蒸汽云爆炸、池火灾计算方法

附件4定量分析危险、有害程度的过程

附件4.1固有危险程度定量分析

1、具有爆炸性的化学品的质量及相当于梯恩梯（TNT）的摩尔量

附表4.7.1 相关数据

1、爆炸空间物质量计算

W f=VLmρ

式中：V-爆炸空间的体积大小m3,

Lm-最易爆炸浓度

ρ-可燃气体的密度

1）二硫化碳

IS90车间的晾晒厂房24*15*8=2880m3

二硫化碳的密度为3.17kg/m3

最易发生爆炸的总量W f=VLmρ=2880*7.5%*3.17=685kg

上限发生爆炸的总量W f=VLmρ=2880*44%*3.17=4020kg

2）氨

制冷车间厂房20*15*8=2400m3

氨的密度为0.71kg/m3

最易发生爆炸的总量W f=VLmρ=2400*17%*0.71=290kg

上限发生爆炸的总量W f=VLmρ=2400*25%*0.71=426kg

3）硫磺粉尘

IS60车间的粉碎厂房24*15*8=2880m3

硫磺的最易爆炸浓度为70g/m3=0.07kg/m3

W f=VLm=2880*0.07=202kg

硫磺的发生爆炸的上限浓度为1400g/m3=1.4kg/m3

W f=VLm=2880*1.4=4032kg

2、TNT当量计算

蒸汽云爆炸的TNT当量计算公式：W TNT=AW f Q f/Q TNT

式中 A－蒸汽云的TNT当量系数，取4％；

W TNT－蒸汽云的TNT当量，Kg；

W f－蒸汽云中燃料总质量，Kg；

Q f－燃料的燃烧热，MJ/Kg；

Q TNT－TNT的爆热， Q TNT=4520 kJ/kg；

1）二硫化碳蒸汽云爆炸的TNT当量计算：

W TNT1=AW f Q f/Q TNT＝0.04×685×1000/76.14×1030.8/4520＝82.1kg

W TNT2=AW f Q f/Q TNT＝0.04×4020×1000/76.14×1030.8/4520＝482kg

2）硫磺粉尘蒸汽云爆炸的TNT当量计算：

W TNT1=AW f Q f/Q TNT＝0.04×202×1000/32.06×297/4520＝16.6Kg

W TNT2=AW f Q f/Q TNT＝0.04×4032×1000/32.06×297/4520＝331Kg

3）氨蒸汽云爆炸的TNT当量计算：

W TNT1=AW f Q f/Q TNT＝0.04×290×1000/17.07×361.25/4520＝54.3Kg

W TNT2=AW f Q f/Q TNT＝0.04×426×1000/17.07×361.25/4520＝80Kg

3、具有可燃性的化学品的质量及燃烧后放出的热量

1）二硫化碳燃烧后放出的热量

⑴生产车间二硫化碳的Q1＝1030.8×15000×1000/76.14=20.3×107J

⑵储罐区二硫化碳的Q2＝1030.8×30000×1000/76.14=40.6×107J

2）硫磺燃烧后放出的热量

⑴10t硫磺燃烧Q1＝297×10000×1000/32.06=9.26×107J

⑵15t硫磺燃烧Q2＝297×15000×1000/32.06=13.89×107J

⑶300t硫磺燃烧Q3＝297×3000000×1000/32.06=2778×107J

⑷500t硫磺燃烧Q4＝297×5000000×1000/32.06=4630×107J

3）全部氨燃烧Q＝361.25×1800×1000/17.07=3.81×107J

附件4.2爆炸事故影响的范围

1、爆炸事故的条件

引发爆炸的条件是：爆炸品（内含还原剂和氧化剂）或可燃物（可燃气、蒸气或粉尘）与空气混合物达到爆炸极限范围并由起爆能源同时存在引发爆炸。

引发火灾的三个条件是：可燃物、氧化剂和点火能源同时存在，相互作用。本项目爆炸性、可燃性的化学品的作业场所出现泄漏后，可能引发爆炸、火灾事故的条件见附表4.2.1。

附表4.2.1作业场所出现泄漏后爆炸、火灾事故的条件

2、爆炸事故造成人员伤害的范围

根据危险辨识，本项目最有可能发生爆炸的危险场所为硫磺粉碎作业场所发生的粉尘爆炸。

1）蒸气云爆炸事故伤亡范围计算

根据超压－冲量准则和概率模型得到的半死亡率半径R 0公式如下：

37

.05.0)

1000

(

6.13TNT W R

式中：W TNT ——蒸汽云的TNT 当量，kg ；

2）蒸气云爆炸事故伤亡范围计算结果

本项目爆炸事故造成人员伤亡半径见下附表4.2.2.

附表4.2.2爆炸事故造成人员伤亡半径表

3）结果分析

以上计算是根据两个假设条件，一般来说达到爆炸上限而发生严重爆炸事故的可能性很小，而达到下限即发生较小爆炸的可能性也较小，每一种易燃易爆化学品都有它最易发生爆炸的浓度，这时的爆炸影响范围最可信。

（1）IS60车间硫磺粉尘发生爆炸，可能引起地面及墙壁上的粉尘飞扬而引起二次爆炸，二次爆炸的威力根据现场粉尘的总量，如果粉尘量很大，二次爆炸的威力和引起死亡的距离也要大很多，死亡半径达到8.83m。

（2）IS90车间发生二硫化碳蒸汽云爆炸的模拟计算是按照最易发生爆炸的浓度计算，如果大量泄漏，场所内的物料浓度达到上限，那么爆炸威力和影响范围也会大很多，死亡半径达到10.4m。

（3）制冷车间氨泄漏发生爆炸的上下极限相差不大，发生蒸汽云爆炸最大死亡半径也达到5.3m.

附件4.3 池火灾事故影响的范围

二硫化碳属于可燃性液体，泄漏后流到地面形成液池，或流到水面并覆盖水面，遇到引火源燃烧而形成池火。

(1)燃烧速度

当液池中的可燃物的沸点高于周围环境温度时，液池表面上单位面积燃烧速度

dt

dm 为：

H

T T C H dt

dm b p C +-=

)(001.00=

351000

)303319(24013540000001.0+-?=0.0382㎏/m 2s

式中，

dt

dm —单位表面积燃烧速度，㎏/m 2s ；

C

H —液体燃烧热，二硫化碳的C H =13540000J/㎏；

p C —液体的定压比热，二硫化碳的p C =240J/㎏ K ；

b

T —液体沸点，二硫化碳的b T =319K ；

0T —环境温度，设环境温度为0T =303K ；

H

—液体蒸发热，二硫化碳的H =351000J/㎏。

(2)火焰高度

火焰高度h 可按下式计算：

h=84r 6.00]2[

gr dt dm

ρ=84×3.46.0]4

.38.9229.10382.0[??=9.8

式中，0ρ-周围空气密度，为1.29㎏/m 3；

g-重力加速度，9.8m/s 2；

r-液池半径，液池为正方形，面积36m 2，半径为3.4m (3)热辐射通量

设液池为一半径为r 的圆形池，则液池燃烧时放出的总热通量Q 为：

]1)

[(

)

2(Q 61

.02

++=dt

dm H dt

dm rh r c ηππ

=]1)

0382.0[(1354000025.00382.0)8.94.324.3(61

.02

+????+?ππ

=3.6×107 w =3.6×104 kw 式中，r —液池半径，m ；

h —火焰高度，m ；

η—效率因子，可取0.13-0.35；本项目取0.25 Hc —液体燃烧热，13540000J/㎏； (4)热辐射强度

假设全部辐射热都是从液池中心点的一个微小的球面发出的则在距液池中心某一距离的入射热辐射强度I 为：

2

4I x

Qt c π=

式中，Q —总热辐射通量，W ；

c t —空气导热系数,本项目取

1；

x —对象点到液池中心距离。

当入射通量一定时可以求出目标点到液池中心距离χ，因此： 当I =37.5kW/m 2时，m

I Qt x c 8.745.3741360004=?=

=ππ 当I =25.0kW/m 2时，m

I Qt x c 10.70.2541360004=?==ππ 当I =12.5kW/m 2时，m

I

Qt x c 15.25

.1241360004=?==

ππ

当I =4.0kW/m 2时，m

I Qt x c 26.80.441360004=?=

=ππ 当I =1.6kW/m 2时，m

I

Qt x c 42.36

.141360004=?==

ππ

若发生严重池火灾，其计算结果如下表：

附表4.3.1 二硫化碳池火灾影响半径计算结果表

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

事故池计算

哈尔滨松花江发生重大水污染事件以后，国家出台了“国家突发环境事件应急预案”的通知。 中国石化随后出台了“关于印发《水体环境风险防控要点》(试行)的通知”及设计导则。 并在公司内全面铺开整改工作，年度内投资120亿已经正在实施，不知其他行业开展了什么工作?从大家关心程度来看估计还停留在嘴上说。 亡羊补牢，中石化应该是走在各行业的前面了！当然，在执行通知中发现有很多不太合理的地方，发出来以供水友们讨论！水体污染防控紧急措施设计导则 1、目的及范围 1.1为防范和控制石化企业发生事故时或事故处理过程中产生的物料泄露和污水对周边水体环境的污染及危害，降低环境风险，制定本导则。 1.2本导则适用于制定和完善现有石化企业内工艺装臵、储运设施、公用设施事故所导致的水体污染防控紧急措施。 其他设施可参照执行。 2、总则 2.1石化企业必须具备水体污染防控紧急措施。 2.2在制定水体污染防控紧急措施时应优先考虑利用现有设施。 当现有设施不能满足要求时，应制定特殊情况下的防控措施预案，同时应抓紧增补和完善防控设施。 2.3结合现有设施条件，事故时如能够通过转移物料达到避免事故扩大的，应首先进行物料转移。 2.4按发生1处事故设防，但编制预案时应考虑事故连锁反应的可能性。

2.5本导则同现行国家、行业标准规范相抵触时按要求较高者执行。 2.6本导则的执行应与集团公司“水体环境风险预防要点”相结合。 3、一般要求 3.1事故识别应从水体环境危害物质生产、储存、运输等各环节、全过程进行分析和评价。 3.2水体污染防控措施应在对以下因素进行识别和分析后确定。 a)环境危害物质识别；b)定危险源分布位臵；c)确定排水系统服务范围；d)污水处理能力识别；e)消防能力确定；f)事故识别;g)事故处理过程分析；h)事故污染物排放控制措施。 3.3应结合全厂区总平面布局、场地竖向、道路及排雨水系统现状，以自流排放为原则合理划分事故排水收集系统。 3.4当雨水必须进入事故排水收集系统时应采取措施尽量减少进入该系统的雨水汇水面积。 4、装臵区 4.1生产、使用水体环境危害物质的装臵应采取措施确保事故本身及处臵过程中受污染排水的收集。 4.2应根据收集区内生产装臵正常运行时及事故时受污染排水和不受污染排水的去向，设臵排水切换设施。 5、灌区 5.1储存可燃性对水体环境有危害物质的储罐未设臵防火堤的应按现行规范设臵。 现有不能满足防火及储存泄露物料要求的防火堤应进行完善。 5.2非可燃性对水体环境有危害物质的储罐应设臵围堰或事故存液池，围堰或事故存液池有效容积不宜小于罐组内1个最大储罐的容积。

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 =?? ???

储罐池火灾计算法

可燃性液体泄漏后流到地面形成液池，或流到水面并覆盖水面，遇到引火源燃烧形成池火。 该厂储罐区的10000m 3乙二醇、1000m 3甲醇储罐为重大危险源，本章假设储罐发生泄漏起火事故，利用池火灾计算模型对事故的后果进行计算分析。 5.3.1燃烧速度的确定 当液池的可燃物的沸点高于周围环境温度时，液池表面上单位面积燃烧速 度 dt dm 为： H T T C H dt dm b p c +-=)(001.00――――――――① 式中： dt dm ——单位表面积燃烧速度，kg/m 2?s ； c H ——液体燃烧热，J/kg ； p C ——液体的比定压热容，J/kg ·K ； b T ——液体沸点，K ； 0T ——环境温度，K ； H ——液体蒸发热，J/kg 。 当液池中液体的沸点低于环境温度时，如加压液化或冷冻液化气，液池表面 上单位面积的燃烧速度dt dm 为 H H dt dm c 001.0= ―――――――――② 式中符号意义同前。 乙二醇液池的沸点高于周围环境温度，故使用式①进行计算。 查得各个数据c H ＝281.9 kJ/mol ＝4.54×106 J/kg p C ＝2.35×103J/kg ·K b T ＝470.65K 0T ＝279.15K H ＝799.14×103 J/kg

燃烧速度可算得 dt dm ＝0.00363kg ·m 2 /s 同时，燃烧速度也可手册查得，下表5-8列出了一些可燃液体的燃烧速度。 表5-8 查表1-1可知甲醇的燃烧速度 dt ＝0.0576kg ·m 2/s 5.3.2火焰高度的计算 设池火为一半径为r 的圆池子，其火焰高度可按下式计算： 6 .02/10)2(/84? ? ????=gr dt dm r h ρ―――――――③ 式中：h ——火焰高度，m ； r ——液池半径，m ； 0ρ——周围空气密度，0ρ=2.93 kg/m 3； g ——重力加速度，g ＝9.8m/s 2 ； dt dm ——燃烧速度，kg/m 2 .s 。 乙二醇池面积＝4850 m 2，折算半径＝39.3 m 甲醇池面积＝2150 m 2，折算半径＝26.2 m 将已知数据代入公式得： 乙二醇火焰高度h ＝8.0879m 甲醇火焰高度 h ＝32.029m 。 5.3.3热辐射通量 当液池燃烧时放出得总热辐射通量为： ]172 [)2(61 .02 ++=dt dm H dt dm rh r Q c ηππ――――④ Q ——总热辐射通量。W ； η——效率因子，可取0.13～0.35。其它符号意义同前。 η取决于物质的饱和蒸汽压，

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

火灾爆炸热辐射后果影响预测(池火灾计算)

火灾热辐射后果预测（池火灾计算） 燃烧速度/火焰高度/热辐射强度及后果 对航空煤油（以下简称航煤）进行池火模拟，模拟热灼烧后果。 （1）液池直径 本项目隔堤围成的面积为2677m 2，则液池半径r=29.2m 。 （2）燃烧速度 液体表面单位面积的燃烧速度dm/dt 为： H T T c Hc dt dm O b p +-= )(001.0/ 式中： dm/dt ——单位表面积燃烧速度，)/(2 s m kg ?； c H ——液体燃烧热；航煤为43070000 kg J /； p c ——液体的定压比热容；航煤为2000)/(K kg J ?； b T ——液体的沸点；取航煤的最小沸点为473K ； o T ——环境温度；取25℃即298K ； H ——液体的汽化热；航煤为280000kg J /。 通过计算可知航煤的燃烧速度为)/(068.02s m kg ? （3）火焰高度 火焰高度计算公式为： 6 .02 1 0])2(/[ 84gr dt dm r h ρ= 式中，h ——火焰高度；m ； r ——液池半径；29.2m ； 0ρ——周围空气密度，ρ0=1.293kg/m 3 ；(标准状态)； g ——重力加速度，2 /8.9s m ； m h 66.58])2.298.92(293.10.068[2.29846 .02 1 =???= 因此，航煤储罐发生池火事故时火焰高度为58.66m 。

（4）热辐射通量 当液池燃烧时放出的总热辐射通量为： ()()[ ] 172/261 .02+??+=dt dm c dt dm H rh r Q ηππ 式中，Q ——总热辐射通量；W ； η——效率因子；可取0.13～0.35，取其平均值0.24； 其余符号意义同前。 计算得热辐射通量Q=6.3x108瓦。 （5）目标入射热辐射强度及后果 假设全部辐射热量由液池中心点的小球面辐射出来，则在距离池中心某一距离（X ）处的入射热辐射强度为： 2 4X Qt I c π= 式中，I ——入射通量；2/m W ； Q ——总热辐射通量；W ； c t ——热传导系数，在无相对理想的数据时，可取值为1； X ——目标点到液池中心距离；m 。 当入射通量一定时，可以求出目标点到液池中心距离X ： 当2 /5.37m kW I =时，m I Qt X c 57.36105.3714.341 106.343 8=?????==π 当2/25m kW I =时，X=44.79m 当2/5.12m kW I =时，X=63.35m 当2/0.4m kW I =时，x=111.98m 当2/6.1m kW I =时，X=177.06m 火灾通过热辐射的方式影响周围环境，当火灾产生的热辐射强度足够大时，可造成周围设施受损甚至人员伤亡。不同入射通量造成的损失如下表：

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

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

蒸汽云爆炸池火灾计算方法

附件4定量分析危险、有害程度的过程 附件4.1固有危险程度定量分析 1、具有爆炸性的化学品的质量及相当于梯恩梯（TNT）的摩尔量 附表4.7.1 相关数据 1、爆炸空间物质量计算 W f=VLmρ 式中：V-爆炸空间的体积大小m3, Lm-最易爆炸浓度 ρ-可燃气体的密度 1）二硫化碳 IS90车间的晾晒厂房24*15*8=2880m3 二硫化碳的密度为3.17kg/m3 最易发生爆炸的总量W f=VLmρ=2880*7.5%*3.17=685kg 上限发生爆炸的总量W f=VLmρ=2880*44%*3.17=4020kg 2）氨

制冷车间厂房20*15*8=2400m3 氨的密度为0.71kg/m3 最易发生爆炸的总量W f=VLmρ=2400*17%*0.71=290kg 上限发生爆炸的总量W f=VLmρ=2400*25%*0.71=426kg 3）硫磺粉尘 IS60车间的粉碎厂房24*15*8=2880m3 硫磺的最易爆炸浓度为70g/m3=0.07kg/m3 W f=VLm=2880*0.07=202kg 硫磺的发生爆炸的上限浓度为1400g/m3=1.4kg/m3 W f=VLm=2880*1.4=4032kg 2、TNT当量计算 蒸汽云爆炸的TNT当量计算公式：W TNT=AW f Q f/Q TNT 式中 A－蒸汽云的TNT当量系数，取4％； W TNT－蒸汽云的TNT当量，Kg； W f－蒸汽云中燃料总质量，Kg； Q f－燃料的燃烧热，MJ/Kg； Q TNT－TNT的爆热， Q TNT=4520 kJ/kg； 1）二硫化碳蒸汽云爆炸的TNT当量计算： W TNT1=AW f Q f/Q TNT＝0.04×685×1000/76.14×1030.8/4520＝82.1kg W TNT2=AW f Q f/Q TNT＝0.04×4020×1000/76.14×1030.8/4520＝482kg

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。

池火灾解析

原油罐区池火火灾模型分析 孟庆萍 辽宁工程技术大学机械系，辽宁阜新(123000 E-mail ： 摘要: 火灾、爆炸是原油罐区最常见的重大事故，经常造成严重的人员伤亡和巨大的财产损失，但人们对该类安全事故的认识大都停留在定性阶段。本文详细论述了池火火灾模型，在此基础上应用该模型对原油罐区所发生火灾的危险性进行了定量分析。本文将能加深人们对原油罐区火灾的认识，提高安全防范意识。 关键词：原油罐区；池火；火灾模型；人机系统 1．引言 在油田联合站、长输管线的首末站及石化炼厂中，原油罐区是储存原油最集中的场所，储存的原油量较大，由于生产操作、储罐及与其相连的设备、管理等原因，原油罐区极易发生油气的跑冒滴漏，存在很大的火灾安全隐患。原油罐区一旦发生油气泄露，极有可能发生火灾、爆炸事故，造成严重的人员伤亡和巨大的财产损失。 原油泄露的原因从人－机系统来考虑主要有设计失误、设备原因、管理原因及人为失误等原因。原油泄露后聚集在防火堤内形成液池，原油液池表面油气由于对流而蒸发，遇到引火源会发生池火灾。美国学者R. Merrifield和T. A. Roberts提出, 可燃液体引起的池火灾, 热辐射是其主要危害[1]。热辐射对人体的伤去主要通过不同热辐射通量对人体产生的不同伤害程度来表示。池火火灾通过辐射热的形式对周围的人、财、物产生危害，其危害程度可依据其辐射强度作为指标来参考，而辐射强度与池火燃烧速度、火焰高度、热辐射通量密切相关，因此池火火灾模型主要通过池火燃烧速度、火焰高度、热辐射通量、辐射强度四个参数来表述[2]。 2．池火火灾模型简述

可燃液体（如汽油、柴油等）泄露后流到地面形成液池，或流到水面并覆盖水面，遇到火源燃烧而形成池火。池火的燃烧速度、火焰高度、热辐射通量及目标辐射强度可用下面几个关系式来表述[3]： 2.1 燃烧速度 当液池中的可燃液体的沸点高于周围环境温度时，液体表面上单元面积的燃烧速度dm/dt为 0. 001H C dm dm 式中：—单位表面积燃烧速度，kg/(㎡.s ； H C —液=dt C P (T b ?T 0 +H dt 体燃烧热；J/(kg.k； C p —液体的比定压热容；J/(kg.K；T b —液体的沸点，K ； T 0—环境温度,K ； H —液体的气化热，J/kg。 2.2火焰高度 设液池为一半径为r 的圆池子，火焰高度按下式计算： h =84r [dm /dt 0. 6 式中：H 一火焰高度.m ；r 一液池半径.m ；dm/dt一燃烧速率；ρ0(2gr 0. 5 kg/ ( m2. s ；ρ0一空气密度.kg/m3；g 一重力加速度；数值为9. 8m/ s2 。 2.3 热辐射通量 半径为r 的液池燃烧时的总热辐射通量为： dm Q =(πγ+2πγh ηH C dt 2??dm ?0. 60?/?72??+1?式中：Q 一总热辐射通量.w ；q 一效率??dt ???? 因子，可取0.13～0.35；其它符号同上式。

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

池火灾事故后果计算过程

池火灾事故后果计算过程 1）池火灾事故后果计算过程（1）柴油泄漏量设定一个5000m3柴油罐底部DN200进油管管道破裂出现长50cm，宽1 cm的泄漏口，泄漏后10分钟切断泄漏源。泄漏的液体在防火堤内形成液池，泄漏时工况设定情况见表9-4。表9-4 油品连续泄漏工况泄漏源介质温度( 0C)介质压力（Mpa）介质密度（kg/m3）泄口面积(m2)泄漏时间(min)备注柴油罐常温常压8700.00510按10分钟后切断泄漏源计柴油泄漏量用柏努利公式计算：Q = CdAρ *2(P-P0)/ ρ+2gh+1/2 W = Q.t式中: Q－泄漏速率（kg/s）；W－泄漏量（kg）；t－油品泄漏时间（s），t=600 sCd－泄漏系数，长方形裂口取值0.55（按雷诺数Re＞100计）；A－泄漏口面积（m2）；A =0.005 m2ρ－泄漏液体密度（kg/ m3）；P－容器内介质压力（Pa）；P0 －大气压力（Pa）；g－重力加速度（9.8 m /s2）；h－泄漏口上液位高度（m），柴油罐液面安全高度15.9 m。经计算Q = 42.23 kg/s、W = 25341 kg（10分钟泄漏量）（2）泄漏柴油总热辐射通量Q（w）柴油泄漏后在防火堤内形成液池，遇点火源燃烧而形成池火。总热辐射通量Q（w）采用点源模型计算：Q = (л r2 + 2л rh) •m f •η•Hc/（72 m f 0。61+ 1）式中: m f—单位表面积燃烧速度kg/m2 .s，柴油为0.0137；Hc—柴油燃烧热，Hc = 43515kJ/kg；h—火焰高度h（m），按下式计算：h = 84 r{ m f /*ρO（2 g r）1/2+}0.6 ρO—环境空气密度，ρO=1.293kg/ m3；g—重力加速度，9.8 m /S2 &

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

柴油库池火灾模拟分析

柴油库池火灾模拟分析 1 依据 (1) 《化工企业定量风险评价导则》（AQ/T 3046-2013） (2) 《石油化工企业设计防火规范》（GB 50160-2008） 2 库区简况 估测：油库为长方形，长70m ，宽66m ；内由0.5m 高隔堤分隔成2×2000m 3罐区和6×1000m 3罐区两部分。 1 3 2 4 6 5 7 8 1000m 3 ×6，规格：Φ11630×11960 2000m 3 ×2，规格：Φ15920×12835 隔堤，0.5m 高 防火堤，1m 高 70m 66m 大罐区内面积 1880.08m 3 27m

3 泄露分析 3.1 泄漏场景 柴油储槽为常压储罐，以2000m 3储槽分析可信泄漏场景，其常见的泄露场景见表3.1-1。 表3-1 2000 m 3柴油罐常见泄露场景 注：完全破裂为1储槽柴油全部泄漏。 3.2 泄漏量计算 设2000 m 3柴油罐发生小孔泄露，泄露点位于距槽底0.4m 处，泄漏时储槽内柴油液位为10m ，则泄漏量计算见式3.2-1和3.2-2。 t A A gC gh p p AC Q L m 0 2 2 000 2ρρρ-???? ??+-= （3.2-1） 式中： Q m ——瞬时泄漏质量流率，单位为Kg/s ； P ——储罐内压力,单位为Pa ，同环境压力； P 0——环境压力,单位为Pa ； C 0——液体泄漏系数，取1； g ——重力加速度，9.8 m/s 2； A ——裂口面积，单位为m 2； A 0——储槽截面积，单位为m 2；

h L ——裂口上方液面高度，为9.6 m ； t ——泄漏时间，单位为s 。 dt Q W t m ?=0 （3.2-2） 式中： W ——总泄露量，单位：kg ； 其计算结果见表3-2。 表3-2 不同泄漏场景的泄漏量 4 池火计算 柴油泄漏后在防火堤内聚集形成液池，若遇引火源可引发池火灾。池火灾的计算如下： 4.1 液池面积 根据泄漏的液体量和地面性质，按式4-1计算液池最大可能的池面积。 （4-1） 式中： S ——液池面积，单位为m 2； () ρ?=min /H W S

爆炸评价模型及伤害半径计算讲解

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