威力超过1吨TNT，天然气爆炸究竟是怎么发生的？

　　2021年6月13日，星期天，早上6点半，湖北十堰张湾艳湖小区，习惯早起的人们有的去集贸市场买菜，有的走进小吃店点一碗热干面两个包子当早餐，谁都没有想到就在大家最放松最悠闲的时刻，随着一声惊天巨响，这栋的两层建筑瞬间化为废墟。爆炸造成12死138伤，还有人被困在残垣断壁之下。

　　十堰艳湖集贸市场废墟

　　从新闻现场的视频和照片，初步判断这起爆炸是由泄漏的天然气引发，其爆炸威力以及造成的损失为近十年来少有。

　　天然气不是炸弹，它发生爆炸竟然有如此大的威力？

　　天然气是我们常用的化石燃料，由于它燃烧后生成物质主要是水和二氧化碳，因此被当成干净的能源用于城市的方方面面。正常情况下天然气并不会发生爆炸或爆燃，这是因为从管道中输出的燃气浓度很高，当我们点燃炉灶时，天然气只有表面薄薄的一层才会与空气中的氧气发生化学反应，这时候我们能看到燃气灶发出淡蓝色的火焰。

　　天然气炉灶火焰

　　但是当空气中天然气浓度达到5%~15%时，情况就变得大不相同，只要一个小小火星，甚至只是静电引起的细小火花，就能引发一起强烈爆炸。

　　有人曾经做过一个实验，在一个密闭的铁桶内注入一定比例天然气，点火之后观察爆燃情况。从实验结果可以看出，即便是不完全燃烧，一个铁桶内15%的天然气也能爆发出巨大能量，它将铁桶的盖子抛到了数十米高空。

　　甲烷在铁桶内爆燃

　　天然气的主要成分是甲烷，甲烷分子由4个氢原子和一个碳原子构成，它在与氧气反应时会释放大量的热：

　　CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O + 热

　　当天然气以一定比例与空气充分混合，每个甲烷分子都有机会与邻近的氧气分子反应，化学反应产生的热能迅速传递给旁边的甲烷分子，进而触发类似链式反应的效果，热能刹那间释放导致气体剧烈膨胀，这就是我们常说的爆炸。

　　天然气爆炸究竟能产生多大的能量？我们知道甲烷的燃烧热为55.5MJ/kg，也就是说每公斤甲烷完全燃烧将释放55.5兆焦耳的热能。在25℃、1个大气压下，1立方米甲烷约0.657kg，它发生爆炸将释放36.5兆焦耳的能量。

　　集贸市场长约104米

　　发生燃气爆炸的艳湖集贸市场总长约104米，宽约14米，从新闻画面看，整座建筑化为废墟。艳湖集贸市场是两层建筑，被分隔成若干店铺出租经营。其实它的地下还有一层空间，正因为地下空间相互连通，燃气泄漏造成的爆炸才有可能从西到东破坏整栋建筑。

　　我们现在尚不明确知道负一层的高度是多少，假设它的内部高度为2.5米，以长100米、宽10米计，负一层内部空间容积将达到2500立方米。按甲烷最低浓度5%计算，在爆炸发生前，集贸市场地下一层集聚的甲烷就达到125立方米、82千克；如果地下一层集聚了12%的天然气，其总质量将接近200千克！

　　爆炸发生后，集贸市场面目全非

　　1千克TNT炸药爆炸所产生的能量约4.18兆焦耳，82千克天然气爆炸约相当于1.1吨TNT当量，而当天然气浓度达到12%时，其爆炸当量则相当于引爆了一颗2.6吨的大炸弹！

　　尽管燃气爆炸的原因还在调查，但有新闻已经透露集贸市场的负一层确实有燃气管道穿过，2020年时曾有燃气工作人员检查管道时询问商户有没有闻到煤气的气味。

　　从历史图像看，艳湖集贸市场北面的云南路是一条拥有各色店铺的小街道。马路不宽，勉强能让两辆车并排通行。看见右侧台阶了吗？那底下就是集贸市场的负一层。

　　集贸市场北面街道

　　集贸市场南边的艳湖巷显得幽静许多，集贸市场污浊的外墙面上密布着各种电线和管道，似乎燃气管道并没有暴露在外边。

　　集贸市场南面

　　由于集贸市场里边有一些使用明火的餐饮店，各种强弱电管线密集分布，如果存在内部管理松懈、负一层缺乏燃气报警系统，那么一旦发生地下燃气管道泄漏，天然气在负一层密闭的空间聚集，爆炸将不可避免。

　　有朋友可能会问，天然气会有特殊气味的呀，为什么市场里的人闻不到？甲烷比空气轻，照理说它会往上走，但集贸市场地下一层相对封闭，泄漏的天然气不容易跑出来，它就很可能一整个晚上都在负一层聚集，地面的人闻不到，或者闻到了但没引起足够警惕，早晨餐饮店开火做饭，最终导致灾难发生。

　　有人被炸塌的楼板埋在负一层

　　燃气爆炸事故几乎每年都在全球各地发生，几乎每一次都会造成生命和财产损失，无论作为个人还是经营单位，我们都要时刻保持警惕，经常检查燃气管道，杜绝安全隐患，做到警钟长鸣，避免悲剧再次发生。