大型儲(chǔ)油罐區(qū)液池火災(zāi)熱輻射數(shù)值模擬解析

10360.61D(1)式中：H為火焰高度，m;D為液池當(dāng)量直徑，m;dm/dt為單位表面積燃燒速度，kg/(m2?s);pa為周圍的空氣密度，kg/m3;g為重力加速度，9.8m/s2。.2火焰表面熱輻射假設(shè)池火火焰為圓柱體形狀，燃燒產(chǎn)生的熱量從圓柱體形火焰的側(cè)面和上底面均勻地向外輻射，則池火火焰表面熱輻射通量E如式(2)所示°E=DHfcdt(D+4 H)(2)式中：E為火焰表面熱輻射通量，W/m2;Hc為液體燃燒熱，J/kg;f為熱輻射系數(shù)，可取f=0.1°.3 目標(biāo)入射熱輻射通量有煙情況下，目標(biāo)入射熱輻射通量Ef見式(3)所示°E—D/L—/f=Em(cE)+EEE(1—eDL)式中：Em為火焰表面最大熱輻射通量，W/m2；LE為熱輻射功率特征長度；EE為煙表面熱輻射能，取20kW/m2。油罐區(qū)概況以10萬m3儲(chǔ)油罐區(qū)為例。假設(shè)罐區(qū)長332m，寬20m，防火堤高2m。罐區(qū)內(nèi)有6個(gè)10萬m3儲(chǔ)罐。罐直徑為80m，高21.8m，被長、寬均為110m的隔堤隔開。罐區(qū)結(jié)構(gòu)及儲(chǔ)罐分布如圖1所示。假設(shè)氣象條件為：風(fēng)速1.5m/s，考慮最惡劣狀況，風(fēng)向吹向監(jiān)測位置；大氣穩(wěn)定度為D級；氣溫為20°C;日照輻射為0.5kW/m2。假設(shè)1號儲(chǔ)罐發(fā)生泄漏，汽油流入隔堤，并在隔堤內(nèi)發(fā)生燃燒，而并未引燃罐中儲(chǔ)油。液池當(dāng)量直徑D的算法如式(4)所示°D=(4S/3.14)0.5(4)式中：S為液池表面面積，m計(jì)算模擬?1對周邊儲(chǔ)罐的影響將池火周圍的儲(chǔ)罐按照距離遠(yuǎn)近劃分為3類，分別命名為：第一鄰近儲(chǔ)罐，如圖1中距離池火最近的2號和號罐；第二鄰近儲(chǔ)罐，如圖1中5號罐；第三鄰近儲(chǔ)罐，不考慮被其他儲(chǔ)罐所遮擋住的罐體，如圖1中6號罐。.1.1 第一鄰近儲(chǔ)罐以2號罐為例，其距池火中心72m。假設(shè)風(fēng)吹向2號罐，罐體各部分受到的熱輻射值如表1所示。因?yàn)楣轋ireScienceandTechnology，October2012，Vol 31，No.1011223343圖1儲(chǔ)罐區(qū)簡圖周環(huán)形平臺上可能有其他構(gòu)建物，故將高度算至26m表1第一鄰近儲(chǔ)罐不同高位熱輻射強(qiáng)度206.76149.7927.2616 10.1047.751810.3968.222010.6688.662210.90109.0724 11.13129.442611.34根據(jù)文獻(xiàn)]6],當(dāng)輻射熱到達(dá)12.5kW/m2時(shí)，將會(huì)對工藝設(shè)備具有破壞作用，塑料管將會(huì)熔化。從表1來看，在1.5m/s的風(fēng)速下，與事故儲(chǔ)罐最鄰近的2號罐并未達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。但是可以看出，在22m處熱輻射值達(dá)到10.90kW/m2，已經(jīng)接近這個(gè)輻射閾值。如果風(fēng)力增大，該罐將不能保證安全。.1.2第二鄰近儲(chǔ)罐第二鄰近罐5號罐距離池火為118m。在相同的模擬條件下，其熱輻射值計(jì)算如表2所示。表2第二鄰近儲(chǔ)罐不同高位熱輻射強(qiáng)度203.55144.2223.65164.3143.75184.406 3.85204.4883.96 224.56104.05244.63124.13264.70第二鄰近儲(chǔ)罐熱輻射值相對較小，在罐頂處熱輻射約為4.56kW/m2。李劍乾等在文獻(xiàn)[7]中指出，當(dāng)熱輻射值達(dá)到4.5kW/m2時(shí)，暴露20s后皮膚開始起水皰。而這個(gè)熱輻射值對設(shè)備傷害較小。.1.3 第三鄰近儲(chǔ)罐6號罐距離池火距離為210m，在相同的模擬條件下，其熱輻射值如表3所示O由表3可見，第三鄰近儲(chǔ)罐接受到的熱輻射相對較小。接近于大氣層之上年平均日照輻射值1.3kW/m2。從表1?表3可知，罐身在不同高位處受到的熱輻射消防科學(xué)與技術(shù)2012年10月第31卷第10期值不同，從罐底到罐頂依次增大。并且，距池火越近的儲(chǔ)罐,熱輻射增加值幅度越大，如圖2所示。表3 第三鄰近儲(chǔ)罐不同高位熱輻射強(qiáng)高度/m熱輻射/kW/m2高度/m熱輻射/kW/m201.19141.2521.2016 1.2541.21181.2661.22201.268 1.23 221.27101.2424 1.27121.24261.27圖2不同鄰近儲(chǔ)罐熱輻射隨罐身高度變化曲線.2距離與熱輻射在同樣的條件下，對于罐區(qū)無遮擋空間，在1.6m水平高度處，不同距離處(0?300m)的熱輻射值如表4所示。1.6m是考慮人體面部距地面高度。由于面部通常裸露在外，容易受到熱輻射傷害，故取此值。

表4無遮擋空間熱輻射隨距離變化表距離/m熱輻射百秒距離熱輻射百秒2.20.0.0.01.0./kW/m2致死率/m/kW/m2致死率100%100%0%609%230%119%282%0.5303%20%55.4.00%17.00%44%200%30%7%2101.200%75%220%900%0%0%88%26.6%24/kW/m2致死率/m/kW/m2致死率100%100%0%609%230%119%282%0.5303%20%55.4.00%17.00%44%200%30%7%2101.200%75%220%900%0%0%88%26.6%244%274%200%10%0%148%290.00%文獻(xiàn)］7］顯示，大型火災(zāi)的安全區(qū)域熱輻射強(qiáng)度閾值為5kW/m2。由此可知，該條件下隔堤發(fā)生的池火，安全距離應(yīng)設(shè)置為100m。但該閾值并非絕對安全值。在5W/m2的輻射強(qiáng)度下，人體裸露皮膚炙烤30s，會(huì)造成2度燒傷；并且從表4可知，在100m處，人員滯留時(shí)間達(dá)（下轉(zhuǎn)第1040頁）1037333kStudoneffectivenessofsmokeexhaustin ylareflatsaceusinhotsmokeexeriment gpgp123，，WUWeiXULianTAOLihuaun- -g，j24，CHENXunYAOJiaie -jdistanceonsmokeeffectsisrelativellareifthedistanceisyg，beondlareifthedistanceisyg，beondacertainstandardsmokecannotbewellcontrolled.yWhentherearetwoormotrolled.yWhentherearetwoormoresmokewelldistributedventinthe— ,smokeeffectisobviouslsueriortothatwithsmokeartition ypp,asinlesmokevent.Atthesametimesmokeexhaustuantit gqybthetheorformulacaneffectivelcontrolsmokecalculatedyyy sread.AlsosmokeexhaustvolumecalculationmethodinChi —pnesecodesare7relativelconservative.Fluedisersionandas ypgflueashenomenonbackfillisalsodiscussedandanalzed. gpy:;m;Kewordslareflatsaceechanicalsmokeexhaustionfullgpy;sizehotsmokeexerimentsmokecomartment pp,Zl.ZheianGeneralFireBriadeheianHanzhou (jggjgg;2.,ZChinaJinhuaFireDetachmentheianJinhua3l00l4, jg:3.ChinaZheianFanYuanAnFireTechnoloies32l06l, jggg,;Co.LtdZheianHanzhou3l00l2,China4.StateKeLabo —jggy,ratorofFireScienceUniversitofScienceandTechnoloof yygy ,)AnhuiHefei230027,ChinaChina:AbstractTheeffectivenessofmechanicalsmokeexhaustsstem yinticalflatlaresacebusinfullsizehotsmokeexeri—ypgpygp,sartitionmentwasstudied.Differentsmokeareamokeex—p,shaustmokevesmokeareamokeex—p,shaustmokeventandsmoqypqybeeffectiveinconditkeventuanusedintnessundeions.Thintitosiheresearhaveshasfoutionuanntandsmoqypqybeeffectiveinconditkeventuanusedintnessundeions.ThintitosiheresearhaveshasfoutionuanrchtostndthatstitudtheeyworkmokeaerdifferentgPPrdifferentgPP，作者簡介：伍衛(wèi)軍（男，浙江武義人，浙江1974—）省消防總隊(duì)防火部火調(diào)處處長，高級工程師，碩士，主浙江省杭要從事消防安全管理和火災(zāi)事故調(diào)查工作，州市文暉路319號，310014。收稿日期：2012—05—23櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒[]M5udanKS.Thermalradiationhazardsfromhdrocarbonoolfire yp（上接第1037頁）到1仍具有200s時(shí)，2.18%的死亡概率。4結(jié)論/，在風(fēng)速為1?風(fēng)向直吹被輻射罐體；大氣穩(wěn)定5ms/度為D級，氣溫為2日照輻射為0.0°C，5kWm的模擬對1儲(chǔ)油罐區(qū)發(fā)生的隔堤池火進(jìn)行模擬條件下，0萬m,():J.ProressEnerCombustionScil984,1059-80. ggy□莊磊，］陳國慶，孫志友，等?大型油罐火災(zāi)的熱輻射危害特征［6J.安():全與環(huán)境學(xué)報(bào)，2008,84110—114.□劉顏顏.］油罐火災(zāi)熱輻射作用區(qū)確定方法［7J.消防科學(xué)與技術(shù)，():2011，305377—380.□張碩，浦金云，姜濤，等.基于C8FD的開放空間油池火燃燒速率和熱］()：輻射研究［J.消防科學(xué)與技術(shù)，2011，30121109—1113.研究，可以得到如下結(jié)論：()池火對周邊儲(chǔ)罐的熱輻射值隨著罐身位置的升1高而升高；距離池火近的儲(chǔ)罐，在儲(chǔ)罐不同高位上熱輻射增加值較大。如第一鄰近儲(chǔ)罐罐頂和罐底的熱輻射值相差近7而第三鄰近儲(chǔ)罐該差距約為7%;0%,)(熱輻射值隨與池火距離的增大而減小。事故液2池對第一鄰近罐的熱輻射可能會(huì)引起設(shè)備損壞和罐體上塑料制品的融化，對人的傷害較大；對第二鄰近罐的熱輻射值對設(shè)備影響較小，但會(huì)引發(fā)人的皮膚傷害；第三鄰近罐接受到的熱輻射值相對較小，比較安全；()所形成的池火對1300m水平距離之外的人體傷超過2其熱輻射值相當(dāng)于大氣層之上日照害較??；00m，輻射年平均值，比較安全。參考文獻(xiàn)：□史光梅，李明海，張中禮，等.13m直徑煤油池火災(zāi)火焰特征的數(shù)值

]()：研究[J.中國安全科學(xué)學(xué)報(bào)，2010,201031—36.□張佳慶，姜曉燕，陸守香，等.2100號航空汽油池火燃燒特性試驗(yàn)研]():究[J.安全與環(huán)境學(xué)報(bào)，2010,105136—140.□孫標(biāo)，郭開華.L3NG池火熱輻射模型及安全距離影響因素研究[]()：J.中國安全科學(xué)學(xué)報(bào)，2010，20951—55.□徐伯樂，李元洲，任彬彬，等.高原于平原地區(qū)油池火燃燒特征對比4]():試驗(yàn)研究[J.安全與環(huán)境學(xué)報(bào)，2011,11206—210.SimulationonoolfireheatradiationPinlarescaleoiltanksarea g，WANGYANJiaeiQin—wg，)TianinGeneralFireBriadeTianin300090，China ( jgj:AbstractPoolfireindikeoftanksareawasresearchedtoana—lzeheatradiationandseuenceinassumed—lzeheatradiationandseuenceinassumedcondition.There—yq:sultsaretcondition.There—yq:sultsaretheheatradiationvalueinc