蒸氣云爆炸模型

1、5.4.1 蒸氣云爆炸模型分析蒸氣云爆炸能產(chǎn)生多種破壞效應(yīng)，如沖擊波超壓、熱輻射、碎片作用等，但最危險、破壞力最強的是沖擊波的破壞效應(yīng)。常見的沖擊波傷害破壞準(zhǔn)則有：超壓準(zhǔn)則、沖量準(zhǔn)則、壓力沖量準(zhǔn)則等。本次評價采用超壓準(zhǔn)則。蒸氣云爆炸的超壓使用TNT當(dāng)量法進(jìn)行計算。蒸氣云爆炸的TNT當(dāng)量可用下式估算：式中：1.8：地面爆炸系數(shù)；:蒸氣云的TNT當(dāng)量系數(shù)，0.04；Wf:液化石油氣形成的蒸汽云中參與爆炸的燃料的質(zhì)量，kg；Qf：燃料的燃燒熱，kJ/kg；QTNT：TNT的爆熱，4520kJ/kg；WTNT：蒸氣云的TNT當(dāng)量，kg；根據(jù)項目單位提供的資料，液化石油氣成份為50的丙烷、50%的丁烷。

2、查物質(zhì)系數(shù)和特性表可知，丙烷燃燒熱Hc/(103Btu.lb-1)為19.9，丁烷燃燒熱Hc/(103Btu.lb-1)為19.4，則：液化石油氣的燃燒熱Qf=19.9×103×0.5+19.4×103×0.519.7×103（Btu/lb）19.7×103×1.055÷0.454=45779（kJ/kg）液化石油氣密度取0.51t/m3，充裝系數(shù)取0.9，設(shè)泄露的液化石油氣形成的蒸汽云中參與爆炸的總體積百分?jǐn)?shù)為30%，假設(shè)這個級供應(yīng)站6m3的液化石油氣全部泄露（實際是不可能全部泄露的）。則：6m3的液化石油氣全部

3、發(fā)生泄漏時，液化石油氣形成的蒸汽云中參與爆炸的燃料的質(zhì)量Wf=6×0.51×103×0.9×30%=826（kg）WTNT=1.8×0.04×826×45779/4520=602.3（kg） 死亡區(qū)該區(qū)內(nèi)的人員如缺少防護，則被認(rèn)為將無例外地蒙受嚴(yán)重傷害或死亡，其內(nèi)徑為零，外徑記為R0，表示外圓周處人員因沖擊波作用導(dǎo)致肺出血而死亡的概率為50，它與爆炸量間的關(guān)系由下式確定：式中：WTNT為爆源的TNT當(dāng)量，kg。代入WTNT=602.3（kg，TNT）得死亡半徑R0=11.3m可以認(rèn)為該圓周內(nèi)沒有死亡的人數(shù)正好等于圓周外死亡的

4、人數(shù)，即死亡區(qū)內(nèi)的人員將全部死亡，而死亡區(qū)外的人員將無一死亡。這一假設(shè)在破壞效應(yīng)隨距離急劇衰減的情況下是近似成立的。重傷區(qū)該區(qū)內(nèi)的人員如缺少防護，則絕大多數(shù)將遭受嚴(yán)重傷害，極少數(shù)人可能死亡或受傷。其內(nèi)徑就是死亡半徑R0，外徑記為R1，代表該處人員因沖擊波作用耳膜破裂的概率為50，它要求沖擊波峰值超壓為44000Pa。沖擊波超壓Ps可按下式計算：Ps=0.137Z-3+0.119Z-2-0.019E=1.8WfQf Ps =44000/P0 =0.4344 式中：為目標(biāo)到爆源的水平距離，m；為環(huán)境壓力，Pa；為爆源總能量，J/kg。代入沖擊波峰值超壓44000Pa可得到重傷半徑：R1=1.082

5、（E/101300）1/3=32.4m輕傷區(qū)該區(qū)內(nèi)的人員如缺少防護，則絕大多數(shù)將遭受輕微傷害，少數(shù)人將受重傷或平安無事，死亡的可能性極小。該區(qū)內(nèi)徑為重傷區(qū)域的外徑R1，外徑記為R2，代表外邊界處耳膜因沖擊波作用破裂的概率為1，它要求的沖擊波峰值超壓為17000Pa。按重傷半徑的計算方法可的：R2=1.956（E/101300）1/3=58.6m安全區(qū)該區(qū)內(nèi)人員即使無防護，絕大多數(shù)人也不會受傷，死亡的概率幾乎為零。該區(qū)內(nèi)徑為輕傷區(qū)的外徑R2，外徑為無窮大。建筑物的破壞分區(qū)建筑物的破壞程度可參見如下方法確定。表5.4.1 英國建筑物破壞等級的劃分破壞等級破壞系數(shù)Ai常數(shù)破壞狀況11.03.8所有建

6、筑物全部破壞。20.64.6磚砌房外表5070破損，墻壁下部危險。30.59.6房屋不能再居住，屋基部分或全部破壞，外墻12個面部分破損，承重墻損失嚴(yán)重。40.328建筑物受到一定程度破壞，隔墻木機構(gòu)要加固。50.256房屋經(jīng)修理可居住，天井瓷磚瓦管不同程度破壞，隔墻木結(jié)構(gòu)要加固。60.1+房屋基本無破壞。注：×在精度要求不太高的危險性評估中，可以此半徑作為財產(chǎn)損失半徑，并假定此半徑內(nèi)沒有損失的財產(chǎn)與此半徑外損失的財產(chǎn)相互抵消，或者說，可以假定此半徑內(nèi)的財產(chǎn)完全損失，此半徑外的財產(chǎn)完全無損失。各破壞等級區(qū)域外徑由下式確定：式中：為區(qū)半徑，m；為常量，計算財產(chǎn)損失半徑時破壞等級i2，取=4.6，代入上式得：財產(chǎn)損失半徑=67.9m5.4.2 蒸氣云爆炸模型后果評價結(jié)果通過前面的蒸氣云爆炸超壓模型及超壓準(zhǔn)則，計算得出泄漏擴散后發(fā)生蒸氣云爆炸