氫氣儲(chǔ)罐爆炸事故后果分析及應(yīng)對(duì)措施

1、氫氣儲(chǔ)罐爆炸事故后果分析及應(yīng)對(duì)措施某制藥單位采用葡萄糖加氫工藝生產(chǎn)ft梨醇,氫氣儲(chǔ)存于35005200的立式儲(chǔ)罐內(nèi),壓力為1.0MPa（表壓）,溫度為常溫。該儲(chǔ)罐屬于壓力容器，若由于某種原因，氫氣壓力升高，超過(guò)設(shè)計(jì)壓力，儲(chǔ)罐將發(fā)生物理爆炸，氫氣體積迅速膨脹，釋放出大量的能量。爆破能量以沖擊波能量、碎片能量和容器殘余變形能量的形式進(jìn)行釋放，而用于形成碎片能量和容器殘余變形能量約占總能量的5%15%，形成沖擊波的能量約占總能量的85% 95%，破壞作用最大，而沖擊波在開(kāi)始時(shí)產(chǎn)生的最大正壓力即沖擊波波陣面上的超壓P 是引起破壞作用的主要因素。影響超壓P 的因素有發(fā)生爆炸的氫氣壓力、體積、絕熱指數(shù)、與

2、爆炸中心距離、空氣的稀薄程度及傳播途徑障礙物等。爆炸能量越大，距離爆炸中心越近，沖擊波波陣面上超壓越大，其破壞作用也越大，隨著沖擊波在空間的自由傳播，能量逐漸減弱。1爆破能量當(dāng)氫氣儲(chǔ)罐發(fā)生物理爆炸時(shí)，氫氣釋放的爆破能量1： Eg=PV（K-1）1-（0.1013P）（K-1/K）103式中 Eg氣體的爆破能量，kJ； P容器內(nèi)氣體的絕對(duì)壓力，1.101MPa； V容器的容積，50m3； K氣體的絕熱指數(shù)，氫氣的絕熱指數(shù)為1.4142。氫氣釋放爆破能量：Eg=PV（K-1）1-（0.1013P）（K-1/K）103=（1.10150）（1.414-1）1-（0.10131.101）（1.414-

3、1/1.414）103=8770.42（kJ）由于用于產(chǎn)生沖擊的能量約85%95%，應(yīng)對(duì)上面的結(jié)果進(jìn)行修正，但從安全角度考慮，也可不進(jìn)行修正。為能較好表示實(shí)際狀況，取最大值即95%進(jìn)行修正。即：Eg 沖擊波=95%Eg=95%8770.42=8331.9（kJ）將爆破能量換算成 TNT 當(dāng)量： q=EgqTNT=8331.945001.85（kg）qTNT 為T(mén)NT 爆熱，TNT 爆炸所放出的爆破能量為42304836kJkg，一般取平均爆破為4500kJkg。爆炸的模擬比：=（q/q0）1/3=（1.85/1000）1/30.123 q0為實(shí)驗(yàn)用的爆炸TNT 基準(zhǔn)值，為1000。2危害區(qū)域爆

4、炸發(fā)生時(shí)，爆炸能量形成的沖擊波以爆炸點(diǎn)為中心，呈球形向外擴(kuò)散。超壓隨著距離的增加而衰減。不同數(shù)量的同類(lèi)炸藥，若產(chǎn)生的沖擊波超壓相同，需滿(mǎn)足：爆炸中心的距離R 之比等于爆炸模擬比，即當(dāng)P=P0時(shí):R=R0式中 R分析點(diǎn)與爆炸中心距離，m； R0實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)量點(diǎn)與爆炸中心距離，m； TNT 炸藥爆炸試驗(yàn)的模擬比。P分析點(diǎn)的超壓，MPa；P0實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)量點(diǎn)的超壓，MPa。表1、表2為1000kgTNT 炸藥在空氣中爆炸產(chǎn)生的沖擊波超壓及其危害等級(jí)1。當(dāng)沖擊波超壓P=P0=0.1MPa 時(shí)，實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)量點(diǎn)與爆炸中心距離 R0可根據(jù)表1，采用插值法進(jìn)行計(jì)算： R0=（0.126-0.1）/（0.126-0.07

5、9）（25-20）+20=22.77（m）則分析點(diǎn)與爆炸中心距離半徑： R=R0=22.770.123=2.80（m）參照表2可知：以氫氣儲(chǔ)罐為中心，2.8m 范圍防震鋼筋混凝土破壞，小房屋倒塌；大部分人員死亡。同理，可計(jì)算出其他危害范圍，見(jiàn)表3。由表3可知，若氫氣儲(chǔ)罐發(fā)生物理爆炸，以該爆炸點(diǎn)為中心，4m 范圍內(nèi)將造成房屋倒塌、鋼架結(jié)構(gòu)破壞、人員傷亡的嚴(yán)重事故，甚至重特大事故。3采取的對(duì)策措施(1)以氫氣罐為中心，4m 范圍的不能設(shè)置值班室，并將該區(qū)域用柵欄等進(jìn)行隔離，防止無(wú)關(guān)人員穿越。在出入口設(shè)置靜電導(dǎo)出裝置及安全標(biāo)志。(2)氫氣罐應(yīng)設(shè)壓力測(cè)量?jī)x表、安全泄壓裝置，并在頂部最高點(diǎn)設(shè)放空管。(3)嚴(yán)格按壓力容器管理有關(guān)規(guī)定進(jìn)行管理，定期對(duì)壁厚及焊縫、接管部位進(jìn)行檢驗(yàn)等。(4)安裝可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器，系統(tǒng)應(yīng)由報(bào)警控制器、可燃?xì)怏w傳