風(fēng)險(xiǎn)程度部分計(jì)算方法

實(shí)用文案山東省醫(yī)藥工業(yè)設(shè)計(jì)院成都慎恒化工技術(shù)服務(wù)有限公司專篇風(fēng)險(xiǎn)程度計(jì)算方法目的按照國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局有關(guān)文件的規(guī)定和要求，結(jié)合相關(guān)計(jì)算方法，對(duì)《成都慎恒化工技術(shù)服務(wù)有限公司危險(xiǎn)化學(xué)品建設(shè)項(xiàng)目安全設(shè)施設(shè)計(jì)專篇編制規(guī)定》所規(guī)定的安全設(shè)施設(shè)計(jì)專篇中的風(fēng)險(xiǎn)程度計(jì)算部分做出以下要求及說(shuō)明。使用范圍本文件規(guī)定了危險(xiǎn)化學(xué)品建設(shè)項(xiàng)目安全設(shè)施設(shè)計(jì)專篇中對(duì)風(fēng)險(xiǎn)程度的計(jì)算內(nèi)容、方向及深度，需要設(shè)計(jì)人員根據(jù)不同項(xiàng)目的實(shí)際情況進(jìn)行選擇、計(jì)算。風(fēng)險(xiǎn)程度的內(nèi)容、深度要求3.1根據(jù)同類裝置事故情況，對(duì)物料泄漏可能性進(jìn)行分析從爆炸、火災(zāi)、毒性、腐蝕性等四個(gè)方面入手，從工藝過(guò)程設(shè)備、管道方面分析設(shè)計(jì)上采取措施后發(fā)生物料泄露的可能性。3.2作業(yè)場(chǎng)所出現(xiàn)泄漏后造成爆炸火災(zāi)事故條件和所需時(shí)間一、爆炸：1）氣體泄漏引發(fā)的爆炸首先根據(jù)以下準(zhǔn)則判斷泄漏時(shí)氣體流動(dòng)屬于音速還是亞音速。音速：P02Pk1

kk1k亞音速：P0＞2k1Pk1標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案式中，P0為環(huán)境壓力；P為事故容器內(nèi)壓（均為絕對(duì)壓力 Pa）①若氣體泄漏時(shí)為音速流動(dòng)，其泄漏速度： （kg/s）Q0Cd··APM·k2RTk1

1k1②若氣體泄漏時(shí)為亞音速流動(dòng)，其泄漏速度： （kg/s）Q0Y·Cd··APM·k2RTk1

1k1式中，Cd---氣體泄漏系數(shù)，圓裂口取1；三角形裂口取0.95；長(zhǎng)方形取0.90.一般取最大，即圓裂口。A---泄漏口面積。（m2）M---物質(zhì)的分子量R---氣體常數(shù)（J/mol.K-1），R=8.314T---氣體溫度（K）Y---氣體膨脹因子上式中，氣體膨脹因子Y計(jì)算方法如下：Y

1 k 1

k1P2k1k1kkP01k 1 2

P0P氣體泄漏到造成爆炸火災(zāi)事故所需時(shí)間：Vg（Vg為所確定爆炸氣體體積×爆炸下限。）Q02）液體泄漏引發(fā)的爆炸液體泄漏速度：2PP02ghQ0Cd··Ad1；三角形裂口取0.95；長(zhǎng)方形取0.90.一般取最大，式中：C---氣體泄漏系數(shù)，圓裂口取即圓裂口。A---泄漏口面積。（m2）ρ---泄漏液體密度，kg/m3P---事故容器內(nèi)壓，PaP---環(huán)境壓力，Pa0g---重力加速度，g=9.8m/s2標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案h---裂口之上液位高度d的選取值：C雷諾數(shù)裂口形狀圓形（多邊形）三角形長(zhǎng)方形＞1000.650.600.55≤1000.500.450.40①當(dāng)容器內(nèi)液體是過(guò)熱液體，即液體的沸點(diǎn)低于周圍環(huán)境溫度，液體流過(guò)裂口時(shí)由于壓力減小而突然蒸發(fā)。蒸發(fā)所需熱量取自于液體本身，而容器內(nèi)剩下的液體溫度將降至常壓沸點(diǎn)。這種情況下（ 閃蒸），泄漏直接蒸發(fā)液體所占百分比F可按下式計(jì)算：CpTT0H式中：Cp---液體的定壓比熱， J/kg.K-1T--- 泄漏前液體溫度， KT 0--- 液體常壓沸點(diǎn)H--- 液體氣比熱 J/kg注：F＞0.2時(shí)，一般不會(huì)形成液池；＜0.2時(shí)，F(xiàn)與帶走液體之比有線性關(guān)系；F=0 時(shí)，沒(méi)有液體帶走（蒸發(fā)）F=0.1 時(shí)，有50%的液體帶走。閃蒸時(shí)，t＜30s。，閃蒸量：VF·F=V（V可通過(guò)氣體狀態(tài)方程進(jìn)行換算）②一般液體擴(kuò)散的擴(kuò)散速度ShA1L2式中：α---分子擴(kuò)散系數(shù)。 m/sSh--- 舍伍德數(shù)，A--- 液池面積，m2L--- 液池長(zhǎng)度，m3ρ1--- 池體密度，kg/m標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案1/2 1/3Sh=0.664Re Sc其中：Re——雷諾數(shù)；Sc ——施密特?cái)?shù)。Sc=ν/D=μ/ρD其中：ν——?jiǎng)羽禂?shù)，D——擴(kuò)散系數(shù)，μ——黏滯系數(shù)，ρ——密度 。所需時(shí)間：t Vg （Vg為所確定爆炸氣體體積×爆炸下限。）Q0（3）兩相流泄漏用于兩相流質(zhì)均為易燃易爆物質(zhì)，若一相流質(zhì)為不燃，則按氣體/流體擴(kuò)散計(jì)算。Q0Cd··A2PPc式中：Cd---兩相流泄漏系數(shù)，可取0.8；A---裂口面積，m2；P---兩相混合物的壓力，Pa；Pc---臨界壓力，Pa，取Pc=0.55Pa；ρ---兩相流平均密度，kg/m3。1Fv1Fv12式中：ρ1--- 氣相密度，kg/m3；2---液相密度，kg/m3；F v--- 氣相比例。Cp·T TcFvH式中：Cp---兩相混合物的定壓比熱， J/kg.K-1；T--- 兩相混合物溫度， K;T c--- 臨界溫度，K；標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案H--- 液體的氣比熱， J/kg。當(dāng)Fv＞1時(shí)，液相全部蒸發(fā)；Fv很小時(shí)，可近似流體泄漏。二、燃燒：由于可燃性物質(zhì)燃燒所需條件為：可燃物、助燃物、點(diǎn)火源。燃燒無(wú)對(duì)可燃物濃度的要求，只要有點(diǎn)火源即可發(fā)生火災(zāi)。3.3作業(yè)場(chǎng)所出現(xiàn)具有毒性的化學(xué)品泄漏后擴(kuò)散速率及達(dá)到人的接觸最高限值的時(shí)間一、有毒液化氣體泄漏、擴(kuò)散速度按前面對(duì)液體、氣體物質(zhì)泄漏、擴(kuò)散的公式進(jìn)行計(jì)算。二、有毒液化氣體蒸發(fā)蒸汽的體積：Vg22.4Wctt0273t0M·q273式中：W---有毒物質(zhì)量，kg；t--- 事故容器發(fā)生事故前的溫度，℃；c--- 液體介質(zhì)比熱， KJ/kg.℃；t 0--- 標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)，℃；q--- 汽化熱，KJ/kg。如已知某種有毒物質(zhì)的危險(xiǎn)濃度， 則可求出其危險(xiǎn)濃度下的有毒空氣體積：V=Vg×100/危險(xiǎn)濃度同理求出人的接觸最高限值的空氣體積 V’則達(dá)到人的接觸最高限值的時(shí)間 t=V’/Q03.4相應(yīng)場(chǎng)所出現(xiàn)爆炸、火災(zāi)、中毒、灼燙事故造成人員傷亡的范圍一、爆炸0.429①死亡半徑：RD=0.961WTNT0.332②重傷半徑：RS=4.774WTNT標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案③輕傷半徑公式：RM=1.8RS④財(cái)產(chǎn)損失半徑為：RF=5.6WTNT1/3/[1+（3175/WTNT）2]1/6二、火災(zāi)（1）根據(jù)不同的火災(zāi)類型計(jì)算出火災(zāi)的輻射熱通量①池火可燃液體泄漏后流到地面形成液池，或流到水面并覆蓋睡眠，遇到火源燃燒而成池火。第一步先計(jì)算液體燃燒速度：當(dāng)液池中的可燃液體的沸點(diǎn)高于環(huán)境溫度時(shí)，其燃燒速度：dm 0.001Hcdt Cp Tb T0 H式中：dm/dt——單位表面積燃燒速度； kg/(m2·s)H c——液體燃燒熱； J/kgC p——液體的比定壓熱容； J/(kg·K)T b——液體的沸點(diǎn)； KT 0——環(huán)境溫度； K——液體的汽化熱；J/kg當(dāng)液體的沸點(diǎn)低于環(huán)境溫度時(shí)，其單位面積的燃燒速度為：dm 0.001Hcdt H式中符號(hào)意義同前。（部分液體燃燒速度可從手冊(cè)中直接查得）第二步，得到液體燃燒速度后，計(jì)算出火焰高度：設(shè)液池為一半徑為 r的圓形池子，其火焰高度可按下式計(jì)算：0.6dm/dth 84r 10 2gr2式中：dm/dt——燃燒速度； kg/(m2·s)——液池半徑；mρ0——周圍空氣密度； kg/m3g ——重力加速度； 9.8m/s2標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案其余符號(hào)意義同前。第三步，得出液體燃燒速度及液池火焰高度后，可按下式計(jì)算液池燃燒放出的總的熱輻射通量：2rhdmHc/72dm0.61Qr21dtdt式中Q——總輻射熱通量；Wη——效率因子；可取0.13～0.35其余符號(hào)意義同前。②噴射火加壓的可燃物質(zhì)泄漏時(shí)形成射流，如果在泄漏裂口處被點(diǎn)燃，則形成噴射火。這里把整個(gè)噴射火看成是由沿噴射中心線上的幾個(gè)點(diǎn)熱源組成，每個(gè)點(diǎn)人員的熱輻射通量相當(dāng)。點(diǎn)熱源的輻射通量為：q ·Q0·Hc式中：q——點(diǎn)熱源熱輻射通量， W；η——效率因子；可取 0.35；Q 0——泄漏速度， kg/s；Hc——燃燒熱， J/kg?？偟臒彷椛渫浚篞=nqR式中：n——計(jì)算時(shí)選取的點(diǎn)熱源數(shù)，一般取 n=5；——輻射率，可取0.2。③火球低溫可燃液化氣體由于過(guò)熱，容器內(nèi)壓增大，使容器爆炸，內(nèi)容物釋放并被點(diǎn)燃，發(fā)生劇烈的燃燒，產(chǎn)生強(qiáng)大的火球，形成強(qiáng)烈的熱輻射。火球燃燒時(shí)放出的輻射熱通量為：標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案HcMQt式中：Q——火球燃燒時(shí)輻射熱通量； WH c——燃燒熱； J/kgη——效率因子；取決于容器內(nèi)可燃物質(zhì)的飽和蒸汽壓，η=0.27p0.32(2)熱輻射造成人員傷亡的范圍計(jì)算：Q·tcxi42式中 I——點(diǎn)熱源 i至目標(biāo)x處的熱輻射強(qiáng)度； W/mQ——總熱輻射通量； Wt c——熱傳導(dǎo)系數(shù)，在五相對(duì)理想的數(shù)據(jù)時(shí)，可取值為 1x i——點(diǎn)熱源到目標(biāo)點(diǎn)的距離； m。值的選取，熱輻射強(qiáng)度2kW/m

對(duì)設(shè)備的損害 對(duì)人的傷害37.5操作設(shè)備全部損壞1%死亡10s100%死亡1min25在無(wú)火焰、長(zhǎng)時(shí)間輻射下，重大損傷10s木材燃燒的最小能量100%死亡1min12.5