二、事故直接原因

　　（一）最初起火部位認定。

　　通過調查詢問事發當晚現場作業員工、調取分析位于瑞海公司北側的環發訊通公司的監控視頻、提取對比現場痕跡物證、分析集裝箱毀壞和位移特征，認定事故最初起火部位為瑞海公司危險品倉庫運抵區南側集裝箱區的中部。

　　（二）起火原因分析認定。

　　1.排除人為破壞因素、雷擊因素和來自集裝箱外部引火源。公安部派員指導天津市公安機關對全市重點人員和各種矛盾的情況以及瑞海公司員工、外協單位人員情況進行了全面排查，對事發時在現場的所有人員逐人定時定位，結合事故現場勘查和相關視頻資料分析等工作，可以排除恐怖犯罪、刑事犯罪等人為破壞因素。

　　現場勘驗表明，起火部位無電氣設備，電纜為直埋敷設且完好，附近的燈塔、視頻監控設施在起火時還正常工作，可以排除電氣線路及設備因素引發火災的可能。

　　同時，運抵區為物理隔離的封閉區域，起火當天氣象資料顯示無雷電天氣，監控視頻及證人證言證實起火時運抵區內無車輛作業，可以排除遺留火種、雷擊、車輛起火等外部因素。

　　2. 篩查最初著火物質。事故調查組通過調取天津海關H2010通關管理系統數據等，查明事發當日瑞海公司危險品倉庫運抵區儲存的危險貨物包括第2、3、4、5、6、8類及無危險性分類數據的物質，共72種。對上述物質采用理化性質分析、實驗驗證、視頻比對、現場物證分析等方法，逐類逐種進行了篩查：第2類氣體2種，均為不燃氣體；第3類易燃液體10種，均無自燃或自熱特性，且其中著火可能性最高的一甲基三氯硅烷燃燒時火焰較小，與監控視頻中猛烈燃燒的特征不符；第5類氧化性物質5種，均無自燃或自熱特性；第6類毒性物質12種、第8類腐蝕性物質8種、無危險性分類數據物質27種，均無自燃或自熱特性；第4類易燃固體、易于自燃的物質、遇水放出易燃氣體的物質8種，除硝化棉外，均不自燃或自熱。實驗表明，在硝化棉燃燒過程中伴有固體顆粒燃燒物飄落，同時產生大量氣體，形成向上的熱浮力。經與事故現場監控視頻比對，事故最初的燃燒火焰特征與硝化棉的燃燒火焰特征相吻合（見圖5、圖6）。同時查明，事發當天運抵區內共有硝化棉及硝基漆片32.97噸。因此,認定最初著火物質為硝化棉。

瑞海1號監控視頻 40Kg桶裝硝化棉燃燒實驗

圖5 硝化棉燃燒產生固體顆粒燃燒物對比

環發4號監控視頻 40Kg桶裝硝化棉燃燒實驗

圖6 硝化棉燃燒產生大量氣體形成熱浮力對比

　　3. 認定起火原因。硝化棉（C12H16N4O18）為白色或微黃色棉絮狀物，易燃且具有爆炸性，化學穩定性較差，常溫下能緩慢分解并放熱，超過40℃時會加速分解，放出的熱量如不能及時散失，會造成硝化棉溫升加劇，達到180℃時能發生自燃。硝化棉通常加乙醇或水作濕潤劑，一旦濕潤劑散失，極易引發火災。

　　實驗表明，去除濕潤劑的干硝化棉在40℃時發生放熱反應，達到174℃時發生劇烈失控反應及質量損失，自燃并釋放大量熱量。如果在絕熱條件下進行實驗，去除濕潤劑的硝化棉在35℃時即發生放熱反應，達到150℃時即發生劇烈的分解燃燒。

　　經對向瑞海公司供應硝化棉的河北三木纖維素有限公司、衡水新東方化工有限公司調查，企業采取的工藝為：先制成硝化棉水棉（含水30%）作為半成品庫存，再根據客戶的需要，將濕潤劑改為乙醇，制成硝化棉酒棉，之后采用人工包裝的方式，將硝化棉裝入塑料袋內，塑料袋不采用熱塑封口，用包裝繩扎口后裝入紙筒內。據瑞海公司員工反映，在裝卸作業中存在野蠻操作問題，在硝化棉裝箱過程中曾出現包裝破損、硝化棉散落的情況。

　　對樣品硝化棉酒棉濕潤劑揮發性進行的分析測試表明：如果包裝密封性不好，在一定溫度下濕潤劑會揮發散失，且隨著溫度升高而加快；如果包裝破損，在50℃下2小時乙醇濕潤劑會全部揮發散失。

　　以上幾種因素耦合作用引起硝化棉濕潤劑散失，出現局部干燥，在高溫環境作用下，加速分解反應，產生大量熱量，由于集裝箱散熱條件差，致使熱量不斷積聚，硝化棉溫度持續升高，達到其自燃溫度，發生自燃。

　　（三）爆炸過程分析。

　　集裝箱內硝化棉局部自燃后，引起周圍硝化棉燃燒，放出大量氣體，箱內溫度、壓力升高，致使集裝箱破損，大量硝化棉散落到箱外，形成大面積燃燒，其他集裝箱（罐）內的精萘、硫化鈉、糠醇、三氯氫硅、一甲基三氯硅烷、甲酸等多種危險化學品相繼被引燃并介入燃燒，火焰蔓延到鄰近的硝酸銨（在常溫下穩定，但在高溫、高壓和有還原劑存在的情況下會發生爆炸；在110℃開始分解，230℃以上時分解加速，400℃以上時劇烈分解、發生爆炸）集裝箱。隨著溫度持續升高，硝酸銨分解速度不斷加快，達到其爆炸溫度（實驗證明，硝化棉燃燒半小時后達到1000℃以上，大大超過硝酸銨的分解溫度）。23時34分06秒，發生了第一次爆炸。

　　距第一次爆炸點西北方向約20米處，有多個裝有硝酸銨、硝酸鉀、硝酸鈣、甲醇鈉、金屬鎂、金屬鈣、硅鈣、硫化鈉等氧化劑、易燃固體和腐蝕品的集裝箱。受到南側集裝箱火焰蔓延作用以及第一次爆炸沖擊波影響，23時34分37秒發生了第二次更劇烈的爆炸。

　　據爆炸和地震專家分析，在大火持續燃燒和兩次劇烈爆炸的作用下，現場危險化學品爆炸的次數可能是多次，但造成現實危害后果的主要是兩次大的爆炸。經爆炸科學與技術國家重點實驗室模擬計算得出，第一次爆炸的能量約為15噸TNT當量，第二次爆炸的能量約為430噸TNT當量。考慮期間還發生多次小規模的爆炸，確定本次事故中爆炸總能量約為450噸TNT當量。

　　最終認定事故直接原因是：瑞海公司危險品倉庫運抵區南側集裝箱內的硝化棉由于濕潤劑散失出現局部干燥，在高溫（天氣）等因素的作用下加速分解放熱，積熱自燃，引起相鄰集裝箱內的硝化棉和其他危險化學品長時間大面積燃燒，導致堆放于運抵區的硝酸銨等危險化學品發生爆炸。

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