危險化學品固有危險程度的定量分析

1、危險化學品固有危險程度的定量分析危險化學品固有危險程度的定量分析1目錄錯誤！未定義書簽。危險化學品固有危險程度的定量分析：21、蒸汽埒炸的傷害22、爆成WC災(zāi)的破摒乍用21) .1S的破壞作用22) .沖擊波的破壞作用23) .造成火災(zāi)34) .造成中毒和環(huán)境污染31.1 以久年故31.2 爆源白W當量泣41.3 蒸氣云爆炸總、能境41.4 地雌氣舟仔目當于TN苫量51.5 爆久詬的死任至為R51.6 燃乍后白同方半徑為R51.7 燃乍后的本由夯半徑為R61.8 財產(chǎn)損失M5R貝61.9 師蒸氣?；鹫仑慰偙?1.10 傷用JW算74.1 二甲苯泄漏境74.2 WSfflt：74.3 火焰高度

2、84.48 W®184.49 標入射熱輻射強度84.50 災(zāi)損失94.51 不同品福、不同寸通®tw勺傷害Wfe情94.52 訪燎和燃乍后果分析10危險化學品固有危險程度的定量分析:1、蒸汽云爆炸的傷害蒸汽云爆炸是指易燃易爆氣體由于以“預混云”形式擴散的蒸汽云遇到點火后，在某一有限空間發(fā)生爆炸而導致的。泄漏的易燃液體如果有低沸點組分就會與空氣充分混合，在一定的范圍聚集起來，形成預混蒸汽云。如果在稍后的某一時刻遇火點燃，由于氣液兩相物質(zhì)已經(jīng)與空氣充分混合均勻，一經(jīng)點燃其過程極為劇烈，火焰前沿速度可達50100“s,形成爆燃。對預混蒸汽云覆蓋范圍內(nèi)的建筑物及設(shè)施產(chǎn)生沖擊波破壞，

3、危及人們的生命安全。發(fā)生蒸汽云爆炸現(xiàn)象最起碼應(yīng)具備以下幾個條件：周圍環(huán)境如樹木、房屋及其它建筑物等形成具有一定限制性空間；延緩了點火的過程；充分預混了的氣液兩相物質(zhì)與空氣的混合物；一定量的易燃液體泄漏。控制住發(fā)生蒸汽云爆炸應(yīng)具備的條件也是我們防止事故發(fā)生的最有效的方法。2、爆炸與火災(zāi)的破壞作用火災(zāi)與爆炸都會帶來生產(chǎn)設(shè)施的重大破壞和人員傷亡，但兩者的發(fā)展過程顯著不同?；馂?zāi)是在起火后火場逐漸蔓延擴大，隨著時間的延續(xù)，損失數(shù)量迅速增長，損失大約與時間的平方成比例，如火災(zāi)時間延長一倍，損失可能增加四倍。爆炸則是猝不及防的?？赡軆H在一秒鐘內(nèi)爆炸過程已經(jīng)結(jié)束，設(shè)備損壞、廠房倒塌、人員傷亡等巨大損失也將在瞬

4、間發(fā)生。爆炸通常伴隨發(fā)熱、發(fā)光、壓力上升、真空和電離等現(xiàn)象，具有很大的破壞作用。它與爆炸物的數(shù)量和性質(zhì)、爆炸時的條件、以及爆炸位置等因素有關(guān)，作為應(yīng)急救援必須熟悉以下幾種主要破壞形式：1) .直接的破壞作用機械設(shè)備、裝置、容器等爆炸后產(chǎn)生許多碎片，飛出后會在相當大的范圍內(nèi)造成危害。一般碎片在100500米內(nèi)飛散。2) .沖擊波的破壞作用物質(zhì)爆炸時，產(chǎn)生的高溫高壓氣體以極高的速度膨脹，象活塞一樣擠壓周圍空氣，把爆炸反應(yīng)釋放出的部分能量傳遞給壓縮的空氣層，空氣受沖擊而發(fā)生擾動，使其壓力、密度等產(chǎn)生突變，這種擾動在空氣中傳播就稱為沖擊波。沖擊波的傳播速度極快，在傳播過程中，可以對周圍環(huán)境中的機械設(shè)備

5、和建筑物產(chǎn)生破壞作用和使人員傷亡。沖擊波還可以在它的作用區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生震蕩作用，使物體因震蕩而松散，甚至破壞。沖擊波的破壞作用主要是由其波陣面上的超壓引起的。在爆炸中心附近，空氣沖擊波波陣面上的超壓可達幾個甚至十幾個大氣壓，在這樣高的超壓作用下，建筑物被摧毀，機械設(shè)備、管道等也會受到嚴重破壞。當沖擊波大面積作用于建筑物時，波陣面超壓在20kPa30kPa內(nèi)，就足以使大部分磚木結(jié)構(gòu)建筑物受到強烈破壞。超壓在100kPa以上時，除堅固的鋼筋混凝土建筑外，其余部分將全部破壞。3) .造成火災(zāi)爆炸發(fā)生后，爆炸氣體產(chǎn)物的擴散只發(fā)生在極其短促的瞬間內(nèi)，對一般可燃物來說，不足以造成起火燃燒，而且沖擊波造成的爆炸

6、風還有滅火作用。但是爆炸時產(chǎn)生的高溫高壓，建筑物內(nèi)遺留大量的熱或殘余火苗，會把從破壞的設(shè)備和容器內(nèi)部不斷流出的可燃氣體、易燃或可燃液體的蒸氣點燃，也可能把其它易燃物點燃引起火災(zāi)。當盛裝易燃物的容器發(fā)生爆炸時，爆炸拋出的易燃物有可能引起大面積火災(zāi)，這種情況如果對正在運行的燃燒設(shè)備或高溫的化工設(shè)備的破壞，具灼熱的碎片可能飛出，點燃附近儲存的燃料或其它可燃物，引起火災(zāi)。4）,造成中毒和環(huán)境污染在實際生產(chǎn)中，許多物質(zhì)不僅是可燃的，而且是有毒的，發(fā)生爆炸事故時，會使大量有害物質(zhì)外泄，造成人員中毒和環(huán)境污染。3、蒸氣云爆炸事故計算3.1 蒸汽云爆炸的傷害模型設(shè)定。工廠內(nèi)如以甲類庫集中存放易燃液體，如二甲苯

7、、甲苯、乙酸丁酯、乙酸乙酯等，全部采用200L鋼桶包裝。不同于與容易形成蒸氣云爆炸事故的沸點遠小于環(huán)境溫度的液化石油氣，也不同于梢罐包裝，大量泄漏形成一定厚度的液池，若受到防火堤、隔堤的阻擋，液體將在限定區(qū)域（相當于圍堰）內(nèi)得以積聚，形成一定范圍的液池，在液池上空形成有實際爆炸貢獻的蒸汽云；這時，若遇到火源及特定條件，液池可能被點燃，發(fā)生蒸氣云爆炸和地面池火災(zāi)事故，以至造成整個梢罐中易燃液體燃燒和爆炸，形成破壞性很大的事故。本案例選一危險化學品倉庫，有50-80只200L鋼桶包裝的易燃液體，可能造成的危害情況如以下分析：設(shè):倉庫中有一桶二甲苯在短時間全部泄漏在甲類庫的限制空間內(nèi)，每桶最大重量1

8、75kg,產(chǎn)生飽和氣體約37m3,排除產(chǎn)生長時間向外散發(fā)造成的減量，如果該倉庫全容積450m3,倉庫里有實際貢獻的飽和氣體如果在4.5-31.5m3的范圍，與空氣充分混合均勻，遇到點火源可能造成爆炸或者燃燒；第一次爆炸還可能造成第二次多個包裝桶的破損而引起殉爆，造成更大范圍的燃燒和爆炸。此后可能產(chǎn)生多次這樣大小不等程度的燃燒和爆炸現(xiàn)象。根據(jù)實際情況，極不可能一次性全部形成爆炸物。如果選擇第一次，第二次，第三次爆炸時二甲苯的量分別是175kg（1桶），875kg（5桶）、1500kg（10桶）。根據(jù)危險化學品固有危險程度的定量分析如下：通常以TNT當量法來預測蒸氣云爆炸的嚴重程度?？蓪⒒瘜W品的當

9、量相當于梯恩梯（TNT）的當量計算。本項目集中存放在庫中的易燃易爆液體品種有甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、環(huán)己酮、二甲苯。最大儲量可達13.4t。平均按二甲苯的燃燒值計算（為便于計算，一般根據(jù)最大可能危險原則計算，以上全部物品的平均燃燒值低于二甲苯的燃燒彳直，），二甲苯的燃燒彳直取4563.3Kj/mol=43.05x103Kj/kg,梯恩梯（TNT）的爆炸熱取4520Kj/kg。3.2 爆源的Wtnt當量計算Wtnt當量計算公式：Wtnt二WfQf/QTNT式中：Wtnt一易燃液體的TNT當量（kgTNT）;Wf易燃液體的質(zhì)量（kg）;Qf易燃液體的燃燒熱（Kj/kg）;QTNTTNT的爆熱，取

10、4520Kj/kg;二甲苯的梯恩梯（Wtnt）的當量計算。WTNT=WfQf/QTNT1） Wtnt第一次=175kgx43.05x103Kj/kg/4520Kj/kg=1667kgTNT1）Wtnt第二次=875kg乂43.05乂103Kj/kg/4520Kj/kg=8334kgTNT1）Wtnt第三次=1750kgx43.05x103Kj/kg/4520Kj/kg=16668kgTNT3.3蒸氣云爆炸總能量地面蒸氣云爆炸總能量由下式計算：E=1.8aWfQf式中：1.8 地面爆炸系數(shù)；1） 可燃氣體蒸氣云的當量系數(shù)，取0.04;Wf蒸汽云中對爆炸沖擊波有實際貢獻的二甲苯的質(zhì)量（kg）;Qf

11、二甲苯的燒熱（kj/kg）。2） E第一次=1.8aWfQf=1.8X0.04X175kgx43.05X103Kj/kg=5.4243X105Kj3） E第二次=1.8aWfQf=1.8X0.04x875kgx43.05X103Kj/kg=2.71215X106Kj4） E第三次=1.8aWfQf=1.8X0.04X1750kgx43.05x103Kj/kg=5.4243X106Kj3.4 地面蒸氣云爆炸相當于TNT當量地面蒸氣云TNT當量由下式計算：WTNT=1.8aWtnt式中：1.8 地面爆炸系數(shù)；a可燃氣體蒸氣云的當量系數(shù)，取0.04;Wtnt一易燃液體的TNT當量(kgTNT);1)

12、 WTNT第一次=1.8<0.04<1667kgTNT=120kg2) WTNT第二次=1.8<0.04<8334kgTNT=600kg3) WTNT第三次=1.8<0.04<16668kgTNT=1200kg3.5 爆炸后的死亡半徑為Ri又稱自由蒸汽云爆炸時的死亡半徑。根據(jù)易燃液體的TNT當量，并且考慮參與了爆炸，對形成沖擊波有實際貢獻的蒸汽云的量，結(jié)合甲類庫區(qū)及周邊布置情況分析，采取地面爆炸系數(shù)1.8,蒸汽云的TNT當量系數(shù)0.04,運用范登伯(VandenBerg和蘭諾伊(Lannoy)方程計算蒸汽云爆炸時傷亡半徑為：R1=13.6(1.80.04Wt

13、nt/1000).37=13.6(WTNT/1000)0.371) Ri第一次=13.6(WTNT/1000)0.37=13.6(120/1000)0.37=6.21m2) Ri第二次=13.6(WTNT/1000)0.37=13.6(600/1000)0.37=11.26m3) Ri第三次=13.6(WTNT/1000)0.37=13.6(1200/1000)0.37=14.55m該地區(qū)的人員將無例外受重傷或死亡，其內(nèi)徑為零，外徑為R13.6 爆炸后的重傷半徑為R2重傷半徑根據(jù)以下公式計算：PS=0.137乙3+0.119Z-2+0.269Z-1-0.019Z圜-R2/(E/P0)1/3其中

14、：P0=101300pa偽環(huán)境壓力)AP=44000pa61起人員重傷傷害的沖擊波峰值)Ps=44000/P0=0.434353406E:爆炸總能量(J)1) E第一次=5.4243X105KjX103=5.4243X108j2) E第二次=2.71215X106KjX103=2.71215X109j3) E第三次=5.4243X106KjX103=5.4243X109j將E帶入上式得：Z圜=1.0891) R2第一次=Z圜日P)1/3=1.089(5.4243X10j/1013001/3=19.05m2) R2第二次=Z圜日F0)1/3=1.089(2.71215X10j/1013001/3

15、=32.58m3) R2第三次=Z圜-日P0)1/3=1.089(5.4243X109/1013001/3=41.05m該地區(qū)的人員如缺少保護，大多數(shù)人將受重傷，極少數(shù)人可能死亡和輕傷,其內(nèi)徑為R,外徑為3.7爆炸后的輕傷半徑為R3輕傷半徑根據(jù)以下公式計算：PS=0.137乙3+0.119Z-2+0.269Z-1-0.019Z輕傷=R，(E/P0)1/3其中：P0=101300pa偽環(huán)境壓力)AP=17000pa61起人員輕傷傷害的沖擊波峰值)PS=17000/P0=0.167818361E:爆炸總能量(J)同上將E帶入上式得：Z輕傷=1.951) R3第一次=Z<E/P)1/3=1.9

16、5(5.4243X103j/1013001/3=34.12m2) R3第二次=Z輕傷(E/P)1/3=1.95(2.71215X10j/1013001/3=58.34m3) R3第三次=Z輕傷(E/P)1/3=1.95(5.4243X10j/1013001/3=73.50m該地區(qū)的人員如缺少保護，大多數(shù)人將受輕微傷，少數(shù)人可能重傷或平安無事，其內(nèi)徑為R,外徑為安全區(qū)內(nèi)的人員不會受到傷害該區(qū)的內(nèi)徑為一.R3.8財產(chǎn)損失半徑R財R財=KWTNT1/3/1+(3175/WTNT)21/6式中：K為二級破壞系數(shù)：取K=5.61) R財?shù)谝淮?5.6X1201/3/1+(3175/120)21/6=9.

17、26m2) R財?shù)诙?5.6X6001/3/1+(3175/600)21/6=26.95m3) R財?shù)谌?5.6X12001/3/1+(3175/1200)21/6=42.08m3.9地面蒸氣云爆炸事故后果匯總表單元蒸氣云TNT加（kg）死亡半徑（m）重傷半徑（m）輕傷半徑（m）財產(chǎn)損失半徑（m第一次爆炸1206.2119.0534.129.26第二次爆炸60011.2632.5858.3426.95第三次爆炸120014.5541.0573.5042.08以上是計算模擬地面蒸汽云爆炸的傷害模型，與實際會有誤差，理論上提供了安全保護的參考數(shù)據(jù)，實際也有可能發(fā)生。庫中的危險化學品不可能全部爆

18、炸，兩次爆炸后會大范圍燃燒，中心區(qū)缺氧，產(chǎn)生第三次大爆炸的可能性很?。捍蟛糠謺紵簦蛘咴谑鹿蕮尵戎斜焕鍪鹿尸F(xiàn)場。地面蒸氣云爆炸事故后果只是一種模型設(shè)計，死亡、重傷和輕傷的安全保護半徑提供預防的參考范圍，做到防患于未然。廠區(qū)內(nèi)的職工如果發(fā)現(xiàn)庫中有燃燒爆炸的異常情況，又不能立即采取有效的措施控制庫中可能發(fā)生的異常，可以參照地面蒸氣云爆炸事故后果匯總表中的第二次爆炸數(shù)據(jù)撤離現(xiàn)場。參加應(yīng)急救援的人員在不可能控制災(zāi)情的情況下，根據(jù)事故可能發(fā)生的程度，參照地面蒸氣云爆炸事故后果匯總表中的數(shù)據(jù)撤離現(xiàn)場；尋求更進一步的應(yīng)急救援的方案。4、池火災(zāi)的傷害模型計算4.1 二甲苯泄漏量設(shè)定甲類倉庫的易燃液體經(jīng)過

19、幾次局部爆炸，庫中包裝幾乎損壞，若有10噸易燃液體參與燃燒。根據(jù)最大可能危險原則計算，以上全部物品的平均燃燒值低于二甲苯的燃燒彳直，故燃燒物以二甲苯的參數(shù)設(shè)定。4.2 燃燒速度：當液池中的可燃液體的沸點高于周圍環(huán)境溫度時，液體表面上單位面積的燃燒速度dm/dt為：dm/dt=0.001Hc/CP（Tb-T0）+H式中：dm/dt單位表面積的燃燒速度，kg/m2.sHc液體燃燒熱，J/kg。二甲苯Hc=43050000J/kg。CP液體的定壓比熱容，J/kg.K。二甲苯CP=1220J/kg.K。Tb液體的沸點，K。二甲苯Tb=413.62K。T0環(huán)境溫度，環(huán)境溫度為25C,K。=298K。H液

20、體的氣化熱，J/kg。二甲苯H=343490.6J/kg。（25C）計算：dm/dt=0.00143050000/C1220(413.62298)+343490.6=0.08885kg/m2.s4.3 火焰高度甲類倉庫面積為112m,模擬液池為園池，半徑為5.97m,其火焰高度可按下式計算：h=84r(dm/dt)/p0(2gr)1/20.61式中：h火焰高度，m;r液池半徑，m;取r=5.97mP卜周圍空氣密度，kg/m3;取p0=1185kg/m3(25C)g重力加速度，9.8m/s2dm/dt單位表面積的燃燒速度，己知0.08885kg/m2.s計算：h=84X5.97m.08885/1

21、.185dX9.8>5.97)1/20.61=24.16m4.4 熱輻射通量當液池燃燒時放出的總熱輻射通量為：Q=(兀r2+2兀rh)?(dm/dt)?i?HC/72(dm/dt)0.6+1式中：Q總熱輻射通量，W;刀效率因子，可取0.130.35。取0.15。(限制空間燃燒)其余符號意義同前。Q=(3.14165.972+2刈.1416浴.9724.16)>0.08885)0.1543050000+(72>0.088850.61+1)I=33491002.29(W)dm/dt單位表面積的燃燒速度，kg/m2.sS一液池面積：S=112m2;W一泄漏二甲苯質(zhì)量：10000kg

22、火災(zāi)持續(xù)時間：T=W/S.dm/dt=1005秒=16.75分鐘4.5 目標入射熱輻射強度假設(shè)全部輻射熱量由液池中心點的小球面輻射出來，則在距離池中心某一距離(X)處的入射熱輻射強度為:I=Qtc/(4兀X2)式中：I熱輻射強度，W/m2;Q總熱輻射通量，W;tc熱傳導系數(shù)，在無相對理想的數(shù)據(jù)時，可取值為1;X目標點到液池中心距離，m;例如：距離液池中心20m處的入射熱輻射強度為：I=Qtc/(4兀X2)=33491002.29/(43.1416202)=6662.8W/m24.6 火災(zāi)損失火災(zāi)通過輻射熱的方式可影響周圍環(huán)境。當火災(zāi)產(chǎn)生的熱輻射強度足夠大時，可使周圍的物體燃燒或變形，強烈的熱輻

23、射可能燒毀設(shè)備甚至造成人員傷亡?；馂?zāi)損失估算建立在輻射通量與損失等級的相應(yīng)關(guān)系的基礎(chǔ)上。有資料提供不同入射通量造成傷害或損失的情況，結(jié)合本篇所要分析的對象，當目標接受的入射通量為某一定值時，目標與液池中心的距離可用下式計算：X=(Qtc/4兀I)0.5式中符號意義與以上相同。按該式計算：當I=37500,X=(33491002.29/43.1416>37500)0.5=8.43m當I=25000,X=(33491002.29/43.1425000)0.5=10.32m當I=12500,X=(33491002.29/43.1412500)0.5=14.60當I=4000,X=(334910

24、02.29/43.144000)0.5=25.81m當I=1600,X=(33491002.29/43.141600)0.5=40.81m4.7按不同距離、不同入射通量造成的傷害及損失情況表表9目標至池火中心的水平距離(m)入射通量(W/m2對設(shè)備的損害對人的傷害8.4337500操作設(shè)備全部損壞1%E亡/10s100%E亡/1min10.3225000在無火焰、長時間輻射下，木材燃燒的最小育抓1重大燒傷/10s100%E亡./1min14.6012500有火焰時，木材燃燒，塑料熔化的最低育抓1度燒傷/10s1%E亡/1min25.81400020s以上感覺疼痛，未必起泡40.811600-氏期輻射無不