重大危險(xiǎn)源分級標(biāo)準(zhǔn)

1、重大危險(xiǎn)源分級標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿1適用范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了重大危險(xiǎn)源評估分級的方法和程序.本標(biāo)準(zhǔn)為重大危險(xiǎn)源評估分級技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),適用于包括儲(chǔ)罐區(qū)、庫區(qū)、生產(chǎn)場所等重大危險(xiǎn)源.2標(biāo)準(zhǔn)性引用文件以下文件中的條款,通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款.但凡標(biāo)注日期的引用文件,其隨后所有的修改單不包括勘誤的內(nèi)容或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn),然而,鼓勵(lì)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本.但凡不注日期的引用文件,其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn).?中華人民共和國平安生產(chǎn)法?危險(xiǎn)化學(xué)品平安治理?xiàng)l例?平安生產(chǎn)許可證條例?重大危險(xiǎn)源辨識?GB18218?平安評價(jià)通那么?關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)重大危險(xiǎn)源監(jiān)督與治理工作的通知?安監(jiān)總

2、協(xié)調(diào)字2005125號3術(shù)語和定義以下術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn).3.1重大危險(xiǎn)源majorhazardinstallations重大危險(xiǎn)源是指長期地或者臨時(shí)地生產(chǎn)、搬運(yùn)、使用或者儲(chǔ)存危險(xiǎn)物品,且危險(xiǎn)物品的數(shù)量等于或超過臨界量的單元包括場所和設(shè)施.4重大危險(xiǎn)源分級判據(jù)重大危險(xiǎn)源分級判據(jù)如表1所示.表1重大危險(xiǎn)源分級判據(jù)危險(xiǎn)源等級分級判據(jù)死亡人數(shù)一級重大危險(xiǎn)源可能造成30人含30人以上二級重大危險(xiǎn)源可能造成1029人三級重大危險(xiǎn)源可能造成39人四級重大危險(xiǎn)源可能造成1-2人具體判別的依據(jù)如下:一級重大危險(xiǎn)源：可能造成死亡二級重大危險(xiǎn)源：可能造成死亡三級重大危險(xiǎn)源：可能造成死亡四級重大危險(xiǎn)源：可能造成

3、死亡30人含30人以上的重大危險(xiǎn)源;10-29人的重大危險(xiǎn)源；3-9人的重大危險(xiǎn)源；1-2人的重大危險(xiǎn)源.5重大危險(xiǎn)源死亡人數(shù)及財(cái)產(chǎn)損失計(jì)算方法可能造成的死亡人數(shù)評價(jià)程序?yàn)椋簩⒅卮笪ｋU(xiǎn)源的周邊區(qū)域劃分成等間隔的網(wǎng)格區(qū),用一笛卡爾坐標(biāo)體系的網(wǎng)格覆蓋城市的區(qū)域地圖如圖1所示,網(wǎng)格間距大小取決于當(dāng)?shù)厝丝诿芏?以不影響計(jì)算結(jié)果為準(zhǔn).確定每一網(wǎng)格內(nèi)的人員數(shù)量,通過火災(zāi)室內(nèi)火災(zāi)除外、爆炸、毒物泄漏擴(kuò)散事故后果模型計(jì)算重大危險(xiǎn)源事故在每一網(wǎng)格中央處產(chǎn)生的熱輻射、超壓或毒物濃度的數(shù)值,然后通過熱輻射、沖擊波超壓、中毒概率函數(shù)將其其轉(zhuǎn)化為造成死亡的概率.將每一網(wǎng)格中央的死亡率與人口數(shù)量相乘,即得到死亡的人數(shù).將

4、所有網(wǎng)格的死亡人數(shù)求和,即得到總的死亡人數(shù).具體用下式表小:(1)NDiSVii1式中,N為總的死亡人數(shù),D為第i個(gè)網(wǎng)格的人口密度,S為網(wǎng)格面積,Vi為第i個(gè)網(wǎng)格的個(gè)人死亡率,n為網(wǎng)格的數(shù)目.industry:Pefroleumre-finiryia_L_I!IMuhFferwajr*Petnolfiumr#fih#ry_L戶Mg1J圖1死亡人數(shù)計(jì)算原理示意圖WetI日月d采用財(cái)產(chǎn)損失半徑的方法評估事故后果造成的損失,并假定此半徑內(nèi)沒有損失的財(cái)產(chǎn)與此半徑外損失的財(cái)產(chǎn)相互抵消,或者說此半徑內(nèi)的財(cái)產(chǎn)完全損失,半徑外的財(cái)產(chǎn)完全無損失.財(cái)產(chǎn)損失半徑通過火災(zāi)、爆炸事故后果模型確定.財(cái)產(chǎn)損失半徑按下式計(jì)算

5、:,1/3RiKiWTNT21/6WTNT3175(2)式中,R為i區(qū)半徑,m；Ki為常量.熱輻射對建筑物的影響直接取決于熱輻射強(qiáng)度的大小及作用時(shí)間的長短,引燃木材的熱通量作為對建筑物破壞財(cái)產(chǎn)損失半徑,計(jì)算公式如下:(3)一一一4/5_q6730t4/525400tW/Mc4式中,q為引燃木材的熱通量W/m2,t為熱輻射作用時(shí)間,即火災(zāi)持續(xù)時(shí)間s.6重大危險(xiǎn)源評價(jià)分級程序重大危險(xiǎn)源的評價(jià)分級程序如以下圖所示.如果一種危險(xiǎn)物質(zhì)具有多種事故形態(tài),根據(jù)后果最嚴(yán)重的事故形態(tài)考慮,即遵循“最大危險(xiǎn)原那么.各類重大危險(xiǎn)源具體事故情景選擇、后果計(jì)算及死亡概率計(jì)算過程參見附錄A.熱輻射概率方程沖擊波超壓概率方

6、程圖2重大危險(xiǎn)源評價(jià)分級程序毒物中毒概率方程附錄A:重大危險(xiǎn)源事故后果模型A.1儲(chǔ)罐區(qū)重大事故后果分析A.1.1儲(chǔ)罐區(qū)的主要事故后果類型A.1.1.1池火災(zāi)易燃液體如汽油、苯、甲醇、乙酸乙酯等,一旦從儲(chǔ)罐及管路中泄漏到地面后,將向四周流淌、擴(kuò)展,形成一定厚度的液池,假設(shè)受到防火堤、隔堤的阻擋,液體將在限定區(qū)域相當(dāng)于圍堰內(nèi)得以積聚,形成一定范圍的液池.這時(shí),假設(shè)遇到火源,液池可能被點(diǎn)燃,發(fā)生地面池火災(zāi).A.1.1.2蒸氣云爆炸易燃易爆氣體如H2、天然氣等,泄漏后隨著風(fēng)向擴(kuò)散,與周圍空氣混合成易燃易爆混合物,在擴(kuò)散擴(kuò)過程中如遇到點(diǎn)火源,延遲點(diǎn)火,由于存在某些特殊原因和條件,火焰加速傳播,產(chǎn)生爆炸沖

7、擊波超壓,發(fā)生蒸氣云爆炸.易燃易爆的液化氣體如液化石油氣、液化丙烷、液化丁烷等,其沸點(diǎn)遠(yuǎn)小于環(huán)境溫度,泄漏后將會(huì)由于自身的熱量、地面?zhèn)鳠帷⑻栞椛?、氣流運(yùn)動(dòng)等迅速蒸發(fā),在液池上面形成蒸氣云,與周圍空氣混合成易燃易爆混合物,并且隨著風(fēng)向擴(kuò)散,擴(kuò)散擴(kuò)過程中如遇到點(diǎn)火源,也會(huì)發(fā)生蒸氣云爆炸.A.1.1.3噴射火對于易燃易爆氣體如H2、天然氣,以及易燃易爆的液化氣體來說,泄漏后可能因摩擦產(chǎn)生的靜電立即點(diǎn)火,產(chǎn)生噴射火.A.1.1.4沸騰液體擴(kuò)展蒸氣云爆炸易燃易爆的液化氣體容器在外部火焰的烘烤下可能發(fā)生忽然破裂,壓力平衡被破壞,液體急劇氣化,并隨即被火焰點(diǎn)燃而發(fā)生爆炸,產(chǎn)生巨大的火球.這種事故被稱為沸騰

8、液體擴(kuò)展為蒸氣云爆炸.A.1.1.5中毒事故毒性的液化氣體如液氯、液氨等,由于沸點(diǎn)小于環(huán)境溫度,泄漏后會(huì)因自身熱量、地面?zhèn)鳠?、太陽輻射、氣流運(yùn)動(dòng)等迅速蒸發(fā),生成有毒蒸氣云,密集在泄漏源周圍,隨后由于環(huán)境溫度、地形、風(fēng)力和湍流等因素影響產(chǎn)生漂移、擴(kuò)散,范圍變大,濃度減小.A.1.2儲(chǔ)罐區(qū)主要事故后果模型A.1.2.1池火災(zāi)事故后果模型池火災(zāi)火焰的幾何尺寸及輻射參數(shù)按如下步驟計(jì)算.計(jì)算池直徑根據(jù)泄漏的液體量和地面性質(zhì),按下式可計(jì)算最大可能的池面積.SW/D式中,S為液池面積m2,W為泄漏液體的質(zhì)量kg,為液體的密度kg/m3Hmin為最小油層厚度m0最小物料層厚度與地面性質(zhì)對應(yīng)關(guān)系見表1.表1不同

9、性質(zhì)地面物料層厚度表地面性質(zhì)最小物料層厚度m草地0.020粗糙地面0.025平整地面0.010混凝土地面0.005平靜的水面0.0018確定火焰高度計(jì)算池火焰高度的經(jīng)驗(yàn)公式如下：hLD42mf/0gD°.612式中：L為火焰高度m,D為池直徑m,mf為燃燒速率kg/m2s,p°為空氣密度kg/m3,g為引力常數(shù).計(jì)算火焰外表熱通量假定能量由圓柱形火焰?zhèn)让婧晚敳肯蛑車鶆蜉椛?用下式計(jì)算火焰外表的熱通量:q°一一一2-0.25DHCmff一20.25DDL式中,q°為火焰外表的熱通量(3)kw/m2),AHe為燃燒熱(kJ/kg),冗為圓周率,f為熱輻射系

10、數(shù)可取為0.15,mf為燃燒速率kg/m2s,其它符號同前目標(biāo)接收到的熱通量的計(jì)算目標(biāo)接收到的熱通量qr的計(jì)算公式為:q(r)q0(10.058lnr)V(4)式中,qr為目標(biāo)接收到的熱通量kw/m2,q0為由式3計(jì)算的火焰外表的熱通量kw/m2,r為目標(biāo)到油區(qū)中央的水平距離m,V為視角系數(shù).視角系數(shù)的計(jì)算角系數(shù)V與目標(biāo)到火焰垂直軸的距離與火焰半徑之比s,火焰高度與直徑之比h后美.22V寸(VvVh)VhAB(6)0.51b1S120.5A(b1/s)tan/(b1)b1s1(7)0.51a1s120.5B(a1/s)tan/(a1)a1s1(8)Vvtan1(h/(s21)°5)/

11、sh(JK)/s0.5,a,1a1s1J20.5tan.a21a1s1a1(10)Ktan1s1/s10.5(11)a(h2s21)/(2s)(b(1s2)/(2s)(13)其中A、B、J、K、Vh、Vv是為了描述方便而引入的中間變量,冗為圓周率.A.1.2.2蒸氣云爆炸事故后果模型蒸氣云爆炸產(chǎn)生的沖擊波超壓是其主要危害.沖擊波超壓可通過傳統(tǒng)的TNT當(dāng)量系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算,將事故爆炸產(chǎn)生的爆炸能量等同于一定當(dāng)量的TNT也可根據(jù)爆炸能量直接計(jì)算.(1)TNT當(dāng)量法確定閃蒸系數(shù)在熱力學(xué)數(shù)據(jù)資料的根底上,用下式估算燃料的閃蒸局部.CpTF1expL(14)式中,F為蒸發(fā)系數(shù),Cp為燃料的平均比熱(kJ/

12、kgK),AT為環(huán)境壓力下容器內(nèi)溫度與沸點(diǎn)的溫差(K),L為汽化熱(kJ/kg).計(jì)算云團(tuán)中燃料的質(zhì)量：Wf2FW(15)式中,W為云團(tuán)中燃料的質(zhì)量(kg),W為泄漏的燃料的質(zhì)量(kg),F為閃蒸系數(shù).計(jì)算TNT當(dāng)量：WTNTeWfHf/HTNT(16)式中,Wtnt為燃料的TNT當(dāng)量(kg),Wf為云團(tuán)中燃料的質(zhì)量(kg),Hf為燃料的燃燒熱(MJ/kg),Htnt為TNT%=0.03.將實(shí)際距離轉(zhuǎn)化為無因次距RR/Wtnt式中,R為離爆炸點(diǎn)的實(shí)際距離(m),R為無因次距離(m).在離爆炸點(diǎn)距離為R處,根據(jù)相應(yīng)的R值,查圖1得到超壓,進(jìn)的爆熱(MJ/kg),oe為TNT當(dāng)量系數(shù),推薦(17)

13、806.65無因次超壓乂無因次距離實(shí)際距離mkg-1/33Wtnt而預(yù)測人員受傷害和建筑受破壞的情況.圖1APsR曲線(2)直接計(jì)算法在得到云團(tuán)中燃料的質(zhì)量的情況下,可按下式直接計(jì)算爆炸沖擊波超壓Ap023ln(ps/pa)0.91261.5058(lnZ)0.1675(lnZ)20.0320(lnZ)3(18)(0.3<Z<12)zR/()13(19)paE1.8WQC(20)式中,Aps為沖擊波正相最大超壓(Pa),Z為無量綱距離,Pa為環(huán)境壓力,R為目標(biāo)到爆源的水平距離(mj),E為爆源總能量(J),a為蒸氣云當(dāng)量系數(shù),一般取0.04,W為蒸氣云中對爆炸沖擊波有實(shí)際奉獻(xiàn)的燃料

14、質(zhì)量(Kg),Q為燃料的燃燒熱(J/Kg).A.1.2.3噴射火事故后果模型加壓的可燃物泄漏時(shí)形成射流,如果在泄漏裂口處被點(diǎn)燃,那么形成噴射火.假定火焰為圓錐形,并用從泄漏處到火焰長度4/5處的點(diǎn)源模型來表示.火焰長度計(jì)算噴射火的火焰長度可用如下方程得到:(21)0444L(Hom).161.66式中,L為火焰長度(m,為燃燒熱(J/kg),m為質(zhì)量流速(kg/s).熱輻射的通量計(jì)算距離火焰點(diǎn)源為X(m)處接收到的熱輻射通量可用下式表示:fHCmq24X21000式中,q為距離X處接收的熱輻射的通量(22)(KW/冷,f為熱輻射率,P為大氣傳輸率.大氣傳輸率p按下式計(jì)算:10.0565InXA

15、.1.2.4沸騰液體擴(kuò)展為蒸氣云爆炸事故后果模型計(jì)算主要包括如下步驟.火球直徑D2.665W0.327(23)式中,D為火球直徑(m),W為火球中消耗的可燃物質(zhì)量(Kg).對單罐儲(chǔ)存,W取罐容量的50%;對雙罐儲(chǔ)存,W取罐容量的70%;對多罐儲(chǔ)存,W取罐容量的90%.火球持續(xù)時(shí)間t1.089W0.327(25)式中,t為火球持續(xù)時(shí)間(s),W同式(24).火球抬升高度火球在燃燒時(shí),將抬升到一定高度.火球中央距離地面的高度H由下式估計(jì)：HD(26)火球外表熱輻射能量假設(shè)火球外表熱輻射能量是均勻擴(kuò)散的.火球外表熱輻射能量SEP由下式計(jì)算：2SEPFsmHa/(Dt)(27)式中,Fs為火球外表輻射

16、的能量比,Ha為火球的有效燃燒熱(J/Kg).Fs與儲(chǔ)罐破裂瞬間儲(chǔ)存物料的飽和蒸氣壓力P(MPa)有關(guān)：Fs0.27P0.32(28)對于因外部火災(zāi)引起的BLEVE事故,上式中的P值可取儲(chǔ)罐平安閥啟動(dòng)壓力Pv(MPa)的1.21倍,即：P1.21FV(29)Ha由下式求得：HaHcHvCpT(30)式中,Hc為燃燒熱(J/kg),Hv為常沸點(diǎn)下的蒸發(fā)熱(J/kg),Cp為恒壓比熱(JZ(kg.K),T為火球外表火焰溫度與環(huán)境溫度之差(K),一般來說T=1700K.視角系數(shù)視角系數(shù)F的計(jì)算公式如下：_2,一.、F(D/2)/r)(31)式中,r為目標(biāo)到火球中央的距離(m)0令目標(biāo)與儲(chǔ)罐白水平距離

17、為X(m),那么：r(X2H2)0.5(32)大氣熱傳遞系數(shù)火球外表輻射的熱能在大氣中傳輸時(shí),由于空氣的吸收及散射作用,一局部能量損失掉了.假定能量損失比為a,那么大氣熱傳遞系數(shù)a1oa和大氣中的CO2和H2O的含量、熱傳輸距離及輻射光譜的特性等因素有關(guān).a可由以下的經(jīng)驗(yàn)公式來求?。篴2.02(pwr')0.09(33)式中,pw為環(huán)境溫度下空氣中的水蒸氣壓(N/m2),r為目標(biāo)到火球外表的距離(m)oPwpXRH(34)0式中,Pw為環(huán)境溫度下的飽和水蒸氣壓(N/m2),RH為相對濕度.r'rD/2(35)火球熱輻射強(qiáng)度分布函數(shù)在不考慮障礙物對火球熱輻射產(chǎn)生阻擋作用的條件下,

18、距離儲(chǔ)罐X處的熱輻射強(qiáng)度q(W/m2)可由下式計(jì)算：qSEPFa(36)A.1.2.5中毒事故后果模型(1)泄漏模型液體泄漏速率模型液體泄漏可根據(jù)流體力學(xué)中的柏努力方程計(jì)算泄漏量.當(dāng)裂口不規(guī)那么時(shí),可采取等效尺寸代替；當(dāng)泄漏過程中壓力變化時(shí),那么往往采用經(jīng)驗(yàn)公式.柏努力方程如下：CA2PPoQCdA.2gh337式中,Q為液體泄漏速率kg/s,Cd為無量綱泄漏系數(shù),是液體密度kg/m3,A是泄漏孔面積m2,P為罐壓Pa,Po為大氣壓力Pa,g為引力常數(shù)9.8m/s2,h為液壓高度mo液體出口速度可按下式計(jì)算：Qu1A38式中,u為液體出口速度m/s,其他符號如前.持續(xù)時(shí)間按下式計(jì)算：tsu0/

19、CdgA"A39式中,u.為初始流速m/s,At為罐內(nèi)液面積m2.泄漏系數(shù)Cd的取值通?？蓮臉?biāo)準(zhǔn)化學(xué)工程手冊中查到.對于管道破裂,Cd的典型取值為0.8.表2為常用的液體泄漏系數(shù)數(shù)據(jù).表2液體泄漏系數(shù)Cd雷諾數(shù)Re裂口形狀圓形多邊形三角形長方形>1000.650.600.55<1000.500.450.40這個(gè)方法沒有考慮泄漏速率對時(shí)間的依賴關(guān)系壓力隨時(shí)間而降低以及液壓高度下降.因此,計(jì)算出的泄漏速率是保守的最大可能泄漏速率.氣體泄漏模型壓力氣體泄漏通常以射流的方式發(fā)生,泄漏的速度與其流動(dòng)的狀態(tài)有關(guān),其特征可用臨界流最大出口速度等于聲速或亞臨界流來描述.Perry等人用如

20、下的關(guān)系式作為臨界流的判斷準(zhǔn)那么：當(dāng)式40成立時(shí),氣體流動(dòng)屬音速流動(dòng)；當(dāng)式41成立時(shí),氣體流動(dòng)屬亞音速流動(dòng).kP02mPk1kP02Pk1(40)(41)式中,Po為環(huán)境大氣壓力Pa,P為容器壓力Pa,k為氣體的絕熱指數(shù),即定壓比熱.和定容比熱G之比.對于很多氣體,臨界比值P/Pocr近似為2,也就是說儲(chǔ)壓近似等于大氣壓力的兩倍,此時(shí)流體泄漏的出口速度近似等于聲速.臨界流的質(zhì)量泄漏速率可按下式計(jì)算：QCdAPk1,Mk2k1RT口(42)氣體呈亞音速流動(dòng)時(shí),其泄漏量為:QYCdAPk1,1Mk2mVRTk1(43)式中,Q是氣體泄漏速率kg/s,Cd為氣體泄漏稀疏,A為裂口面積m2,M是氣體相

21、對分子質(zhì)量,R是普適氣體常數(shù)8.31436Jmol-1K1,T是氣體的儲(chǔ)存溫度2,Y為氣體膨脹因子,按式44計(jì)算.P0(44)上述考慮的為理想氣體的不可逆絕熱擴(kuò)散過程.止匕外,沒有考慮氣體泄漏速率隨時(shí)間的變化,因此使用初始儲(chǔ)存條件必然導(dǎo)致保守的結(jié)果.兩相流泄漏模型Cude在1975年建議了兩相流泄漏關(guān)系式.假設(shè)源容器和泄漏點(diǎn)之間的管道長度和管道直徑之比L/D>12泄漏點(diǎn)壓力與泄漏點(diǎn)上流壓力之比Pc/P=0.550具體計(jì)算方法如下：第一步,按下式計(jì)算兩相流的質(zhì)量分?jǐn)?shù):(45)(TTQCpHv式中,M為蒸發(fā)的液體占液體總量的比例,Tc是對應(yīng)于泄漏點(diǎn)壓力R的平衡溫度K,T是對應(yīng)于泄漏點(diǎn)上流壓力

22、P的平衡溫度K,G是液體的定壓比熱J/kgK,T是液體的蒸發(fā)熱J/kg.第二步,按下式計(jì)算兩相流的平均密度:(46)式中,v和1分別是兩相流、蒸氣和液體的密度kg/m第三步,按下式計(jì)算兩相流的質(zhì)量泄漏速率Qkg/S:(PPc)(47)式中,.為泄漏系數(shù),多數(shù)情況下,取G=0.8,A為裂口面積m2,P為兩相混合物的壓力Pa,Pc為臨界壓力Pa.(48)43計(jì)算出的兩相如果L/D<2,般認(rèn)為泄漏為純液體泄漏.如果L/D<12,先按前面介紹的方法計(jì)算純液體泄漏速率和兩相流泄漏速率,再用內(nèi)插法加以修正.兩相流實(shí)際泄漏速率的計(jì)算公式為:QQvi(QiQvi)(12L/D)/10式中,Q、Qv

23、i和Qi分別為兩相流實(shí)際泄漏速率、按式流泄漏速率和純液體泄漏速率kg/S.3非重氣云擴(kuò)散模型瞬間泄漏擴(kuò)散模型2QC(x,y,z,t,He)(2)3/22expexpexpxyz(zH)22Zx(xVt)22y22y-y(49)連續(xù)泄漏擴(kuò)散模型C(x,y,z,t,He)2Q'exo2Vyzexo(zH)222exp(zH)22Z(50)式中,C為氣云中危險(xiǎn)物質(zhì)濃度3(kg/m),He為泄漏源有效高度源瞬間泄漏量kg,Q'為源連續(xù)泄漏速率kg/s,V為風(fēng)速m/s,t為泄漏后的時(shí)間s,x、y和z分別為x、y和z方向的擴(kuò)散系數(shù)mo對于連續(xù)泄漏,平均時(shí)間取10min.其中Tx,Ty,Tz

24、與地面的有效粗糙度有關(guān).地面有效粗糙度長度如下表所示.表3地面有效粗糙度長度表地回類型Z0/m地回類型Z0/m草原、平坦開闊地<0.1分散的高矮建筑物城市14農(nóng)作物地區(qū)0.10.3密集的高矮建筑物大城市4村落、分散的樹林0.31有效粗糙度乙00.1m地區(qū)的擴(kuò)散參數(shù)按下表選取.表4Z0W0.1m地區(qū)的擴(kuò)散參數(shù)大氣穩(wěn)定度0-y/mo-z/mA-1/20.22x(1+0.0001x)0.20xB0.16x(1+0.0001x)-1/20.12xC_-1/20.11x(1+0.0001x)-1/20.08x(1+0.0002x)D-1/20.08x(1+0.0001x)-1/20.06x(1+0

25、.0015x)E-1/20.06x(1+0.0001x)-1/20.03x(1+0.0003x)F_-1/20.04x(1+0.0001x)_-1/20.016x(1+0.0003x)有效粗糙度乙方0.1m的粗糙地形擴(kuò)散系數(shù)為:y0fyz0fzfy(Z.)1a0Z0fz(x,Z°)(b0601nx)(d.eJnx)1Z0f0g01nx式中,Ty0、Tz0按表4中的數(shù)值取值.其他系數(shù)按表5取值.表5不同大氣穩(wěn)定度下的系數(shù)值穩(wěn)定度ABCDEFa.0.0420.1150.150.380.30.57b.1.101.51.492.532.42.913Co0.03640.0450.01820.1

26、30.110.0944d.0.43640.8530.870.550.860.753e.0.050.01280.010460.0420.016820.0228fo0.2730.1560.0890.350.270.29g.0.0240.01360.00710.030.0220.023式49和式50中泄漏源有效高度是指泄漏氣體形成的氣云根本上變成水平狀時(shí)氣云中央的離地高度.在大多數(shù)問題中,泄漏源有效高度難以與泄漏源實(shí)際高度相一致.事實(shí)上,它等于泄漏源實(shí)際高度加泄漏源抬升高度.泄漏源抬升高度可以用下面的公式近似計(jì)算：_1,、HVsd1.50.268PaTsTaTsd/V51或H2.4Vsd/V52式中

27、：AH是泄漏源抬升高度m,Vs是氣云出口速度m/s,d是出口直徑m,V是環(huán)境風(fēng)速m/s,pa是環(huán)境大氣壓力Pa,Ts是氣云出口溫度K,Ta是環(huán)境大氣溫度K.計(jì)算出泄漏源抬升高度以后,將泄漏源抬升高度與泄漏源實(shí)際高度相加就得到了泄漏源有效高度.3重氣云擴(kuò)散模型常用模型有盒子模型和平板模型兩類.盒子模型用來描述瞬間泄漏形成的重氣云團(tuán)的運(yùn)動(dòng),平板模型用來描述連續(xù)泄漏形成的重氣云羽的運(yùn)動(dòng).這兩類模型的核心是因空氣進(jìn)入而引起的氣云質(zhì)量增加速率方程.盒子模型盒子模型使用如下假設(shè)：I、重氣云團(tuán)為正立的坍塌圓柱體,圓柱體初始高度等于初始半徑的一半.II、在重氣云團(tuán)內(nèi)部,溫度、密度和危險(xiǎn)氣體濃度等參數(shù)均勻分布.

28、III、重氣云團(tuán)中央的移動(dòng)速度等于風(fēng)速.重氣擴(kuò)散的盒子模型示意圖如以下圖所示77w77777777777777777»空氣號過界面通入云團(tuán)>云圉向外的柱向運(yùn)動(dòng)圖2重氣云團(tuán)盒子模型坍塌圓柱體的徑向蔓延速度由下式確定:Vfdr/dtg(53)1/2a)/ahaa式中,Vf為圓柱體的徑向蔓延速度(m/s),r為圓柱體半徑(m),h為圓柱體高度(m),t為泄漏后時(shí)間(s)0等式兩邊同時(shí)乘以2r,上式變成下面的形式:2dr2/dt2g(a)/ahr21/21/2(54)由于假設(shè)重氣云團(tuán)和環(huán)境之間沒有熱量交換,重氣云團(tuán)的浮力將守恒,即:a)/aVg(a)/aVo(55)將上式代入式(53)

29、,積分后得到：991/2rro2g(oa)/aV./t(56)式中,r.為重氣云團(tuán)的初始半徑(m),Vo為重氣云團(tuán)的初始體積(m3),.為重氣云團(tuán)的初始密度(kg/m3).由于假設(shè)重氣云團(tuán)是圓柱體,初始高度等于初始半徑的一半,因此重氣云團(tuán)初始半徑的計(jì)算公式為：r.(2Vo/)1/3(57)隨著空氣的不斷進(jìn)入,云團(tuán)的高度和體積也將不斷變化.云團(tuán)體積隨時(shí)間的變化速率由下式確定：2dV/dt(R)VT(2Rh)VE(58)式中,重氣云團(tuán)體積VR2h,%和%分別為空氣從頂部和邊緣進(jìn)入重氣云團(tuán)的速率(m/s).由于重氣云團(tuán)內(nèi)部危險(xiǎn)氣體質(zhì)量守恒,因此,在重氣云團(tuán)擴(kuò)散過程中,下式存立：_22C/CoVo/V

30、(horo)/(hr)(59)式中,CO和C分別為初始時(shí)刻和t時(shí)刻重氣云團(tuán)內(nèi)部危險(xiǎn)物質(zhì)濃度(kg/m3).任意時(shí)刻重氣云團(tuán)的半徑按式(56)計(jì)算.如果知道任意時(shí)刻重氣云團(tuán)高度的計(jì)算公式,利用上式就可計(jì)算任意時(shí)刻重氣云團(tuán)內(nèi)部危險(xiǎn)物質(zhì)濃度.但這里不準(zhǔn)備采用先推導(dǎo)重氣云團(tuán)高度的計(jì)算公式,然后計(jì)算重氣云團(tuán)體積和危險(xiǎn)物質(zhì)濃度的方法.而是先采用量綱分析法求重氣云團(tuán)的體積和濃度,然后利用上式反推重氣云團(tuán)的高度.無量綱量V/Vo與x/vO/3之間存在如下函數(shù)關(guān)系：VVo(x/V：3)1：xVo1/3(60)式中,x為下風(fēng)向距離(m).它與時(shí)間、風(fēng)速之間的關(guān)系為：xVt(61)將上式代入式(52),得到：CCo

31、(x/V；/3)"xVo1/3(62)將圓柱形重氣云團(tuán)的體積Vr2h代入式(60),可推導(dǎo)出hVo(x/Vo1/3)1.5/(r2),xVo1/3(63)隨著空氣的不斷進(jìn)入,重氣云團(tuán)的密度將不斷減小,重氣坍塌引起的擴(kuò)散將逐步讓位于環(huán)境湍流引起的擴(kuò)散.目前,判斷重氣坍塌過程終止的準(zhǔn)那么主要有：I、e準(zhǔn)那么定義(pa)/a.e準(zhǔn)那么認(rèn)為,如果e小于或等于某個(gè)臨界值(在0.0010.01之間),重氣坍塌引起的擴(kuò)散將讓位于環(huán)境湍流引起的擴(kuò)散.下面推導(dǎo)轉(zhuǎn)變發(fā)生的位置,令：Egv(pa)/a(6韋gv將式(60)代入式(64),得到：EgVo(x/Vo1/3)1.5(65)從上式求出x,得到：x

32、E2/3Vo1/3(g)2/3(66)由于不考慮云團(tuán)與環(huán)境之間的熱交換,云團(tuán)浮力守恒,故E=E).代入上式得到轉(zhuǎn)變點(diǎn)對應(yīng)的下風(fēng)向距離為：2/31/32/3XfEoVo(gcr)(67)II、Ri準(zhǔn)那么對于瞬間泄漏,定義Richardson數(shù)Ri(g(pa)/a)V1/3/V*2.Ri準(zhǔn)那么認(rèn)為,如果Ri小于或等于某個(gè)臨界值(在110之間),重氣坍塌引起的擴(kuò)散將讓位于環(huán)境湍流引起的擴(kuò)散.由于云團(tuán)內(nèi)部浮力守恒,因此EoEgV(a)/a(68)對上式進(jìn)行恒等變換,得到：(a)/aEo/(gV)(69)將式(69)代入Richardson數(shù)的定義式,得到：RiEo/(xVo1/3V*2)(70)從上式

33、求出轉(zhuǎn)變點(diǎn)下風(fēng)向距離x,得到：xfEo/(RicrVo1/3V*2)(71)III、M準(zhǔn)那么定義重氣云團(tuán)徑向蔓延速度M=dr/dt.M準(zhǔn)那么認(rèn)為,如果V小于或等于某個(gè)臨界值,重氣坍塌引起的擴(kuò)散將讓位于環(huán)境湍流引起的擴(kuò)散.不同研究人員提出的重氣云擴(kuò)散階段終止時(shí)的臨界V值相差很大.例如,vanUlden認(rèn)為,重氣云擴(kuò)散階段終止的條件是M=2V,Germeles和Drake認(rèn)為,重氣云擴(kuò)散階段終止的條件是M=V,Cox和Carpenter認(rèn)為,重氣云擴(kuò)散階段終止的條件是M=dh/dt,一為橫風(fēng)向擴(kuò)散系數(shù)(m),Eidsvik(1980)認(rèn)為,重氣云擴(kuò)散階段終止的條件是M=0.39V*.這些準(zhǔn)那么覆蓋

34、范圍很寬,從V=0.02V到V=V(假設(shè)摩才S速度V=V715).Germeles和Drake提出的準(zhǔn)那么太嚴(yán),根據(jù)他們提出的準(zhǔn)那么,即使存在重氣云擴(kuò)散階段,這個(gè)階段持續(xù)的時(shí)間也很短.不過,多數(shù)研究人員認(rèn)為,M的臨界值具有與V相同的數(shù)量別.平板模型平板模型使用了如下假設(shè)：I、重氣云羽橫截面為矩形,橫風(fēng)向半寬為b(m),垂直方向高度為h(m)0在泄漏源點(diǎn),云羽半寬為高度的兩倍,即：bo=2hooII 、重氣云羽橫截面內(nèi),濃度、溫度、密度等參數(shù)均勻分布.III 、重氣云羽的軸向蔓延速度等于風(fēng)速.在重氣云羽的擴(kuò)散過程中,橫截面半寬的變化由下式確定：Vdb/dx(gh(a)/a)1/2(72)由于假設(shè)

35、重氣云羽與環(huán)境之間無熱量交換,重氣云羽的浮力通量在擴(kuò)散過程中守恒,即：2gVbh(a)/a2gVboho(oa)/a(73)將式(73)代入式(72),積分后得到：bbo11.5gho(oa)/a1/2x(Vbo)12/3(74)由于重氣云羽初始半寬等于初始高度的兩倍,重氣云羽的初始體積通量為：Vo'2bohoVb；V(75)從上式可以求出重氣云羽的初始半寬：bo2ho(Vo'/V)1/2(76)隨著空氣的進(jìn)入,不僅重氣云羽的橫風(fēng)向水平尺寸要增大,重氣云羽的高度也要增加.重氣云羽高度的變化與下風(fēng)向距離間的關(guān)系由下式確定：dh(we/v)dx(77)式中,W為空氣卷吸系數(shù),且假設(shè)

36、空氣卷吸系數(shù)由下式確定：We3.5V*/(11.67Ri)(78)式中,Ri為當(dāng)?shù)豏ichardson數(shù).上式說明,隨著Richardson數(shù)的增加,空氣卷吸系數(shù)減小.Richardson數(shù)的定義為:Rig(pa)/ah/V*'2(79)式中,V*'是垂直方向的特征湍流速度(m/s),由下式確定：V*'1.3(V*/V)(4/9)(db/dt)2V21/2(80)式中,V*是摩擦速度.由于xVt,因此,db/dtVdb/dx,結(jié)合式(74),得到：_,1/21.db/dt(2/3)(Vebo)1.5gho(oa)/a(Vebo)“八,1/21、1/3(81)11.5gh

37、o(oa)/a1/2X(Vebo)11/3求解由式(78)式(81)組成的聯(lián)立方程組,可以求得任意下風(fēng)向距離重氣云羽的高度.由于重氣云羽橫截面上危險(xiǎn)物質(zhì)通量守恒,因此2bhVC2bohoVCo(82)上式兩邊同時(shí)除以2bhV,得到重氣云羽中危險(xiǎn)物質(zhì)濃度的計(jì)算公式：CbohoCo/(bh)(83)式中,C表示重氣云羽內(nèi)危險(xiǎn)物質(zhì)濃度(kg/m3),下標(biāo)0指初始條件.無論是重氣云團(tuán)擴(kuò)散,還是重氣云羽擴(kuò)散,一旦滿足前面討論過的轉(zhuǎn)變條件,重力驅(qū)動(dòng)擴(kuò)散將轉(zhuǎn)變?yōu)榄h(huán)境湍流驅(qū)動(dòng)擴(kuò)散.為了將轉(zhuǎn)變前后兩個(gè)不同的擴(kuò)散過程有機(jī)銜接起來,需要進(jìn)行虛源計(jì)算.所謂虛源,是指位于轉(zhuǎn)變點(diǎn)上游某處的虛擬泄漏源.虛源計(jì)算的目的是確定

38、虛源與轉(zhuǎn)變點(diǎn)之間的距離.進(jìn)行虛源計(jì)算時(shí)應(yīng)遵循下面的原那么：在相同的泄漏和擴(kuò)散條件(相同源強(qiáng)、相同地形、相同氣象條件等)下,利用重氣云擴(kuò)散模型對實(shí)源泄漏進(jìn)行擴(kuò)散分析得到的轉(zhuǎn)變點(diǎn)所在位置危險(xiǎn)物質(zhì)濃度等于利用高斯模型對虛源泄漏進(jìn)行擴(kuò)散分析得到的轉(zhuǎn)變點(diǎn)所在位置危險(xiǎn)物質(zhì)濃度.虛源計(jì)算時(shí)假設(shè)轉(zhuǎn)變點(diǎn)的下風(fēng)向擴(kuò)散系數(shù)x、橫風(fēng)向擴(kuò)散系數(shù)y和垂直方向擴(kuò)散系數(shù)z分別由下面三個(gè)公式計(jì)算：xy(瞬間泄漏才需要)(84)yb/21/2(85)zh/21/2(86)因此,如果知道擴(kuò)散系數(shù)與下風(fēng)向距離的關(guān)系,就可以計(jì)算出虛源與轉(zhuǎn)變點(diǎn)之間的距離.例如,如果y0.1X,那么,虛源與轉(zhuǎn)變點(diǎn)之間的距離Xv10b/21/2.A.2庫區(qū)

39、重大事故后果分析A.2.1庫區(qū)的主要事故類型根據(jù)儲(chǔ)存場所的不同以及儲(chǔ)存危險(xiǎn)品特性的不同,庫區(qū)主要的事故后果類型如下：(1)倉庫中存儲(chǔ)TNT等爆炸性物品時(shí),容易發(fā)生凝聚相含能材料爆炸,產(chǎn)生非常嚴(yán)重的后果.由于爆炸性物品不得露天堆放,只能存儲(chǔ)在倉庫中,因此通常發(fā)生的是受限空間的爆炸.(2)易燃、易爆的氣體(包括液化氣體)如液化石油氣鋼瓶等在倉庫中存儲(chǔ)時(shí),發(fā)生泄漏并在擴(kuò)散過程中遇到點(diǎn)火源,那么很容易發(fā)生蒸氣云爆炸事故.(3)有毒氣體(包括液化氣體)如液氯、液氨鋼瓶在倉庫中存儲(chǔ)時(shí),發(fā)生泄漏并擴(kuò)散很容易引起中毒事故.(4)易燃液體如苯、甲醇等瓶裝、桶裝的化工原料在倉庫中存儲(chǔ)時(shí),泄漏后很容易引發(fā)室內(nèi)池火災(zāi)

40、.(5)易燃固體、自燃物品、遇濕易燃物品等瓶裝、桶裝、袋裝的物品在倉庫中存儲(chǔ)時(shí),容易發(fā)生室內(nèi)固體火災(zāi)事故.(6)易燃液體的桶裝的化工原料在堆場中存儲(chǔ)時(shí),泄漏后很容易引發(fā)大面積的池火災(zāi).(7)易燃固體物品在堆場中存儲(chǔ)時(shí),容易發(fā)生固體火災(zāi)事故.A.2.2庫區(qū)的主要事故后果模型A.2.2.1凝聚相含能材料爆炸凝聚相含能材料爆炸能產(chǎn)生多種破壞效應(yīng),如熱輻射、一次破片作用、有毒氣體產(chǎn)物的致命效應(yīng),但破壞力最強(qiáng),破壞區(qū)域最大的是沖擊波的破壞效應(yīng),因此,爆炸模型主要考慮沖擊波的傷害作用.凝聚相含能材料的爆炸沖擊波超壓Ap可按下式計(jì)算:10.1567Z3(p5)Ps3210.137Z30.119Z20.269

41、Z10.019(1p10)(87)Psp/po(88)(89)E1.8WQc(90)式中,Z為無量綱距離,Ap為目標(biāo)處的超壓值Pa,p0為環(huán)境壓力,R為目標(biāo)到爆源的水平距離m,E為爆源總能量J,W為含能材料的質(zhì)量Kg,Q為爆炸物的爆熱J/Kg.A.2.2.2蒸氣云爆炸見A.1.3節(jié)蒸氣云爆炸事故后果模型.A.2.2.3毒物的泄漏擴(kuò)散見A.1.3節(jié)中毒事故后果模型.A.2.2.4池火災(zāi)見A.1.3節(jié)池火災(zāi)事故后果模型A.2.2.5固體火災(zāi)固體火災(zāi)的熱輻射參數(shù)按點(diǎn)源模型估計(jì).此模型認(rèn)為火焰射出的能量為燃燒的一局部,并且輻射強(qiáng)度與目標(biāo)至火源中央距離的平方成反比.q(r)fMcHc4r2(91)式中,

42、qr為目標(biāo)接收到的輻射強(qiáng)度W/m,f為輻射系數(shù),可取f=0.25,MC為燃燒速率kg/s,He為燃燒熱J/kg,r為目標(biāo)至火源中央的水平距離mA.3生產(chǎn)場所重大事故后果分析A.3.1生產(chǎn)場所主要事故類型生產(chǎn)場所的事故類型非常復(fù)雜,因反響介質(zhì)、工藝設(shè)備與機(jī)器、操作條件的不同而不同,常見的危害較大的主要包括以下幾類：(1)爆炸物理爆炸化工容器及設(shè)備由于設(shè)計(jì)、制造、腐蝕或低溫、材料缺陷、交變載荷的作用,使得器壁的平均應(yīng)力超過材料的屈服點(diǎn)或強(qiáng)度極限,導(dǎo)致脆性疲勞、疲勞破裂和應(yīng)力腐蝕破裂發(fā)生物理爆炸,也可因平安泄放裝置失靈、液化氣體充裝過量、嚴(yán)重受熱膨脹、違章超負(fù)荷運(yùn)行等發(fā)生物理爆炸.常見的如水夾汽包、

43、化工容器、液化器氣瓶等的爆炸.化學(xué)爆炸化工設(shè)備和機(jī)器內(nèi)的物質(zhì)發(fā)生極迅速、劇烈的化學(xué)反響而產(chǎn)生高溫高壓可引發(fā)瞬間的爆炸現(xiàn)象.一般可分為簡單分解爆炸、復(fù)雜分解爆炸和爆炸性混合物爆炸.在化工、石油化工生產(chǎn)中發(fā)生的化學(xué)爆炸絕大局部是爆炸性混合物爆炸.例如由于負(fù)壓操作、系統(tǒng)用氣、水封不嚴(yán)或失效,空氣用入到裝置中,形成爆炸性混合物,發(fā)生化學(xué)爆炸；再如硝化反響過程中,由于溫度限制不良,很容易引起爆炸.蒸氣云爆炸化工設(shè)備和機(jī)器由于密封裝置失效、設(shè)備管道腐蝕、磨損或疲勞破裂、斷裂以及安裝檢修不良、操作失誤等原因,可燃性氣體從化工裝置、設(shè)備、管道內(nèi)泄漏或噴射,擴(kuò)散到周圍環(huán)境中,到達(dá)爆炸極限,假設(shè)遇到明火或高溫很就

44、會(huì)發(fā)生蒸氣云爆炸.(2)燃燒當(dāng)化工設(shè)備和機(jī)器由于密封裝置失效、設(shè)備管道腐蝕、磨損或疲勞破裂、斷裂以及安裝檢修不良、操作失誤等原因?qū)е挛锪闲孤r(shí),對于易燃液體而言,泄漏后形成一定范圍的液池,假設(shè)遇到火源,液池可能被點(diǎn)燃,發(fā)生地面池火災(zāi)；對于易燃?xì)怏w而言,泄漏后立即遇到明火或高溫,或因高速摩擦產(chǎn)生靜電而產(chǎn)生噴射火,也可延時(shí)點(diǎn)火產(chǎn)生閃火.含有易燃易爆液化氣體的容器在外部火焰的烘烤下可能沸騰液體擴(kuò)展為蒸氣爆炸,產(chǎn)生巨大的火球.(3)中毒在化工、石化生產(chǎn)中,由于設(shè)備密封不嚴(yán)、嚴(yán)重腐蝕穿孔、疲勞破裂、磨損、超壓引起的設(shè)備與管道忽然斷裂、開錯(cuò)閥門、閥門密封不嚴(yán)、水封失效等原因,很容易造成毒性氣體的泄漏,向周

45、圍環(huán)境擴(kuò)散,造成人員的中毒事故.主要化工設(shè)備和機(jī)器的事故類型及損壞尺寸見下表.表6主要化工設(shè)備和機(jī)器的事故類型及損壞尺寸序號設(shè)備類型事故類型損壞尺寸1塔吸收塔、蒸福塔、萃取塔、枯燥塔物理爆炸、化學(xué)爆炸、嚴(yán)重泄漏內(nèi)部爆炸全部泄漏；孔蓋泄漏20%T徑；噴嘴斷裂100%f徑；管路破裂20M100%管徑.2儲(chǔ)槽、壓縮空氣儲(chǔ)罐、緩沖罐物理爆炸、化學(xué)爆炸、嚴(yán)重泄漏物理爆炸全部泄漏；噴嘴斷裂100%r徑；管路破裂20%100%f徑.3中間儲(chǔ)罐物理爆炸、嚴(yán)重泄漏物理爆炸全部泄漏；接頭泄漏20%100%管徑.4換熱器、冷凝器、冷卻器、再沸器嚴(yán)重泄漏并可導(dǎo)致爆炸內(nèi)部爆炸全部泄漏；管路破裂20%100%管徑.5反響

46、釜、合成塔、流化床、物理爆炸、化學(xué)爆炸、嚴(yán)重泄漏內(nèi)部爆炸全部泄漏；孔蓋泄漏20%T徑；噴嘴斷裂100%f徑；管路破裂20%100%管徑.6管道、法蘭、接頭撓性連接器、過濾器嚴(yán)重泄漏法蘭泄漏20%f徑；管道泄漏20M100%管徑；接頭損壞20M100%T徑.7閥門、泄放閥嚴(yán)重泄漏殼體泄漏20M100%f徑；蓋子、桿損壞20%世漏.8壓縮機(jī)、泵嚴(yán)重泄漏殼體泄漏20M100%!徑；密封蓋損壞20%世漏.9風(fēng)機(jī)負(fù)壓空氣進(jìn)入化學(xué)爆炸,泄漏內(nèi)部爆炸全部泄漏；殼體泄漏20M100%管徑.10余熱鍋爐、加熱爐爐管泄漏、爐體爆炸內(nèi)部爆炸全部泄漏；管路破裂20M100%管徑.11火炬嚴(yán)重泄漏接頭泄漏20M100%

47、f徑.A.3.2生產(chǎn)場所主要事故后果模型A.3.2.1物理爆炸物理爆炸就是物質(zhì)狀態(tài)參數(shù)溫度、壓力、體積迅速發(fā)生變化,在瞬間放出大量能量并對外做功的現(xiàn)象.物理爆炸的特點(diǎn)是在爆炸現(xiàn)象發(fā)生過程中,導(dǎo)致爆炸發(fā)生的介質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生變化,發(fā)生變化的僅是介質(zhì)的狀態(tài)參數(shù).不僅與物理爆炸如壓力容器破裂時(shí),氣體膨脹所釋放的能量即爆破能量氣體壓力和容器的體積有關(guān),而且與介質(zhì)在容器內(nèi)的物性相態(tài)有關(guān).當(dāng)壓力容器中介質(zhì)為壓縮氣體,即以氣態(tài)形式存在而發(fā)生物理爆炸時(shí),其釋放的爆破能量為：k1V0.1013Eg-pV-1M10392k1p式中,Eg為氣體的爆破能量kJ,p為容器內(nèi)氣體的絕對壓力MPa,V為容器的容積n3,k

48、為氣體的絕熱指數(shù),即氣體的定壓比熱與定容比熱之比.當(dāng)介質(zhì)全部為液體時(shí),鑒于通常用液體加壓時(shí)所做的功作為常溫液體壓力容器爆炸時(shí)釋放的能量,爆破能量計(jì)算模型如下：Ei932式中,Ei為常溫液體壓力容器爆炸時(shí)釋放的能量kJ,p為液體的絕對壓力Pa,V為容器的體積吊,t為液體在壓力p和溫度T下的壓縮系數(shù)PaT.而液化氣體一般在容器內(nèi)以氣液兩態(tài)存在.當(dāng)容器破裂發(fā)生爆炸時(shí),除了氣體的急劇膨脹做功外,還有過熱液體劇烈的蒸發(fā)過程.在大多數(shù)情況下,這類容器內(nèi)的飽和液體占有容器介質(zhì)重量的絕大局部,它的爆破能量比飽和氣體大得多,一般計(jì)算時(shí)不考慮氣體膨脹做的功.過熱狀態(tài)下液體在容器破裂時(shí)釋放出爆破能量可按下式計(jì)算：E

49、H1H2S1S2TJW94式中,E為過熱狀態(tài)液體的爆破能量kJ,H為爆炸前液化液體的始kJ/kg,代為在大氣壓力下飽和液體的始kJ/kg,S1為爆炸前飽和液體的嫡kJ/kg7c,S2為在大氣壓力下飽和液體的嫡kJ/kg?C,T1為介質(zhì)在大氣壓力下的沸點(diǎn)C,W為飽和液體的質(zhì)量kg.壓力容器爆破時(shí),爆破能量向外釋放以沖擊波能量、碎片能量和容器剩余變形能量三種形式表現(xiàn)出來.根據(jù)介紹,后二者所消耗的能量只占總爆破能量的3%15%也就是說大局部能量產(chǎn)生空氣沖擊波.A.3.2.2化學(xué)爆炸對于簡單分解爆炸、復(fù)雜分解爆炸產(chǎn)生的爆炸可用凝聚相含能材料爆炸模型計(jì)算見A.2.3節(jié);對于爆炸性混合物氣體爆炸,可用蒸氣

50、云爆炸事故后果模型,見A.1.3節(jié).A.3.2.3池火災(zāi)見A.1.3節(jié)池火災(zāi)事故后果模型.A.3.2.4沸騰液體擴(kuò)展蒸氣云爆炸見A.1.3節(jié)沸騰液體擴(kuò)展蒸氣云爆炸事故后果模型.A.3.2.5蒸氣云爆炸見A.1.3節(jié)蒸氣云爆炸事故后果模型.A.3.2.6噴射火見A.1.3節(jié)噴射火事故后果模型.A.3.2.7閃火模型閃火是可燃性氣體或蒸氣泄漏到空氣中,與之混合后被點(diǎn)燃而發(fā)生的一種非爆炸性的燃燒過程.閃火的主要危害來自熱輻射和火焰直接接觸.可燃物云團(tuán)的大小決定了可能造成直接火焰接觸危害的面積,而云團(tuán)的大小那么局部取決于擴(kuò)散和泄漏條件.在閃火模型中,假定閃火是一個(gè)火焰以恒定速度傳播的過程.閃火模型的幾

51、何關(guān)系如圖3所小.圖3閃火模型火焰高度火焰可視高度可用近似的半經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：2231/3,H20d(s/gd)(0/a)2(wr/(1w)(95)式中,H為火焰可視高度(m),d為云團(tuán)厚度(m),s為燃燒速度(m/s),g為重力加速度(m/s2),pa為空氣密度(kg/mb,p0為燃一氣混合物的密度(kg/m),r為理想配比下空氣與燃料的質(zhì)量比,w=6-dst/a(1-dst)(當(dāng)小>小st),w=0(當(dāng)小&dst),a為恒定壓力下理想配比時(shí)燃燒的膨脹比(碳?xì)浠衔镆话闳=8),小為燃料所占混合物的體積比,小st為理想配比時(shí)燃料占的體積比.燃燒速度s=2.3UWw.如果知道蒸氣

52、云團(tuán)的組成和火焰的幾何形狀,就可以計(jì)算閃火產(chǎn)生的熱輻射影響.火焰寬度火焰寬度W隨時(shí)間變化關(guān)系：(96)W2R2(RSt)21/2熱輻射能平面物體單位面積上接收的輻射能由下式計(jì)算:qEFa(97)式中,E為輻射能(KW/m),F為幾何視角系數(shù),J為大氣傳輸率.在保守計(jì)算場合,假設(shè)是枯燥晴朗的天氣一般可取Ta=1,濕度時(shí)可用alog(14.1RH008X0,3)(98)式中,RH為相對濕度,X為到目標(biāo)物的距離(m)0幾何視角因子假設(shè)輻射面和接受面是兩個(gè)互相平行的平面,那么F可用Fmax表示,計(jì)算關(guān)系如下：Fmax=(Fh2+FV2)0.5(99)Fh=tan-1(1/Xr)-AXrtan-1(A)/兀Fv=HrAtan-1(A)+(B/Hr)tan-1(B)/兀A=1/(Hr2+Xr2)0.5B=Hr/(1+Xr2)0.5Hr=H/bXr=X/bb=1/2W當(dāng)Xr和Hr給定時(shí),可以根據(jù)以上公式計(jì)算出最大視角系數(shù)F,也可以查表7或圖4得到F