30汽油蒸气云爆炸计算表

4、出现爆炸、火灾事故造成人员伤亡的范围

本评价项目采用事故模拟法进行分析计算，鉴于油罐采取了地下直埋措施，密闭自流卸油，油品管道采用无缝钢管焊接地下直埋敷设，加油枪具有自封功能，可有效避免泄漏事故的发生。

根据事故案例，在油罐空置时，由于处理不当，聚积于罐内汽油蒸气与空气混合形成爆炸混合气体，由于处理不当遇到延迟点火发生蒸气云爆炸事故，造成冲击波，其损害半径、设备损坏、人员伤害情况计算如下：。

以油罐为爆源，当汽油发生蒸气云爆炸事故时，

根据荷兰应用科研院（TNO）（1979）建议，可按下式预测蒸汽云爆炸的冲击波的损害半径：R=C S（NE）1/3

式中 R（损害半径）m；

E （爆炸能量）KJ，可按下式计算：E= V·Hc

V 参与反应的可燃气体的体积，m3

H C（可燃气体的高燃烧热值）kJ/m3

查表: Hc（汽油）＝1365.5 (kJ/mol)＝60959.8kJ/m3。

N（效率因子），其值与燃烧浓度持续展开所造成损耗的比例和燃烧所得机械能的数量有关，一般取N=10%

C S（经验常数）取值：0.03～0.4mJ-1/3。

R＝C S（NE）1/3= Cs（10%×30×60659.9×103）1/3 = C S×263.03 把经验常数代入上式，得出破坏半径、设备损坏、人员伤害情况见下表：

表5-1 30m3汽油蒸气云爆炸模拟计算结果一览表

液氨蒸气云爆炸后果模拟分析说明

通过以上模拟计算表明，如30m3汽油蒸气与空气混合形成爆炸混合气体，发生蒸气云爆炸事故，造成冲击波，其损害半径、设备损坏、人员伤害情况的后果叙述如下：

（1）造成半径为9.36 米范围内的建筑物和设备受到重创；1％的人员死亡于肺部伤害、50%以上的人员耳膜破裂、50%以上的人员被碎片击伤。损害等级为一级。

（2）造成半径为18.71 米范围内的建筑物和设备受到外表可修复性的破坏；1％的人员耳膜破裂、1%的人员被碎片击中。损害等级为二级。

（3）造成半径为46.78 米范围内玻璃破碎，人员被玻璃击伤。损害等级为三级。

（4）半径124.41 米范围内造成10%的玻璃破碎。损害等级为四级。

所以，在 9.36米的范围内，最好无其它设备、设施和操作人员，从而避免和减少由于发生蒸汽云爆炸形成的冲击波造成的人员伤亡

和财产损失。

蒸汽云爆炸事故后果模拟分析法

蒸汽云爆炸事故后果模拟分析法 超压: 1） TNT 当量 通常，以TNT 当量法来预测蒸气云爆炸的威力。如某次事故造成的 破坏状况与kgTNT 炸药爆炸所造成的破坏相当，则称此次爆炸的威力 为kgTNT 当量。 蒸气云爆炸的TNT 当量W N T 计算式如下： VWn=1.8 XaX WX Q/Q TNT 式中，W N T —蒸气云的TNT 当量（kg ） a —蒸气云的TNT 当量系数，正己烷取 a =0.04； W —蒸气云爆炸中烧掉的总质量（kg ） Q —物质的燃烧热值（kJ/kg ）, 正己烷的燃烧热值按48.27 X 106J/kg ，参与爆炸的正己烷按最大 使用量792kg 计算，则爆炸能量为38.23 X 109J 将爆炸能量换算成TNT 当量q , —般取平均爆破能量为 4.52 X 106J/kg ，因此 W N T = 1.8 XaX WX Q /q TNT + =1.8 X 0.04X 792X 48.27 X 106/4.52 X 106 =609kg 2）危害半径 为了估计爆炸所造成的人员伤亡情况，一种简单但较为合理的预 测程序是将危险源周围划分为死亡区、重伤区、轻伤区和安全区。 死亡区内的人员如缺少防护，则被认为将无例外的蒙受重伤或死 亡，其内径为0,外径为R ,表示外周围处人员因冲击波作用导致肺 出血而死亡的概率为0.5，它与爆炸量之间的关系为： =11.3 m R 1 13.6 如 0.37 13.6 420.43 0.37 1000 1000

重伤区的人员如缺少防护，则绝大多数将遭受严重伤害，极少数 人可能死亡或受伤。其内径就是死亡半径R,外径记为R,代表该处 人员因冲击波作用耳膜破损的概率为0.5，它要求的冲击波峰值超压 为44000Pa。冲击波超压P按下式计算： P =0.137Z-3 +0.119Z-2 +0.269Z-1-0.019 44000 44000 P 0.434 F0 101325 E 3 式中： P ――冲击波超压，Pa; Z――中间因子，等于0.996 ; E――蒸气云爆炸能量值，J ; P0——大气压，Pa,取101325 得R2=32.7m 轻伤区的人员如缺少防护，则绝大多数将遭受轻微伤害，少数人将受重伤或者平安无事。轻伤区的内径为重伤区的外径R2,外径R3, 表示外边界处耳膜因冲击波作用破裂的概率为0.01，它要求的冲击波峰值超压为17000Pa冲击波超压P按下式计算： -3 -2 -1 P =0.137Z 3 +0.119Z2 +0.269Z1-0.019 c 17000 17000 c“c r 5 1 UO R 101325 Z -R31 E 3 P -冲击波超压，Pa; Z—中间因子，等于 1.672 ; E—蒸气云爆炸能量值，J ； P0-大气压，Pa,取 101325

蒸汽云爆炸事故后果模拟分析法

蒸汽云爆炸事故后果模拟分析法 超压： 1）TNT 当量 通常，以TNT 当量法来预测蒸气云爆炸的威力。如某次事故造成的破坏状况与kgTNT 炸药爆炸所造成的破坏相当，则称此次爆炸的威力为kgTNT 当量。 蒸气云爆炸的TNT 当量W TNT 计算式如下： W TNT =×α×W f ×Q f /Q TNT 式中，W TNT —蒸气云的TNT 当量(kg) α—蒸气云的TNT 当量系数，正己烷取α=； W f —蒸气云爆炸中烧掉的总质量(kg) Q f —物质的燃烧热值(kJ/kg)， 正己烷的燃烧热值按×106J/kg ，参与爆炸的正己烷按最大使用量792kg 计算，则爆炸能量为×109J 将爆炸能量换算成TNT 当量q ，一般取平均爆破能量为×106J/kg ，因此 W TNT = ×α×W f ×Q f /q TNT + =××792××106/×106 =609kg 2）危害半径 为了估计爆炸所造成的人员伤亡情况，一种简单但较为合理的预测程序是将危险源周围划分为死亡区、重伤区、轻伤区和安全区。 死亡区内的人员如缺少防护，则被认为将无例外的蒙受重伤或死亡，其内径为0，外径为R ，表示外周围处人员因冲击波作用导致肺出血而死亡的概率为，它与爆炸量之间的关系为： = m 重伤区的人员如缺少防护，则绝大多数将遭受严重伤害，极少数人可能死亡或受伤。其内径就是死亡半径R 1，外径记为R 2，代表该处 0.37 0.37 1420.4313.613.610001000TNT W R ?? ??== ? ??? ??

人员因冲击波作用耳膜破损的概率为，它要求的冲击波峰值超压为44000Pa 。冲击波超压P ?按下式计算： P ?=++式中： P ?——冲击波超压，Pa ； Z ——中间因子，等于； E ——蒸气云爆炸能量值，J ； P0——大气压，Pa ，取101325 得R 2= 轻伤区的人员如缺少防护，则绝大多数将遭受轻微伤害，少数人将受重伤或者平安无事。轻伤区的内径为重伤区的外径R 2，外径R 3，表示外边界处耳膜因冲击波作用破裂的概率为，它要求的冲击波峰值 超压为17000Pa 。冲击波超压P ?按下式计算： P ?=++P ?——冲击波超压，Pa ； Z ——中间因子，等于； E ——蒸气云爆炸能量值，J ； P0——大气压，Pa ，取101325 得R 3= m 安全区内人员即使无防护，绝大多数也不会受伤，安全区内径为轻伤区的外径R 3，外径无穷大。 财产损失半径，指在冲击波的作用下建筑物发生三级破坏的半径，单位为m 。按照英国建筑物破坏等级的划分标准规定，建筑物的三级破坏是指房屋不能居住、屋基部分或全部破坏、外墙1 ~ 2面部分破损，承重墙破损严重。财产损失半径可由下式确定。 式中： K ——取值为5. 6 6 /121/3TNT 431751??? ???? ?? ?????+= TNT W KW R 0440********.434 101325P P ?===2 1 3 0R Z E P =?? ? ?? 01700017000 0.168101325P P ?===313 0R Z E P =?? ???

蒸汽云爆炸伤害半径计算模型

C.7蒸汽云爆炸模型分析 该工程建设项目原料罐区设100m 3异丁烯储罐2台,如1台不慎发生爆裂,发生火灾爆炸,其气体泄漏量计算公式如下： gh p p p A C Q d L 220+??? ? ??-=ρ 式中： Q L ——液体泄漏速度，kg/s ； C d ——液体泄漏系数； A ——裂口面积，m 2； ρ——泄漏介质密度，kg/m 3； P ——容器内介质压力，Pa ； P 0——环境压力，Pa ； g ——重力加速度； h ——裂口之上液位高度，m 。 现假设异丁烯储罐破裂形成80mm ，宽20mm 的长方形裂口，裂口之上液位高度忽略，泄漏时间取1min ，液体密度取670kg/m 3，环境大气压取0.1MPa ，介质压力取0.6MPa ，液体泄漏系数取0.5。经计算，异丁烯泄漏速度为1.695kg/s ，泄漏量为101.7kg 。 根据荷兰应用科研院提供的蒸汽云爆炸冲击波伤害半径计算公式计算伤害半径： ()3 /1C S H V N C R ??= 式中： R ——损害半径，m ；

C S——经验常数，取决于损害等级，具体损害等级见表C-5； N——效率因子，一般取10%； V——参与爆炸的可燃气体体积，m3； H C——高热值，kJ/m3，取240771.7 kJ/m3； 表C-5 损害等级表 损害 等级 Cs 人员伤害设备损坏备注 1 0.03 1%死亡于肺部伤害 ＞50%耳膜破裂 ＞50%被碎片击伤。 重创建筑物和设备 2 0.06 1%耳膜破裂。 1%被碎片击伤。 造成建筑物外表的可 修复性破坏 3 0.15 被玻璃击伤玻璃破碎 4 0.4 10%玻璃破碎 通过现假设异丁烯储罐破裂并泄漏1min，计算出泄漏量为101.7kg，折算成气体体积为40599.7704m3。异丁烯的高热值取120772.321kJ/m3。 结合表C-5中C S的值，带入公式，计算出不同损害等级的半径如下： 表C-6 损害半径表 损害 等级 Cs 人员伤害设备损坏损害半径（m）备注 1 0.03 1%死亡于肺部伤害 ＞50%耳膜破裂 ＞50%被碎片击伤 重创建筑物和设备23.66 2 0.06 1%耳膜破裂 1%被碎片击伤 造成建筑物外表的可 修复性破坏 47.32 3 0.15 被玻璃击伤玻璃破碎118.3 4 0.4 10%玻璃破碎315.42 从伤害模型的计算结果可以看出：当异丁烯储罐泄漏，假设泄漏时间1min，泄漏的异丁烯全部气化，在爆炸中心周边23.66m范围内

蒸气云爆炸伤害模型

液化石油气蒸气云爆炸伤害模型 采用TNT当量法估计蒸气云爆炸的严重度。如果某次事故造成的破坏状况与xkgTNT爆炸造成的破坏状况相当，则称此次爆炸的威力为xkgTNT当量。 1）TNT当量 用TNT当量来预测蒸气云爆炸严重程度的原理是：假定一定百分比的蒸气参与了爆炸，对形成冲击波有实际的贡献，并以TNT当量来表示蒸气云爆炸的威力。计算公式见式中的各参数单位及意义见表。 TNTffTNT QQWWα8.1= 式 表3-2 参数对照表 W TNT蒸气云的TNT当量 kg α蒸气云的TNT当量系数 -- W f蒸气云中燃料的总质量 kg

Q f燃料的燃烧热 MJ/kg Q TNT TNT的爆热 MJ/kg R 死亡半径 m 备注α=4℅，1.8为地面爆炸系数 液化石油气的燃烧热Q f=45.217-46.055MJ/kg 煤气的燃烧热Q f=8.38-8.79MJ/kg TNT的爆热Q TNT=4.12~4.69 MJ/kg （1）该企业液化石油气为116t，故TNT当量计算如下：kgQQWW TNTffTNT64.8432552.4116000636.4504.08.1α8.1=×××== 因此，该危险源的爆炸事故的严重度相当于84325.64kgTNT爆炸造成的破坏状况。 死亡半径R1： 通过TNT当量计算可知，液化石油气储罐发生蒸气云爆炸所造成的死亡半径如下： ()()mWR TNT17.701000/64.843256.131000/6.1337.037.01=×=×= 重伤半径R2： 019.0-269.0119.0137.0Δ1-2-3-ZZZp S++= 231020064.0)(RpERZ==，TNTTNT QWE×=，0p=101000pa =169.7m 2R 轻伤半径R3： 019.0-269.0119.0137.0Δ1-2-3-ZZZp S++= 331030064.0)(RpERZ==，TNTTNT QWE×=，0p=101000pa =225.6m 3R 财产损失半径R4 []61231)/3175(1/6.4TNTTNT WWR+×= =4.6×43.85/1.00024 =201.71m

爆炸模型分析

19．3．1简述 爆炸是物质的一种非常急剧的物理、化学变化，也是大量能量在短时间内迅速释放或急剧转化成机械功的现象。它通常是借助于气体的膨胀来实现。 从物质运动的表现形式来看，爆炸就是物质剧烈运动的一种表现。物质运动急剧增速，由一种状态迅速地转变成另一种状态，并在瞬间内释放出大量的能。 1)爆炸的特征 一般说来，爆炸现象具有以下特征： (1)爆炸过程进行得很快； (2)爆炸点附近压力急剧升高，产生冲击波； (3)发出或大或小的响声； (4)周围介质发生震动或邻近物质遭受破坏。 一般将爆炸过程分为两个阶段：第一阶段是物质的能量以一定的形式(定容、绝热)转变为强压缩能；第二阶段强压缩能急剧绝热膨胀对外做功，引起作用介质变形、移动和破坏。 2)爆炸类型 按爆炸性质可分为物理爆炸和化学爆炸。物理爆炸就是物质状态参数(温度、压力、体积)迅速发生变化，在瞬间放出大量能量并对外做功的现象。其特点是在爆炸现象发生过程中，造成爆炸发生的介质的化学性质不发生变化，发生变化的仅是介质的状态参数。例如锅炉、压力容器和各种气体或液化气体钢瓶的超压爆炸以及高温液体金属 遇水爆炸等。化学爆炸就是物质由一种化学结构迅速转变为另一种化学结构，在瞬间放出大量能量并对外做功的现象。如可燃气体、蒸气或粉尘与空气混合形成爆炸性混合物的爆炸。化学爆炸的特点是：爆炸发生过程中介质的化学性质发生了变化，形成爆炸的能源来自物质迅速发生化学变化时所释放的能量。化学爆炸有3个要素，即反应的放热性、反应的快速性和生成气体产物。雷电是一种自然现象，也是一种爆炸。 从工厂爆炸事故来看，有以下几种化学爆炸类型：

(1)蒸气云团的可燃混合气体遇火源突然燃烧，是在无限空间中的气体爆炸； (2)受限空间内可燃混合气体的爆炸； (3)化学反应失控或工艺异常所造成压力容器爆炸； (4)不稳定的固体或液体爆炸。 总之，发生化学爆炸时会释放出大量的化学能，爆炸影响范围较大；而物理爆炸仅释放出机械能，其影响范围较小。 爆炸是物质的一种非常急剧的物理、化学变化，也是大量能量在短时间内迅速释放或急剧转化成机械功的现象。它通常是借助于气体的膨胀来实现。 从物质运动的表现形式来看，爆炸就是物质剧烈运动的一种表现。物质运动急剧增速，由一种状态迅速地转变成另一种状态，并在瞬间内释放出大量的能。 1)爆炸的特征 一般说来，爆炸现象具有以下特征： (1)爆炸过程进行得很快； (2)爆炸点附近压力急剧升高，产生冲击波； (3)发出或大或小的响声； (4)周围介质发生震动或邻近物质遭受破坏。 一般将爆炸过程分为两个阶段：第一阶段是物质的能量以一定的形式(定容、绝热)转变为强压缩能；第二阶段强压缩能急剧绝热膨胀对外做功，引起作用介质变形、移动和破坏。 2)爆炸类型 按爆炸性质可分为物理爆炸和化学爆炸。物理爆炸就是物质状态参数(温度、压力、体积)迅速发生变化，在瞬间放出大量能量并对外做功的现象。其特点是在爆炸现象发生过程中，造成爆炸发生的介质的化学性质不发生变化，发生变化的仅是介质的状态参数。例如锅炉、压力容器和各种气体或液化气体钢瓶的超压爆炸以及高温液体金属

汽油蒸气云爆炸计算表

4、出现爆炸、火灾事故造成人员伤亡的范围 本评价项目采用事故模拟法进行分析计算，鉴于油罐采取了地下直埋措施，密闭自流卸油，油品管道采用无缝钢管焊接地下直埋敷设，加油枪具有自封功能，可有效避免泄漏事故的发生。 根据事故案例，在油罐空置时，由于处理不当，聚积于罐内汽油蒸气与空气混合形成爆炸混合气体，由于处理不当遇到延迟点火发生蒸气云爆炸事故，造成冲击波，其损害半径、设备损坏、人员伤害情况计算如下：。 以油罐为爆源，当汽油发生蒸气云爆炸事故时， 根据荷兰应用科研院（TNO）（1979）建议，可按下式预测蒸汽云爆炸的冲击波的损害半径：R=C S（NE）1/3 式中 R（损害半径）m； E （爆炸能量）KJ，可按下式计算：E= V·Hc V 参与反应的可燃气体的体积，m3 H C（可燃气体的高燃烧热值）kJ/m3 查表: Hc（汽油）＝1365.5 (kJ/mol)＝60959.8kJ/m3。 N（效率因子），其值与燃烧浓度持续展开所造成损耗的比例和燃烧所得机械能的数量有关，一般取N=10% C S（经验常数）取值：0.03～0.4mJ-1/3。 R＝C S（NE）1/3= Cs（10%×30×60659.9×103）1/3 = C S×263.03 把经验常数代入上式，得出破坏半径、设备损坏、人员伤害情况见下表：

表5-1 30m3汽油蒸气云爆炸模拟计算结果一览表 液氨蒸气云爆炸后果模拟分析说明 通过以上模拟计算表明，如30m3汽油蒸气与空气混合形成爆炸混合气体，发生蒸气云爆炸事故，造成冲击波，其损害半径、设备损坏、人员伤害情况的后果叙述如下： （1）造成半径为9.36 米范围内的建筑物和设备受到重创；1％的人员死亡于肺部伤害、50%以上的人员耳膜破裂、50%以上的人员被碎片击伤。损害等级为一级。 （2）造成半径为18.71 米范围内的建筑物和设备受到外表可修复性的破坏；1％的人员耳膜破裂、1%的人员被碎片击中。损害等级为二级。 （3）造成半径为46.78 米范围内玻璃破碎，人员被玻璃击伤。损害等级为三级。 （4）半径124.41 米范围内造成10%的玻璃破碎。损害等级为四级。 所以，在 9.36米的范围内，最好无其它设备、设施和操作人员，从而避免和减少由于发生蒸汽云爆炸形成的冲击波造成的人员伤亡

蒸气云爆炸冲击波uvce

LPG罐区定量模拟评价 模拟事故及条件 液化石油气（LPG）一旦大量泄漏，极易与周围空气混合形成爆炸性混合物，如遇到明火引起火灾爆炸，其产生的爆炸冲击波及爆炸热火球热辐射破坏、伤害作用极大。LPG 罐区发生过的事故类型主要有蒸气云爆炸（UVCE）和沸腾液体扩展蒸气云爆炸（BLEVE）。蒸气云爆炸（UVCE）是指可燃气体或蒸气与空气的云状混合物在开阔地上空遇到点火源引发的爆炸。UVCE发生后的危害主要是爆炸冲击波对周围人员、建筑物、储罐等设备的伤害、破坏。沸腾液体扩展蒸气云爆炸（BLEVE）是指液化气体储罐在外部火焰的烘烤下突然破裂，压力平衡破坏，液化石油气（LPG）急剧气化，并随即被火焰点燃而产生的爆炸。BLEVE 发生后的危害主要是火球热辐射危害，同时爆炸产生的碎片和冲击波也有一定的危害。 恒源石化炼油厂液化气储罐区共有液化气储罐9台，总储量3000 m3，最大储罐1000m3。 蒸气云爆炸（UVCE）定量模拟评价 TNT当量法是一种对UVCE定量评价的主要方法，首先按超压-冲量准则确定人员伤亡区域及财产损失区域。冲击波超压破坏准则见表1： 表1 冲击波超压破坏、伤害准则 1 发生蒸气云爆炸（UVCE）的LPG的TNT当量W TNT 及爆炸总能量E： LPG的TNT当量：W TNT =αW LPG Q/Q TNT （1） α为LPG蒸气云当量系数（统计平均值为0.04）； W LPG 为蒸气云中LPG质量（在此模拟400 m3储罐，折合约240t）；Q为LPG燃烧热，46.5MJ/kg； Q TNT 为TNT爆炸热5.066 MJ/kg； 由式（1）可求得LPG的TNT当量：W TNT =88.1t； 2爆炸冲击波正相最大超压ΔP：

蒸汽云爆炸事故后果模拟分析法

蒸汽云爆炸事故后果模 拟分析法 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

蒸汽云爆炸事故后果模拟分析法 超压： 1）TNT当量 通常，以TNT当量法来预测蒸气云爆炸的威力。如某次事故造成的破坏状况与kgTNT炸药爆炸所造成的破坏相当，则称此次爆炸的威力为kgTNT当量。 蒸气云爆炸的TNT当量W TNT计算式如下： W TNT=×α×W f×Q f/Q TNT 式中，W TNT—蒸气云的TNT当量(kg) α—蒸气云的TNT当量系数，正己烷取α=； W f—蒸气云爆炸中烧掉的总质量(kg) Q f—物质的燃烧热值(kJ/kg)， 正己烷的燃烧热值按×106J/kg，参与爆炸的正己烷按最大使用量 792kg计算，则爆炸能量为×109J 将爆炸能量换算成TNT当量q，一般取平均爆破能量为×106J/kg，因此 W TNT= ×α×W f×Q f /q TNT+ =××792××106/×106 =609kg 2）危害半径 为了估计爆炸所造成的人员伤亡情况，一种简单但较为合理的预测程序是将危险源周围划分为死亡区、重伤区、轻伤区和安全区。 死亡区内的人员如缺少防护，则被认为将无例外的蒙受重伤或死亡，其内径为0，外径为R ，表示外周围处人员因冲击波作用导致肺出血而死亡的概率为，它与爆炸量之间的关系为： = m 重伤区的人员如缺少防护，则绝大多数将遭受严重伤害，极少数人可能死亡或受伤。其内径就是死亡半径R1，外径记为R2，代表该处人员

因冲击波作用耳膜破损的概率为，它要求的冲击波峰值超压为44000Pa。 ?按下式计算： 冲击波超压P ?=++式中： P ?——冲击波超压，Pa； P Z——中间因子，等于； E——蒸气云爆炸能量值，J； P0——大气压，Pa，取101325 得R2= 轻伤区的人员如缺少防护，则绝大多数将遭受轻微伤害，少数人将受重伤或者平安无事。轻伤区的内径为重伤区的外径R2，外径R3，表示外边界处耳膜因冲击波作用破裂的概率为，它要求的冲击波峰值超压为17000Pa。冲击波超压P?按下式计算： ?=++P?——冲击波超压，Pa； P Z——中间因子，等于； E——蒸气云爆炸能量值，J； P0——大气压，Pa，取101325 得R3= m 安全区内人员即使无防护，绝大多数也不会受伤，安全区内径为轻伤区的外径R3，外径无穷大。 财产损失半径，指在冲击波的作用下建筑物发生三级破坏的半径，单位为m。按照英国建筑物破坏等级的划分标准规定，建筑物的三级破坏是指房屋不能居住、屋基部分或全部破坏、外墙1 ~ 2面部分破损，承重墙破损严重。财产损失半径可由下式确定。 式中： K——取值为5. 6 正常泄露： 从原料危险性及最大储存使用量两方面综合考虑，选取甲醇的存储为研究对象进行蒸汽云爆炸事故后果模拟分析。

爆炸评价模型及伤害半径计算

爆炸评价模型及伤害半径计算 1、蒸气云爆炸（VCE ）模型分析计算 （1）蒸气云爆炸（VCE ）模型 当爆炸性气体储存在贮槽内，一旦泄漏，遇到延迟点火则可能发生蒸气云爆炸，如果遇不到火源，则将扩散并消失掉。用TNT 当量法来预测其爆炸严重度。其原理是这样的：假定一定百分比的蒸气云参与了爆炸，对形成冲击波有实际贡献，并以TNT 当量来表示蒸气云爆炸的威力。其公式如下： W TNT = 式中W TNT ——蒸气云的TNT 当量，kg ； β——地面爆炸系数，取β=1.8； A ——蒸气云的TNT 当量系数，取值范围为0.02%～14.9%； W f ——蒸气云中燃料的总质量：kg ； Q f ——燃料的燃烧热，kJ/kg ； Q TNT ——TNT 的爆热，QTNT=4120～4690kJ/kg 。 （2）水煤气储罐蒸气云爆炸（VCE ）分析计算 由于合成氨生产装置使用的原料水煤气为一氧化碳与氢气混合物，具有低闪点、低沸点、爆炸极限较宽、点火能量低等特点，一旦泄漏，极具蒸气云爆炸概率。 若水煤气储罐因泄漏遇明火发生蒸气云爆炸（VCE ），设其贮量为70%时，则为2.81吨，则其TNT 当量计算为： 取地面爆炸系数：β=1.8； 蒸气云爆炸TNT 当量系数，A=4%； 蒸气云爆炸燃烧时燃烧掉的总质量， Wf=2.81×1000=2810（kg ）； 水煤气的爆热，以CO 30%、H 2 43%计（氢为1427700kJ/kg,一氧化碳为10193

kJ/kg）：取Q f =616970kJ/kg； TNT的爆热，取Q TNT =4500kJ/kg。 将以上数据代入公式，得 W TNT 死亡半径R1=13.6(W TNT/1000) =13.6×27.740.37 =13.6×3.42=46.5(m) 重伤半径R 2 ，由下列方程式求解： △P2=0.137Z2-3+0.119 Z2-2+0.269 Z2-1-0.019 Z2=R2/(E/P0)1/3 △P2=△P S/P0 式中： △P S ——引起人员重伤冲击波峰值，取44000Pa； P ——环境压力（101300Pa）； E——爆炸总能量（J），E=W TNT ×Q TNT 。 将以上数据代入方程式，解得： △P2=0.4344 Z2=1.07 R2=1.07×（27739×4500×1000/101300）1/3 =1.07×107=115(m) 轻伤半径R 3 ，由下列方程式求解： △P3=0.137Z3-3+0.119 Z3-2+0.269 Z3-1-0.019 Z3=R3/(E/P0)1/3

蒸气云爆炸冲击波uvce

L P G罐区定量模拟评价 模拟事故及条件 液化石油气（LPG）一旦大量泄漏，极易与周围空气混合形成爆炸性混合物，如遇到明火引起火灾爆炸，其产生的爆炸冲击波及爆炸热火球热辐射破坏、伤害作用极大。LPG 罐区发生过的事故类型主要有蒸气云爆炸（UVCE）和沸腾液体扩展蒸气云爆炸（BLEVE）。蒸气云爆炸（UVCE）是指可燃气体或蒸气与空气的云状混合物在开阔地上空遇到点火源引发的爆炸。UVCE发生后的危害主要是爆炸冲击波对周围人员、建筑物、储罐等设备的伤害、破坏。沸腾液体扩展蒸气云爆炸（BLEVE）是指液化气体储罐在外部火焰的烘烤下突然破裂，压力平衡破坏，液化石油气（LPG）急剧气化，并随即被火焰点燃而产生的爆炸。BLEVE 发生后的危害主要是火球热辐射危害，同时爆炸产生的碎片和冲击波也有一定的危害。 恒源石化炼油厂液化气储罐区共有液化气储罐9台，总储量3000 m3，最大储罐1000m3。 蒸气云爆炸（UVCE）定量模拟评价 TNT当量法是一种对UVCE定量评价的主要方法，首先按超压-冲量准则确定人员伤亡区域及财产损失区域。冲击波超压破坏准则见表1： 表1冲击波超压破坏、伤害准则 1发生蒸气云爆炸（UVCE）的LPG的TNT当量W TNT 及爆炸总能量E： LPG的TNT当量：W TNT =αW LPG Q/Q TNT （1） α为LPG蒸气云当量系数（统计平均值为0.04）； W LPG 为蒸气云中LPG质量（在此模拟400 m3储罐，折合约240t）；Q为LPG燃烧热，46.5MJ/kg；

Q TNT 为TNT爆炸热5.066MJ/kg； 由式（1）可求得LPG的TNT当量：W TNT =88.1t； 2爆炸冲击波正相最大超压ΔP： LPG的爆炸冲击波正相最大超压： （1） 式中，—对比距离。 △P—为冲击波的正相最大超压（kPa）; R—为距UVCE中心距离（m）； W—为TNT质量或TNT当量（kg）。 图1冲击波的正相最大超压-距UVCE中心距离对数曲线由表1和图1可得出以下结果（表2）： 表2冲击波超压破坏、伤害距离 超压/kPa 距UVCE中 心距离m 建筑物破坏程 度 超压/kPa 距UVCE中 心距离m 人伤害程度 5.88-9.81 797-491 受压面玻璃大部分 破碎 20-30 261-201 轻微伤害 20.7-27.6 263-216 油储罐破裂30-50 201-154 中等损伤68.65-98.07 132-114 砖墙倒塌50-100 154-113 严重损伤196.1-294.2 88-77 大型钢架结构破坏>100 <113 大部分死亡 沸腾液体扩展蒸气云爆炸（BLEVE）定量模拟评价 BLEVE是在LPG储罐暴露于火源时发生的，是由储罐区发生的小型火灾引发的。BLEVE 的基本特点：容器损坏；超热液体的蒸气突然燃烧；蒸气燃烧并形成火球。 BLEVE发生后的最主要危害是产生火球强热辐射，火球当量半径R可由下式计算：R=2.9W1/3（） 火球持续时间t可由下式计算： t=0.45W1/3（） W：发生BLEVE的LPG质量，单位kg 模拟1000 m3储罐发生BLEVE，其火球当量半径R=244m，持续时间t=38s。 定量模拟评价总结

蒸气云爆炸模型

5.4.1 蒸气云爆炸模型分析 蒸气云爆炸能产生多种破坏效应，如冲击波超压、热辐射、碎片作用等，但最危险、破坏力最强的是冲击波的破坏效应。常见的冲击波伤害－破坏准则有：超压准则、冲量准则、压力－冲量准则等。本次评价采用超压准则。 蒸气云爆炸的超压使用TNT 当量法进行计算。蒸气云爆炸的TNT 当量可用下式估算： TNT f f TNT Q Q W W α8.1= 式中：1.8：地面爆炸系数； α:蒸气云的TNT 当量系数，0.04； W f :液化石油气形成的蒸汽云中参与爆炸的燃料的质量， kg ； Q f ：燃料的燃烧热，kJ/kg ； Q TNT ：TNT 的爆热，4520kJ/kg ； W TNT ：蒸气云的TNT 当量，kg ； 根据项目单位提供的资料，液化石油气成份为50％的丙烷、50%的丁烷。查物质系数和特性表可知，丙烷燃烧热Hc/(103Btu.lb -1)为19.9，丁烷燃烧热Hc/(103Btu.lb -1)为19.4，则： 液化石油气的燃烧热Q f =19.9×103×0.5+19.4×103×0.5＝19.7×103（Btu/lb ）＝19.7×103×1.055÷0.454=45779（kJ/kg ） 液化石油气密度取0.51t/m 3，充装系数取0.9，设泄露的液化石油

气形成的蒸汽云中参与爆炸的总体积百分数为30%，假设这个Ⅱ级供应站6m 3的液化石油气全部泄露（实际是不可能全部泄露的）。则： 6m 3的液化石油气全部发生泄漏时，液化石油气形成的蒸汽云中参与爆炸的燃料的质量W f =6×0.51×103×0.9×30%=826（kg ） W TNT =1.8×0.04×826×45779/4520=602.3（kg ） ①死亡区 该区内的人员如缺少防护，则被认为将无例外地蒙受严重伤害或死亡，其内径为零，外径记为R 0，表示外圆周处人员因冲击波作用导致肺出血而死亡的概率为50％，它与爆炸量间的关系由下式确定： 37.00)1000/(6.13TNT W R 式中：W TNT 为爆源的TNT 当量，kg 。 代入W TNT =602.3（kg ，TNT ） 得死亡半径R 0=11.3m 可以认为该圆周内没有死亡的人数正好等于圆周外死亡的人数，即死亡区内的人员将全部死亡，而死亡区外的人员将无一死亡。这一假设在破坏效应随距离急剧衰减的情况下是近似成立的。 ②重伤区 该区内的人员如缺少防护，则绝大多数将遭受严重伤害，极少数人可能死亡或受伤。其内径就是死亡半径R 0，外径记为R 1，代表该处人员因冲击波作用耳膜破裂的概率为50％，它要求冲击波峰值超压为44000Pa 。冲击波超压△Ps 可按下式计算： △Ps=0.137Z-3+0.119Z-2-0.019

蒸汽云爆炸模型

5.6.2爆炸伤害模型TNT当量算法计算过程 丙烷储罐爆裂伤害范围计算 项目液态丙烷储罐区设100m3储罐8台,如1台不慎发生爆裂,发生火灾爆炸,其气体泄漏量计算： 设裂口直径20cm, 温度为303K, 压力为1.6MPa。按液体泄漏, 不考虑液位高度。 A=0.12×3.14=3.14-2×10m2 Q=C d A p[2(p-p0)/p]0.5=0.6×3.14-2×100×1600{[2×(1.6-0.1)×106/1600}0.5 =1305kg/s 如泄漏的液态丙烷的全部气化,由于静电(或其他点火源)发生爆炸, 其蒸汽云爆炸伤害模型中的TNT当量法进行分析 W TNT= a·W f·Q f/ Q TNT 式中：W TNT﹣蒸汽中的TNT当量 W f﹣蒸汽中燃料的总质量，Kg； a﹣蒸汽爆炸的效率因子。C3H8：3% Q f﹣蒸汽的燃烧热，KJ/kg Q fc4=49150 Q TNT﹣TNT的爆炸热，一般取4520 KJ/Kg ⑵死亡半径公式： R0.5=13.6（W TNT/1000）0.37 ⑶财产损失半径公式：R=4.6·W TNT1/3/【1+(3175/W TNT)2】1/6

贮罐区汽化丙烷的量以上式估算泄漏量1305kg计算。 W TNT=1.8·a·W f· Q f/Q TNT=1.8×3%×1305×49150/4520 =766.28Kg 注：1.8是地面爆炸系数 死亡半径计算: R0.5=13.6×(W TNT/1000)0.37=13.6×(766.28/1000)0.37=12.34≈12.30(m) 财产损失半径： R=4.6·W TNT1/3/【1+(3175/W TNT)2】1/6=4.6×766.281/3/【1+(3175/766.28)2】1/6=32.12≈32.10（m） 根据以上计算，则丙烷储罐区丙烷储罐如发生破裂泄漏,以泄漏口直径20cm计,发生火灾爆炸，其死亡半径为12.30米，财产损失半径为32.10米。

爆炸模型

爆炸模型 19．3．1简述 爆炸是物质的一种非常急剧的物理、化学变化，也是大量能量在短时间内迅速释放或急剧转化成机械功的现象。它通常是借助于气体的膨胀来实现。 从物质运动的表现形式来看，爆炸就是物质剧烈运动的一种表现。物质运动急剧增速，由一种状态迅速地转变成另一种状态，并在瞬间内释放出大量的能。 1)爆炸的特征 一般说来，爆炸现象具有以下特征： (1)爆炸过程进行得很快； (2)爆炸点附近压力急剧升高，产生冲击波； (3)发出或大或小的响声； (4)周围介质发生震动或邻近物质遭受破坏。 一般将爆炸过程分为两个阶段：第一阶段是物质的能量以一定的形式(定容、绝热)转变为强压缩能；第二阶段强压缩能急剧绝热膨胀对外做功，引起作用介质变形、移动和破坏。 2)爆炸类型 按爆炸性质可分为物理爆炸和化学爆炸。物理爆炸就是物质状态参数(温度、压力、体积)迅速发生变化，在瞬间放出大量能量并对外做功的现象。其特点是在爆炸现象发生过程中，造成爆炸发生的介质的化学性质不发生变化，发生变化的仅是介质的状态参数。例如锅炉、压力容器和各种气体或液化气体钢瓶的超压爆炸以及高温液体金属 遇水爆炸等。化学爆炸就是物质由一种化学结构迅速转变为另一种化学结构，在瞬间放出大量能量并对外做功的现象。如可燃气体、蒸气或粉尘与空气混合形成爆炸性混合物的爆炸。化学爆炸的特点是：爆炸发生过程中介质的化学性质发生了变化，形成爆炸的能源来自物质迅速发生化学变化时所释放的能量。化学爆炸有3个要素，即反应的放热性、反应的快速性和生成气体产物。雷电是一种自然现象，也是一种爆炸。

从工厂爆炸事故来看，有以下几种化学爆炸类型： (1)蒸气云团的可燃混合气体遇火源突然燃烧，是在无限空间中的气体爆炸； (2)受限空间内可燃混合气体的爆炸； (3)化学反应失控或工艺异常所造成压力容器爆炸； (4)不稳定的固体或液体爆炸。 总之，发生化学爆炸时会释放出大量的化学能，爆炸影响范围较大；而物理爆炸仅释放出机械能，其影响范围较小。 爆炸是物质的一种非常急剧的物理、化学变化，也是大量能量在短时间内迅速释放或急剧转化成机械功的现象。它通常是借助于气体的膨胀来实现。 从物质运动的表现形式来看，爆炸就是物质剧烈运动的一种表现。物质运动急剧增速，由一种状态迅速地转变成另一种状态，并在瞬间内释放出大量的能。 1)爆炸的特征 一般说来，爆炸现象具有以下特征： (1)爆炸过程进行得很快； (2)爆炸点附近压力急剧升高，产生冲击波； (3)发出或大或小的响声； (4)周围介质发生震动或邻近物质遭受破坏。 一般将爆炸过程分为两个阶段：第一阶段是物质的能量以一定的形式(定容、绝热)转变为强压缩能；第二阶段强压缩能急剧绝热膨胀对外做功，引起作用介质变形、移动和破坏。 2)爆炸类型 按爆炸性质可分为物理爆炸和化学爆炸。物理爆炸就是物质状态参数(温度、压力、体积)迅速发生变化，在瞬间放出大量能量并对外做功的现象。其特点是在爆炸现象发生过程中，造成爆炸发生的介质

蒸汽云爆炸后果分析

1、蒸气云爆炸后果 单罐液化天然气泄漏后引发蒸气云爆炸，其后果可以采用TNT 当量法和超压准则来预测，方法如下： （1）蒸气云爆炸的TNT当量 W TNT = a WQ/Q TNT 式中：W TNT—天然气蒸气云的TNT当量，kg； a—天然气蒸气云的TNT当量系数（统计平均值为0.03）； W—天然气蒸气云中可燃气体质量，kg； Q—天然气的高热值，kJ/kg，取56061.88 kJ/kg； Q TNT—TNT的爆炸热，取4500kJ/kg。 如果储罐内的液化天然气全部泄漏，则： W= k ρV k—单罐充装系数，取85%； ρ—泄漏前储罐内液化天然气的密度，kJ/m3， 取432.97kg/m3； V—储罐体积，为150m3。 得W=0.85×432.97×150=55203.7kg； W TNT = a WQ/Q TNT=0.03×55203.7×56061.88/4500 =20632.15 （kg，TNT） （2）蒸气云爆炸的伤害分区 为了估计爆炸所造成的人员伤亡情况，一种简单但较为合理的预测程序是将危险源周围划分为死亡区、重伤区、轻伤区和安全区

死亡区内的人员如缺少防护，则被认为将无例外的蒙受重伤或死亡，其内径为0，外径记为R1，表示外圆周处人员因冲击波作用导致肺出血而死亡的概率为0.5，它与爆炸量之间的关系为： R1 = 13.6（W TNT/1000）0.37= 13.6（20632.15/1000）0.37 =41.68≈42m 重伤区的人员如缺少防护，则绝大多数将遭受严重伤害，极少数人可能死亡。其内径即为死亡半径R1，外径记为R2，代表该处人员因冲击波作用耳膜破裂的概率为0.5，它要求的冲击波峰值超压为44000Pa。冲击波超压ΔP按下式计算： ΔP= 0.137 Z-3 + 0.119 Z-2 + 0.269 Z-1 - 0.019 ΔP= 44000/P0 = 44000/101325 = 0.434 式中：Z= R2/（E/P0）1/3 ΔP—冲击波超压，Pa; Z—中间因子； E—蒸气云爆炸能量值，J； E=aWQ=0.03×55203.7×56061.88=92844696.15kJ =92844696150J P0—大气压，取101325Pa； 得R2=105.83m≈106m 轻伤区的人员如缺少防护，则绝大多数将遭受轻微伤害，少数人将受重伤或者平安无事。轻伤区的内径为重伤区的外径R2，外径为R3，表示外边界处耳膜因冲击波作用破裂的概率为0.01，它要求的冲击波峰值超压为17000Pa。冲击波超压ΔP按下式计算：

蒸气云爆炸事故后果计算过程

蒸气云爆炸事故后果计算过程 1）蒸气云爆炸事故情景 设2000m3油罐汽油较大规模泄漏，泄漏量37857kg，经蒸发形成油蒸气，遇点火源发生爆炸事故的危害范围。 2）蒸气云爆炸总能量 油气爆炸总能量由下式计算： E=1.8 aW f Q f 式中：1.8－地面爆炸系数； a－可燃气体蒸气云的当量系数，取0.04； W f－汽油泄漏量（kg）；37857kg（占油罐储量2.6%） Q f－汽油燃烧热（kJ/kg）。 经计算E= 1.1903×108 kJ 3）蒸气云爆炸当量 蒸气云TNT当量由下式计算： W TNT = aW f Q f/Q TNT 式中： W TNT、a、W f、Q f计算同上； Q TNT—TNT爆炸热，取Q TNT=4520 kJ/kg。 经计算W TNT =1.463×104 kg 4）爆炸冲击波超压伤害范围 （1）死亡区范围 死亡区按TNT冲击波超压－冲量准则公式计算： R=13.6（W TNT/1000）0.37 =36.7m （2）重伤和轻伤区范围 重伤和轻伤按蒸气云爆炸冲击波超压公式计算： Ln（△P S /P0）= -0.9126-1.5058 LnZ+0.167 Ln2Z-0.032 Ln3Z 式中： Z = R (P0/E)1/3， R－目标到蒸气云中心距离，m； P0－大气压Pa； E－蒸气云爆炸总能量J。 蒸气云爆炸冲击波重伤超压按44Kpa计，轻伤超压按17Kpa计，根据蒸气云爆炸冲击波超压计算公式得出： 重伤半径：R1=100 m；轻伤半径：R2=190 m。 财产损失半径用下式计算：

R财＝KⅡW TNT1/3[1+(3175/W TNT)2]-1/6 KⅡ－建筑物破坏等级，二级为4.6。R财＝136m。 蒸气云爆炸破坏范围计算见表9-12。

蒸气云爆炸计算

LNG储罐区BLEVE爆炸危险性分析及扑救对策 数学模型计算方法 现将某液化天然气气化站项目中可能发生的危险化学品事故为LNG储罐泄漏发生事故。该LNG气化站现有6个150m3储罐。其发生爆炸事故所影响范围见如下分析： 1）沸腾液体扩展蒸气爆炸（BLEVE）模型 假设LNG储罐突然瞬间泄漏时，储罐内压力平衡破坏，储罐内压力急剧减少，LNG急剧气化，大量气化后的天然气（CNG）释放出来，遇到点火源就会发生剧烈的燃烧，产生巨大的火球，形成强烈的热辐射，即发生沸腾液体扩展蒸气爆炸。 沸腾液体扩展蒸气爆炸的主要危险是强烈的热辐射，近场以外的压力效应不重要。其火球的特征可用国际劳工组织（ILO）建议的蒸气爆炸模型来估算。火球半径的计算公式为： R=2.9W1/3 式中R——火球半径，m； W——火球中消耗的可燃物质量，kg。 对单罐储存，W取罐容量的50%；双罐储存；W取罐容量的70%；多罐储存，取W为罐容量的90%。 2）该LNG气化站沸腾液体扩展蒸气爆炸（BLEVE）模型计算 该气化站储存有6个150m3储罐。假设1个150m3LNG储罐发生燃烧爆炸，燃烧物质取该LNG储罐最大储存量的90%，则燃烧物质的质量为：W=90%Vρ=150×0.46×90%=62.1吨 V——储罐体积，m3

ρ——密度，103kg/m3 代入式中，得到： 火球半径R=2.9(62100)1/3=79.83(m) 火球持续时间按下式计算: t=0.45W1/3=0.45（62100）1/3 =13.39(s) 目标接收到热辐射通量的计算，按下式计算： q(r)=q0R2r(1-0.058 Inr)/(R2+r2)3/2 式中：r——目标到火球中心的水平距离，m； q0——火球表面的辐射通量，W/m2。对柱形罐取270kW/m2，球形罐取200kW/m2。 R——火球半径，m。 有了热辐射q（r），即可求不同伤害、破坏时的热通量及其半径。 死亡可根据下式计算： P r=-36.38+2.56 In(tq14/3) 式中：P r=5 t-火球持续时间。 重伤可根据下式计算： P r=-43.143+3.0188 In(tq24/3) 轻伤可根据下式计算： P r=-39.83+3.0188 In(tq34/3) 通过q1、q2、q3可以求得对应的死亡半径R1、重伤半径R2及轻伤半径R3。经计算，上述LNG发生火灾爆炸事故造成的人员伤亡范围见下表。 表8-18 化学品出现火灾爆炸事故造成人员伤亡的范围 爆炸性介质 名称最大储存 数量W(t) 死亡半径（m）重伤半径（m）轻伤半径（m） 财产损失半 径（m）

蒸气云爆炸事故计算

1）蒸气云爆炸事故情景 设2000m3油罐汽油较大规模泄漏，泄漏量37857kg，经蒸发形成油蒸气，遇点火源发生爆炸事故的危害范围。 2）蒸气云爆炸总能量 油气爆炸总能量由下式计算： E=1.8 aW f Q f 式中：1.8－地面爆炸系数； a－可燃气体蒸气云的当量系数，取0.04； W f－汽油泄漏量（kg）；37857kg（占油罐储量2.6%） Q f－汽油燃烧热（kJ/kg）。 经计算E= 1.1903×108 kJ 3）蒸气云爆炸当量 蒸气云TNT当量由下式计算： W TNT = aW f Q f/Q TNT 式中：W TNT、a、W f、Q f计算同上； Q TNT—TNT爆炸热，取Q TNT=4520 kJ/kg。 经计算W TNT =1.463×104kg 4）爆炸冲击波超压伤害范围 （1）死亡区范围 死亡区按TNT冲击波超压－冲量准则公式计算： R=13.6（W TNT/1000）0.37 =36.7m

（2）重伤和轻伤区范围 重伤和轻伤按蒸气云爆炸冲击波超压公式计算： Ln（△P S /P0）= -0.9126-1.5058 LnZ+0.167 Ln2Z-0.032 Ln3Z 式中：Z = R (P0/E)1/3， R－目标到蒸气云中心距离，m； P0－大气压Pa； E－蒸气云爆炸总能量J。 蒸气云爆炸冲击波重伤超压按44Kpa计，轻伤超压按17Kpa计，根据蒸气云爆炸冲击波超压计算公式得出： 重伤半径：R1=100 m；轻伤半径：R2=190 m。 财产损失半径用下式计算： R财＝KⅡW TNT1/3[1+(3175/W TNT)2]-1/6 KⅡ－建筑物破坏等级，二级为4.6。 R财＝136m。 蒸气云爆炸破坏范围计算见表9-12。 表9-12 汽油泄漏形成蒸气云爆炸危害范围