蒸汽云爆炸、池火災(zāi)計(jì)算方法

1、.附件 4 定量分析危險(xiǎn)、有害程度的過程附件 4.1 固有危險(xiǎn)程度定量分析1、具有爆炸性的化學(xué)品的質(zhì)量及相當(dāng)于梯恩梯（TNT）的摩爾量附表 4.7.1相關(guān)數(shù)據(jù)生產(chǎn)場(chǎng)燃燒熱最易爆名稱分子量所物料(kJ/mol)爆炸極限質(zhì)量炸濃度二 硫76.1415t1030.81.3-44%（ V/V ） 7.5化 碳氨17.071.8316.2516-25%（ V/V） 17硫 磺32.0615t29735-1400g/m 3701、爆炸空間物質(zhì)量計(jì)算Wf=VLm3式中： V-爆炸空間的體積大小m,Lm-最易爆炸濃度- 可燃?xì)怏w的密度1）二硫化碳IS90 車間的晾曬廠房 24*15*8=2880m3 二硫化碳

2、的密度為 3.17kg/m 3備注假定生產(chǎn)場(chǎng)所發(fā)生嚴(yán)重泄漏使生產(chǎn)廠房?jī)?nèi)部空間的濃度達(dá)到爆炸極限下限而發(fā)生爆炸假定硫磺粉碎及干燥廠房?jī)?nèi)部空間的濃度達(dá)到粉塵爆炸極限濃度而發(fā)生爆炸最易發(fā)生爆炸的總量Wf=VLm=2880*7.5%*3.17=685kg上限發(fā)生爆炸的總量Wf=VLm=2880*44%*3.17=4020kg2）氨'.制冷車間廠房 20*15*8=2400m3氨的密度為 0.71kg/m 3最易發(fā)生爆炸的總量Wf=VLm=2400*17%*0.71=290kg上限發(fā)生爆炸的總量Wf=VLm=2400*25%*0.71=426kg3）硫磺粉塵IS60 車間的粉碎廠房24*15*8

3、=2880m3硫磺的最易爆炸濃度為70g/m3=0.07kg/m 3Wf=VLm=2880*0.07=202kg硫磺的發(fā)生爆炸的上限濃度為1400g/m3=1.4kg/m 3Wf=VLm=2880*1.4=4032kg2、TNT當(dāng)量計(jì)算蒸汽云爆炸的 TNT當(dāng)量計(jì)算公式： WTNT=AWfQf/QTNT 式中 A 蒸汽云的 TNT當(dāng)量系數(shù)，取 4；WTNT蒸汽云的 TNT當(dāng)量， Kg；Wf蒸汽云中燃料總質(zhì)量，Kg；Qf燃料的燃燒熱， MJ/Kg；QTNTTNT的爆熱， QTNT=4520 kJ/kg ；1）二硫化碳蒸汽云爆炸的TNT當(dāng)量計(jì)算：WTNT1=AWfQf /QTNT0.04 ×

4、;685×1000/76.14 ×1030.8/452082.1kgWTNT2=AWfQf /QTNT 0.04 ×4020×1000/76.14 ×1030.8/4520482kg'.2）硫磺粉塵蒸汽云爆炸的TNT當(dāng)量計(jì)算：WTNT1=AWfQf /QTNT0.04 ×202×1000/32.06 ×297/4520 16.6KgWTNT2=AWfQf /QTNT0.04 ×4032×1000/32.06 ×297/4520 331Kg3）氨蒸汽云爆炸的TNT當(dāng)量計(jì)算：WTN

5、T1=AWfQf/QTNT 0.04 ×290×1000/17.07 ×361.25/452054.3KgWTNT2=AWfQf/QTNT 0.04 ×426×1000/17.07 ×361.25/452080Kg3、具有可燃性的化學(xué)品的質(zhì)量及燃燒后放出的熱量1）二硫化碳燃燒后放出的熱量生產(chǎn)車間二硫化碳的Q1 1030.8 ×15000×1000/76.14=20.3× 107J儲(chǔ)罐區(qū)二硫化碳的Q21030.8 ×30000×1000/76.14=40.6 ×107J2）硫磺

6、燃燒后放出的熱量 10t 硫磺燃燒 Q1297×10000×1000/32.06=9.26 ×107J 15t 硫磺燃燒 Q2297×15000×1000/32.06=13.89 ×107J 300t 硫磺燃燒 Q3297×3000000×1000/32.06=2778 ×107J 500t 硫磺燃燒 Q4297×5000000×1000/32.06=4630 ×107J 3）全部氨燃燒 Q361.25 ×1800×1000/17.07=3.81 

7、5; 107J附件 4.2 爆炸事故影響的范圍1、爆炸事故的條件'.引發(fā)爆炸的條件是： 爆炸品（內(nèi)含還原劑和氧化劑） 或可燃物（可燃?xì)狻⒄魵饣蚍蹓m） 與空氣混合物達(dá)到爆炸極限范圍并由起爆能源同時(shí)存在引發(fā)爆炸。引發(fā)火災(zāi)的三個(gè)條件是：可燃物、氧化劑和點(diǎn)火能源同時(shí)存在，相互作用。本項(xiàng)目爆炸性、可燃性的化學(xué)品的作業(yè)場(chǎng)所出現(xiàn)泄漏后，可能引發(fā)爆炸、火災(zāi)事故的條件見附表4.2.1 。附表 4.2.1 作業(yè)場(chǎng)所出現(xiàn)泄漏后爆炸、火災(zāi)事故的條件爆炸、火災(zāi)事故條件內(nèi)容備注爆炸品無(wú)可燃物硫磺、氨、二硫化碳可燃物如果泄漏后蒸氣遇火源發(fā)生延遲點(diǎn)火，存在發(fā)生蒸氣云爆炸的危險(xiǎn)氧化劑空氣中的氧點(diǎn)火能源1.化學(xué)（或物理）

8、火源：明火2.電火源：電氣火花、靜電火花、雷電等3.機(jī)械火源：如摩擦、撞擊、絕熱壓縮等4.熱火源：蒸汽、管道高溫表面5.聚光源2、爆炸事故造成人員傷害的范圍根據(jù)危險(xiǎn)辨識(shí)， 本項(xiàng)目最有可能發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)場(chǎng)所為硫磺粉碎作業(yè)場(chǎng)所發(fā)生的粉塵爆炸。1）蒸氣云爆炸事故傷亡范圍計(jì)算根據(jù)超壓沖量準(zhǔn)則和概率模型得到的半死亡率半徑R0 公式如下：R0.513.6(WTNT ) 0.371000式中： WTNT蒸汽云的 TNT當(dāng)量， kg；'.2）蒸氣云爆炸事故傷亡范圍計(jì)算結(jié)果本項(xiàng)目爆炸事故造成人員傷亡半徑見下附表4.2.2.附表 4.2.2 爆炸事故造成人員傷亡半徑表最易發(fā)生爆炸最大極限爆炸子單元名稱?；?/p>

9、品名稱TNT當(dāng)死亡半TNT當(dāng)死亡半備注量（ Kg） 徑（ m）量（ Kg） 徑（ m）IS60硫磺生產(chǎn)裝硫磺粉塵16.633118.83粉塵爆炸置IS90硫磺生產(chǎn)裝二硫化碳82.15.448210.4蒸氣云爆炸置制冷、制氮系統(tǒng)氨54.34.6805.3蒸氣云爆炸3）結(jié)果分析以上計(jì)算是根據(jù)兩個(gè)假設(shè)條件， 一般來(lái)說(shuō)達(dá)到爆炸上限而發(fā)生嚴(yán)重爆炸事故的可能性很小， 而達(dá)到下限即發(fā)生較小爆炸的可能性也較小，每一種易燃易爆化學(xué)品都有它最易發(fā)生爆炸的濃度， 這時(shí)的爆炸影響范圍最可信。（1）IS60 車間硫磺粉塵發(fā)生爆炸，可能引起地面及墻壁上的粉塵飛揚(yáng)而引起二次爆炸， 二次爆炸的威力根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)粉塵的總量，如果粉塵

10、量很大，二次爆炸的威力和引起死亡的距離也要大很多，死亡半徑達(dá)到 8.83m。（ 2）IS90 車間發(fā)生二硫化碳蒸汽云爆炸的模擬計(jì)算是按照最易發(fā)生爆炸的濃度計(jì)算，如果大量泄漏，場(chǎng)所內(nèi)的物料濃度達(dá)到上限，那么爆炸威力和影響范圍也會(huì)大很多，死亡半徑達(dá)到10.4m。（ 3）制冷車間氨泄漏發(fā)生爆炸的上下極限相差不大，發(fā)生蒸汽云爆炸最大死亡半徑也達(dá)到 5.3m.'.附件 4.3 池火災(zāi)事故影響的范圍二硫化碳屬于可燃性液體， 泄漏后流到地面形成液池， 或流到水面并覆蓋水面，遇到引火源燃燒而形成池火。(1) 燃燒速度當(dāng)液池中的可燃物的沸點(diǎn)高于周圍環(huán)境溫度時(shí)， 液池表面上單位面積燃燒速度 dm 為：dt

11、dm0.001H C=0.00113540000=0.03822dtCp (Tb T0 ) H240(319303) 351000/m s式中， dm 單位表面積燃燒速度， /m2s；dtH C 液體燃燒熱，二硫化碳的H C =13540000J/；C p 液體的定壓比熱，二硫化碳的C p =240J/ K ；Tb 液體沸點(diǎn)，二硫化碳的Tb =319K；T0 環(huán)境溫度，設(shè)環(huán)境溫度為T0 =303K；H 液體蒸發(fā)熱，二硫化碳的H =351000J/ 。(2) 火焰高度火焰高度 h 可按下式計(jì)算：dmh=84r dt 0.6 =84×3.4 0.0382 0.6 =9.802gr1.29

12、 2 9.83.4式中，0 - 周圍空氣密度，為1.29 /m3 ；g- 重力加速度， 9.8m/s 2；2r- 液池半徑，液池為正方形，面積36m，半徑為 3.4m(3) 熱輻射通量'.設(shè)液池為一半徑為 r的圓形池，則液池燃燒時(shí)放出的總熱通量Q為：Q( r 22rh ) dmH c ( dm) 0.61 1dtdt= (3.422 3.4 9.8)0.0382 0.25 13540000( 0.0382) 0.611=3.6×107 w=3.6×104 kw式中， r 液池半徑， m；h火焰高度， m；效率因子，可取0.13-0.35 ；本項(xiàng)目取 0.25Hc液體

13、燃燒熱， J/ ；(4) 熱輻射強(qiáng)度假設(shè)全部輻射熱都是從液池中心點(diǎn)的一個(gè)微小的球面發(fā)出的則在距液池中心某一距離的入射熱輻射強(qiáng)度I 為：I Qtc 4 x2式中， Q 總熱輻射通量， W；tc 空氣導(dǎo)熱系數(shù) , 本項(xiàng)目取 1；x對(duì)象點(diǎn)到液池中心距離。當(dāng)入射通量一定時(shí)可以求出目標(biāo)點(diǎn)到液池中心距離，因此：2Qt c360001當(dāng) I =37.5kW/m時(shí)， xI8.74 m44 37.52Qt c360001當(dāng) I =25.0kW/m時(shí)， xI10.7 m44 25.02Qt c360001當(dāng) I =12.5kW/m時(shí)， xI15.2 m44 12.5'.2Qt c360001當(dāng) I =4.0kW/m時(shí)， xI4 4.026.8m42Qt c360001當(dāng) I =1.6kW/m時(shí)， xI4 1.642.3m4若發(fā)生嚴(yán)重池火災(zāi)，其計(jì)算結(jié)果如下表：附表 4.3.1二硫化碳池火災(zāi)影響半徑計(jì)算結(jié)果表傷害半基本計(jì)算結(jié)果徑熱輻射強(qiáng)度對(duì)設(shè)備的損壞對(duì)人的傷害Kw/m2m燃燒速度 0.03828.