壓區向南擴展。

　　圖76（a）、(b)-圖84（a）、(b)分別是1—9號測點的壓力時間曲線和溫度時間曲線。1，2，3，4，9號測點位置的最大超壓大約為1400kpa，最高溫度大約為2500；5號測點位置的最大超壓大約為1800kpa，最高溫度大約為2700K；7號測點位置的最大超壓大約為800kpa，最高溫度大約為2400K；8號測點位置的最大超壓大約為1200kpa，最高溫度大約為2400K。這些測點的超壓已大大超過了表2中可能造成大部分死亡的98.1kpa的超壓強度，在這些測點位置上的人員都會死亡。

　　6號測點位置的最大超壓大約為52kpa，最高溫度大約為370K。其超壓值已超過了表2中能造成嚴重的49.05kpa的超壓強度，在此位置的人應該受重傷或可能死亡。

　　圖85（a）、(b)是15號測點的壓力時間曲線和溫度時間曲線。乙烯B罐表面附近的最大超壓大約為1300kpa，最高溫度大約為2400k。在這種高壓力作用下，已能造成乙烯B罐體附近的管道嚴重破壞，進一步引起乙烯爆炸。

　　偏南100風向下3.5%石腦油—空氣云團爆炸模擬結果，與在東南風下的結果基本相似，在人員傷亡方面與實際現場情況基本符合，同時，還能符合油泵房發生內爆的情況。

　　3.6.1 5%石腦油—空氣云團爆炸模擬

　　（1） 在東南風下5%石腦油—空氣云團爆炸模擬結果

　　圖86（a-b）是在東南風下5%石腦油-空氣云團爆炸時，不同時刻下爆炸場的壓力分布圖。同3.5%石腦油-空氣云團爆炸相似，5%石腦油-空氣云團爆炸后，在云團內迅速形成壓力幅值較高，范圍很大的超壓區，沖擊波在油庫區西面的兩排球形罐上反射后，在每個球形罐的附近形成了新的超壓區，隨著時間的推移，新的超壓區向南擴展。

　　圖87（a）、(b)-圖95（a）、(b)分別是1——9號測點的壓力時間曲線和溫度時間曲線。表5是各號測點位置的最大超壓最高溫度。

　　表5 5%石腦油-空氣云團爆炸超壓和溫度

　　由表5可見，在這些測點位置上的人員都會死亡。6號測點位置的最大超壓大約為60kpa，最高溫度大約為380K。其超壓值已超過了表2中能造成嚴重傷瞎的49.05kpa的超壓強度，在此位置的人應該受重傷，也有死亡的可能。

　　圖96（a）、(b)是它的壓力時間曲線和溫度時間曲線，乙烯B罐表面附近的最大超壓大約為1700kpa，最高溫度大約為2800K。在此壓力作用下，能夠造成乙烯B近管道破壞，引起進一步的爆炸。因引，此種情況與實際現場情況也基本符合。

　　（2） 偏南100風向下3.5%石腦油—空氣云團爆炸模擬結果。

　　圖97（a-b）是在偏南100風向下石腦油—空氣云團爆炸時，不同時刻下爆炸場的壓力分布圖。同東南風下石腦油—空氣云團爆炸模擬結果相比，在偏南100風向下石腦油—空氣云團爆炸過程與東南風下的爆炸過程基本相似。在偏南100向下石腦油—空氣云團覆蓋范圍更大，已覆蓋了油泵房一部分。云團爆炸后，在云團內迅速形成壓力幅值較高的超壓區，沖擊波在油庫區西面的兩排球形罐上反射后，在每個球形罐的附近形成了新的超壓區，隨著時間的推移，新的超壓區向南擴展。

　　圖98（a）\（b）-圖106（a）—（b）分別是1—9號測點的壓力時間曲線和溫度時間曲線。1，2，3，4，9號測點位置的最大超壓大約為1800kpa，最高溫度大約為2800K；5，7，8號測點位置的最大超壓大約為2400kpa,1000kpa,1600kpa，最高溫度大約為3000k,2700k,2700k。這些測點的超壓已大大超過了表2中可能造成大部分死亡的98.1kPa的超壓強度，在這些測點位置上的人員都會死亡。6號測點位置的最大超壓大約為62kPa，最高溫度大約為400K。其超壓值已超過了表2中能造成嚴重傷害的49.05kpa的超壓強度，在此位置的人應該受重傷。

　　圖107（a）、（b）是15號測點的壓力時間曲線和溫度時間曲線。乙烯B罐表面附近的最大超壓大約為1700kpa，最高溫度大約為2700K。在這種高壓作用下，已能造成乙烯B罐附近管道嚴重破壞，進一步引起乙烯爆炸。

　　偏南100風向下5%石腦油—空氣云團爆炸模擬結果，與在東南風下的結果基本相似，與實際現場情況基本符合。

　　4 總結

　　爆炸模擬結果表明，如果是乙烯管道裂縫面積為乙烯管道截面積十分之一時，如果是乙烯-空氣云團首先爆炸，氣云爆炸影響范圍很有限，不能夠對死亡的9人造成什么樣的傷害，9人都在逃生的可能，這與實際現場情況明顯不符合。當乙烯管道全部斷裂時，只有部分結果與實際現場情況相符合。

　　如果是石腦油—空氣云團首先爆炸，在現場死亡的9人中，只有6號測點位置人可能會是重傷，其它人都沒有逃身的可能。乙烯球B罐表面附近的最大超壓，有可能造成乙烯B罐附近管道破壞，引起進一步爆炸。另外，在偏南100風時，石腦油—空氣云團會覆蓋油泵房的一部分，石腦油—空氣混合氣體擴散到油泵房內部后，會被外部的爆炸引爆，使油泵房發生內爆，這些都與實際現場情況基本符合。

　　因此，本報告認為，北京東方化工廠“6·27”爆炸事故是石腦油A罐溢出的石腦油首先爆炸引起的。