化工安全工程課件：化工燃燒爆炸及控制措施

化工安全工程

化工燃燒爆炸及控制措施

2005-11-13中石油吉林石化公司爆炸現(xiàn)場(chǎng)1989-8-12黃島油庫遭雷擊起火爆炸

2006-7-18浙江宏達(dá)化學(xué)制品有限公司

儲(chǔ)存?zhèn)}庫爆炸2005-5-2深圳市深南路與華富路交叉地

段的煤氣爆炸的瞬間2一、典型火災(zāi)爆炸的類型、特點(diǎn)與預(yù)防原則1）典型火災(zāi)爆炸的類型

（1）泄漏型火災(zāi)及爆炸事故

（2）燃燒型火災(zāi)及爆炸事故

（3）自燃型火災(zāi)及爆炸事故

(4）反應(yīng)失控型爆炸事故

（5）傳熱型蒸氣爆炸事故

（6）破壞平衡型蒸氣爆炸事故

32）典型火災(zāi)爆炸的特點(diǎn)

火災(zāi)有時(shí)會(huì)引起爆炸，爆炸有時(shí)也會(huì)引起火災(zāi)；火災(zāi)和爆炸可大致分成由點(diǎn)火源直接點(diǎn)燃而引起的火源型和不需要點(diǎn)火源直接點(diǎn)燃而引起的潛熱型兩種；火源型、蓄熱型火災(zāi)和爆炸的特點(diǎn)是發(fā)生了燃燒、分解等反應(yīng)的化學(xué)變化過程；潛熱型蒸氣爆炸特點(diǎn)是發(fā)生了液相向氣相急劇相變而急劇升高壓力的物理變化過程，亦即發(fā)生了物理性爆炸。發(fā)生潛熱型蒸氣爆炸的物質(zhì)若為不燃?xì)怏w，爆炸后則可能造成設(shè)備損壞或人員傷亡，一般不會(huì)進(jìn)一步造成火災(zāi)；若為可燃?xì)怏w，爆炸后則可能被點(diǎn)火源點(diǎn)燃，從而發(fā)生化學(xué)性爆炸或造成大范圍的火災(zāi)。

43）典型火災(zāi)爆炸的預(yù)防原則（1）規(guī)范化工設(shè)計(jì)（2）規(guī)范職工的工藝操作（3）加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)（4）加強(qiáng)作業(yè)環(huán)境管理（5）加強(qiáng)易燃易爆物質(zhì)的管理5二、化工生產(chǎn)的火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)1）安全評(píng)價(jià)概述安全評(píng)價(jià)是以實(shí)現(xiàn)安全為目的，應(yīng)用安全系統(tǒng)工程原理和方法，辨識(shí)與分析工程、系統(tǒng)、生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)中的危險(xiǎn)、有害因素，預(yù)測(cè)發(fā)生事故造成危害的可能性及其嚴(yán)重程度，提出科學(xué)、合理、可行的安全對(duì)策措施建議，做出評(píng)價(jià)結(jié)論的活動(dòng)。安全是指系統(tǒng)處于免遭不可接受危險(xiǎn)傷害的狀態(tài)。從保護(hù)人類生存和延續(xù)的角度出發(fā)，安全是指人們?cè)谶M(jìn)行生產(chǎn)、生活乃至生存的環(huán)境以及人類活動(dòng)的一切場(chǎng)所領(lǐng)域中，沒有任何危險(xiǎn)和傷害，也不會(huì)造成任何人類財(cái)產(chǎn)損失，使人能夠身心健康、舒適、愉快地生活高效率地這的理想狀態(tài)。現(xiàn)代安全科學(xué)概念：安全是指人的身心免受外界不利影響因素影響的存在狀態(tài)及其保障狀態(tài)。安全度：人的身心安全程度及其事物保障條件的可靠程度構(gòu)成的安全數(shù)量概念。62）安全評(píng)價(jià)的分類

通常根據(jù)工程、系統(tǒng)生命周期和評(píng)價(jià)的目的將系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)分為：①設(shè)立安全評(píng)價(jià)(安全預(yù)評(píng)價(jià)）②安全驗(yàn)收評(píng)價(jià)③安全現(xiàn)狀評(píng)價(jià)7按評(píng)價(jià)量化程度分類，安全評(píng)價(jià)分為：（1）定性評(píng)價(jià)主要是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和判斷能力對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)的工藝、設(shè)備、環(huán)境、人員和管理等方面的安全狀況進(jìn)行定性的評(píng)價(jià)。不對(duì)危險(xiǎn)性進(jìn)行量化處理，只作定性比較。（2）定量評(píng)價(jià)是用設(shè)備、設(shè)施或系統(tǒng)的事故發(fā)生概率和事故嚴(yán)重度進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法。按對(duì)危險(xiǎn)性量化的方式不同，可分為兩類：概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法-是根據(jù)零部件或子系統(tǒng)的事故發(fā)生概率，求取整個(gè)系統(tǒng)的事故發(fā)生概率的評(píng)價(jià)方法。指數(shù)評(píng)價(jià)方法-根據(jù)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性能參數(shù)等指標(biāo)進(jìn)行安全評(píng)價(jià)的方法。83）安全評(píng)價(jià)的目的

（3）建立系統(tǒng)安全的最優(yōu)方案，為決策提供依據(jù)

通過安全評(píng)價(jià)分析系統(tǒng)存在的危險(xiǎn)源、分布部位、數(shù)目、事故的概率、事故嚴(yán)重度，預(yù)測(cè)和提出應(yīng)采取的安全對(duì)策措施等，決策者可以根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果選擇系統(tǒng)安全最優(yōu)方案和管理決策。（4）為實(shí)現(xiàn)安全技術(shù)、安全管理的標(biāo)準(zhǔn)化和科學(xué)化創(chuàng)造條件。94）安全評(píng)價(jià)的程序

準(zhǔn)備階段危險(xiǎn)、有害因素識(shí)別與分析安全評(píng)價(jià)報(bào)告安全評(píng)價(jià)結(jié)論及建議安全對(duì)策措施定性、定量評(píng)價(jià)

10現(xiàn)場(chǎng)勘察、資料收集危險(xiǎn)、有害性分析、識(shí)別危險(xiǎn)源識(shí)別事故發(fā)生的可能性影響因素、事故機(jī)制單元?jiǎng)澐衷u(píng)價(jià)方法的選擇、確定定性、定量評(píng)價(jià)危險(xiǎn)分級(jí)安全對(duì)策措施準(zhǔn)備危險(xiǎn)識(shí)別定性、定量評(píng)價(jià)安全評(píng)價(jià)應(yīng)急預(yù)案的建立作出評(píng)價(jià)結(jié)論安全對(duì)策措施結(jié)論及建議編制報(bào)告5）安全評(píng)價(jià)原理相關(guān)性原理-系統(tǒng)的整體目標(biāo)是由構(gòu)成系統(tǒng)的各子系統(tǒng)、單元綜合發(fā)揮作用的結(jié)果。系統(tǒng)與子系統(tǒng)、子系統(tǒng)與單元間有密切關(guān)系，各子系統(tǒng)間、各單元間、各元素間也都存在密切的相關(guān)關(guān)系。在評(píng)價(jià)過程中，只有找出這種相關(guān)關(guān)系，并建立相關(guān)模型，才能正確地對(duì)系統(tǒng)的安全性作出評(píng)價(jià)。事物的原因和結(jié)果之間存在著函數(shù)一樣的關(guān)系。事故和導(dǎo)致事故發(fā)生的各種原因（危險(xiǎn)因素）之間存在著相關(guān)關(guān)系，表現(xiàn)為依存關(guān)系和因果關(guān)系。分析各因素的特征、變化規(guī)律、影響事故發(fā)生和事故后果的程度以及從原因到結(jié)果的途徑，揭示其內(nèi)在聯(lián)系和相關(guān)程度，才能在評(píng)價(jià)中得出正確的結(jié)論。125）安全評(píng)價(jià)原理類推原理-利用類推原理的類推評(píng)價(jià)法是經(jīng)常使用的一種安全評(píng)價(jià)方法，不僅可以由一種現(xiàn)象推算另一種現(xiàn)象，和可以依據(jù)已掌握的實(shí)際統(tǒng)計(jì)資料，采用科學(xué)估算方法來推算得到基本符合實(shí)際的所需資料，以彌補(bǔ)調(diào)查統(tǒng)計(jì)資料的不足，供分析研究用。例1：利用事故直接經(jīng)濟(jì)損失與間接經(jīng)濟(jì)損失的比例為1：4，從直接經(jīng)濟(jì)損失推算間接經(jīng)濟(jì)損失和事故總經(jīng)濟(jì)損失。例2：利用海因利希關(guān)于重傷死亡、輕傷及無傷害事故比例為1：29：300的規(guī)律，在已知重傷死亡數(shù)據(jù)的情況下可推算出輕傷、無傷害事故數(shù)據(jù)。例3：對(duì)新建裝置的安全預(yù)評(píng)價(jià)，可使用與其類似的已有裝置資料、數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。例4：在職業(yè)衛(wèi)生評(píng)價(jià)中，人們常類比同類或類似的工業(yè)衛(wèi)生檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。135）安全評(píng)價(jià)原理慣性原理-任何事物在其發(fā)展過程中，從其過去到現(xiàn)在以及延伸至將來，都具有一定的延續(xù)性，這種延續(xù)性稱為慣性。利用慣性可以研究事物或一個(gè)評(píng)價(jià)系統(tǒng)未來發(fā)展趨勢(shì)。如從一個(gè)單位過去的安全生產(chǎn)狀況、事故統(tǒng)計(jì)資料，找出安全生產(chǎn)及事故發(fā)展變化趨勢(shì)，以推測(cè)其未來安全狀態(tài)。量變到質(zhì)變?cè)?任何一個(gè)事物在發(fā)展過程中都存在著從量變到質(zhì)變的規(guī)律。同樣，在一個(gè)系統(tǒng)中，許多有關(guān)安全的因素也都一一存在著量變到質(zhì)變的規(guī)律；在評(píng)價(jià)一個(gè)系統(tǒng)的安全時(shí)，也都離不開從量變到質(zhì)變的原理。146）常用安全評(píng)價(jià)方法（1）定性安全評(píng)價(jià)方法

安全檢查表分析法預(yù)先危險(xiǎn)性分析法作業(yè)條件危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)法故障類型和影響分析法危險(xiǎn)性與可操作性研究法等15ⅰ）安全檢查表分析法①方法概述安全檢查表分析是依據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，對(duì)工程、系統(tǒng)中已知的危險(xiǎn)類別、設(shè)計(jì)缺陷以及與一般工藝設(shè)備、操作、管理有關(guān)的潛在危險(xiǎn)性和有害性進(jìn)行判別檢查。為了避免檢查項(xiàng)目遺漏，事先把檢查對(duì)象分割成若干子系統(tǒng)，以提問或打分的形式，將檢查項(xiàng)目列表，這種表稱為安全檢查表。②評(píng)價(jià)步驟

安全檢查表分析法包括了三個(gè)步驟：建立安全檢查表（選擇或擬定合適的安全檢查表）完成分析編制分析結(jié)果文件16提問型安全檢查表序號(hào)檢查項(xiàng)目和內(nèi)容檢查結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)備注是否可以在后面設(shè)有改進(jìn)措施欄，每個(gè)檢查表均需注明檢查時(shí)間、檢查者、直接責(zé)任人等17序號(hào)主要檢查條目與內(nèi)容檢查周期檢查結(jié)果備注是否1損傷設(shè)備是否安全可靠1次/班2源導(dǎo)管是否盡量保持平直，不打卷1次/班3源導(dǎo)管彎曲半徑是否大于500mm每次使用4源導(dǎo)管爬坡時(shí)與水平面角度是否超過30度每次使用5源導(dǎo)管長(zhǎng)度是否小于驅(qū)動(dòng)纜長(zhǎng)度每次使用6搖源時(shí)是否均勻用力每次使用7是否在確認(rèn)源頭返回后才關(guān)閉快門、鎖上安全鎖、拿下鑰匙每次使用8源導(dǎo)管是否妥善擺放1次/周9安全鑰匙是否有專人保管1次/周10操作工是否隨身攜帶報(bào)警器1次/周11用γ射線機(jī)探傷是否存在屏蔽門關(guān)嚴(yán)后方進(jìn)行操作班中檢查12在現(xiàn)場(chǎng)探傷是否經(jīng)過批準(zhǔn)并有專人監(jiān)護(hù)班中檢查13放射源脫落后是否立即進(jìn)行安全警戒，嚴(yán)防他人誤入班中檢查放射性射線探傷作業(yè)安全檢查表18菲利普石油公司安全檢查表序號(hào)檢查項(xiàng)目和內(nèi)容檢查結(jié)果備注可判分?jǐn)?shù)判給分?jǐn)?shù)檢查條款0-1-2-3（低度危險(xiǎn)）0-1-3-5（中度危險(xiǎn)）0-1-5-7（高度危險(xiǎn)）總的滿分總的判分百分比=總的分?jǐn)?shù)÷總的可能分?jǐn)?shù)=判分÷滿分判給“0”為不能接受的條款，低于標(biāo)準(zhǔn)較多的判給“1”，稍低于標(biāo)準(zhǔn)的給”剛低于最大值的分?jǐn)?shù)“；符合標(biāo)準(zhǔn)條件的判給最大分?jǐn)?shù)項(xiàng)目項(xiàng)目檢查內(nèi)容類別事實(shí)記錄結(jié)論一、安全管理1加油站的管理制度有健全的安全管理制度，??????A0-1-5-72從業(yè)人員資格（1）負(fù)責(zé)人、安管培訓(xùn)、資格A0-1-5-7（2）其他培訓(xùn)、上崗資格B0-1-3-5（3）特種作業(yè)培訓(xùn)、上崗資格A0-1-5-73安全管理組織??????4基礎(chǔ)資料設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收文件資料B0-1-3-55事故應(yīng)急預(yù)案??????二、經(jīng)營和儲(chǔ)存場(chǎng)所12??????三、經(jīng)營儲(chǔ)存條件??????四、消防設(shè)施??????加油站安全檢查表加油站安全檢查表（1）標(biāo)注”A“屬否決項(xiàng)，”B“屬非否決項(xiàng)（2）A項(xiàng)中1項(xiàng)不合格，視為不符合安全要求（3）B項(xiàng)中有5項(xiàng)以上不合格的，視為不符合安全要求，少于5項(xiàng)（含5項(xiàng)）為基本符合要求（4）根據(jù)檢查的判分的檢查標(biāo)準(zhǔn)符合情況，可以對(duì)加油站的整體安全水平做一個(gè)了解，并確定整改的標(biāo)準(zhǔn)情況（5）對(duì)A、B項(xiàng)中的不合格項(xiàng)均應(yīng)調(diào)整，達(dá)到要求也視為合格，并修改評(píng)價(jià)結(jié)論。ⅱ）預(yù)先危險(xiǎn)性分析法①方法概述預(yù)先危險(xiǎn)性分析是一項(xiàng)為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全進(jìn)行危害分析的初始工作。常用于對(duì)潛在危險(xiǎn)了解較少和無法憑經(jīng)驗(yàn)覺察的工藝項(xiàng)目的初步設(shè)計(jì)或工藝裝置的研究和開發(fā)中；或用于對(duì)危險(xiǎn)物質(zhì)和項(xiàng)目裝置的主要工藝區(qū)域等，在開發(fā)初期階段(包括設(shè)計(jì)、施工和生產(chǎn)前)對(duì)物料、裝置、工藝過程以及能量失控時(shí)可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)性類別、出現(xiàn)條件及可能導(dǎo)致事故的后果，作宏觀的概略分析。其目的是識(shí)別系統(tǒng)中存在的潛在危險(xiǎn)，確定其危險(xiǎn)等級(jí)，防止危險(xiǎn)發(fā)展成事故。②評(píng)價(jià)步驟

(1)分析準(zhǔn)備：

(2)完成分析：預(yù)先危險(xiǎn)性分析識(shí)別可能發(fā)現(xiàn)會(huì)產(chǎn)生不希望后果的主要危險(xiǎn)和事故情況，因此預(yù)先危險(xiǎn)性分析還應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，或找到能消除或減少這些危險(xiǎn)的其他途徑。很明顯，要作出這樣的評(píng)價(jià)需要一定的經(jīng)驗(yàn)。

根據(jù)事故的原因和后果，可以將各類危險(xiǎn)性劃分為4個(gè)等級(jí)，見表4.2。然后分析組將列出消除或減少危險(xiǎn)的建議。級(jí)別危險(xiǎn)程度可能導(dǎo)致的后果1安全的不會(huì)造成人員傷亡及系統(tǒng)損壞2臨界的處于事故的邊緣狀態(tài)，暫時(shí)還不至于造成人員傷亡、系統(tǒng)損壞或降低系統(tǒng)功能，但應(yīng)予以排除或采取控制措施3危險(xiǎn)的會(huì)造成人員傷亡和系統(tǒng)損壞，要立即采取防范對(duì)策措施4災(zāi)難性的會(huì)造成人員重大傷亡及系統(tǒng)嚴(yán)重破壞的災(zāi)難性事故，必須予以果斷排除并進(jìn)行重點(diǎn)防范表4.2危險(xiǎn)性等級(jí)劃分ⅲ）故障類型和影響分析法①方法概述故障類型和影響分析是對(duì)系統(tǒng)的各組成部分、元素進(jìn)行的分析。系統(tǒng)的組成部分或元素在運(yùn)行過程中往往可能發(fā)生不同類型的故障。對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生不同的影響。這種分析方法首先找出系統(tǒng)中各組成部分及元素可能發(fā)生的故障及其類型，查明各種類型故障對(duì)鄰近部分或元素的影響以及最終對(duì)系統(tǒng)的影響，然后提出避免或減少這些影響的措施。②故障類型和影響分析程序a.確定對(duì)象系統(tǒng)b.分析系統(tǒng)元素的故障類型和產(chǎn)生原因c.研究故障類型的影響d.確定故障等級(jí)

e.故障類型的影響分析表格故障等級(jí)影響程度可能造成的危害或損失Ⅰ級(jí)致命性可能造成死亡或系統(tǒng)損失Ⅱ級(jí)嚴(yán)重性可能造成嚴(yán)重傷害，嚴(yán)重職業(yè)病或主系統(tǒng)損壞Ⅲ級(jí)臨界性可造成輕傷、輕職業(yè)病或次要系統(tǒng)損壞Ⅳ級(jí)可忽略性不會(huì)造成傷害和職業(yè)病，系統(tǒng)也不會(huì)受損

表4.4故障類型分級(jí)表ⅳ）危險(xiǎn)性與可操作性研究法①方法概述

查明生產(chǎn)裝置和工藝過程中工藝參數(shù)及操作控制中可能出現(xiàn)的偏差，針對(duì)這些偏差，找出原因，分析后果，提出對(duì)策。②分析步驟

a.建立研究

b.資料準(zhǔn)備

c.將系統(tǒng)劃分成若干個(gè)部分

d.分析偏差

引導(dǎo)詞的名稱和含義見表4.8。

e.結(jié)果整理引導(dǎo)詞含

義說

明NO否完全違背原來意圖如輸入物料時(shí)，流量為零MORE多與標(biāo)準(zhǔn)值比，數(shù)量增加如流量、溫度、壓力高于規(guī)定值LESS少與標(biāo)準(zhǔn)值比，數(shù)量減少如流量、溫度、壓力低于規(guī)定值A(chǔ)SWELLAS以及除正常事件外，有多余事件發(fā)生如有另外組分在流動(dòng)，或液體發(fā)生沸騰等相變PARTOF部分只完成規(guī)定要求的一部分如應(yīng)輸送兩種組分，只輸送一種REVERSE相反出現(xiàn)與規(guī)定要求相反的事件如反向輸送或發(fā)生逆反應(yīng)OTHERTHAN其他出現(xiàn)了與規(guī)定要求不同的事件發(fā)生了異常事件和狀態(tài)表4.8引導(dǎo)詞及其含義（2）定量安全評(píng)價(jià)方法定量安全評(píng)價(jià)方法故障樹分析法（FTA）事件樹分析法（ETA）道化學(xué)火災(zāi)爆炸指數(shù)評(píng)價(jià)法日本勞動(dòng)省化工企業(yè)“六階段安全評(píng)價(jià)法”蒙德火災(zāi)爆炸毒性指數(shù)評(píng)價(jià)法①故障樹分析法（FTA）

a方法概述

故障樹分析(FTA)又稱為事故樹分析，它是把系統(tǒng)可能發(fā)生或已經(jīng)發(fā)生的事故(稱為頂事件)作為分析起點(diǎn)，將導(dǎo)致事故的原因事件按因果邏輯關(guān)系逐層列出，用樹形圖表示出來，構(gòu)成一種邏輯模型，然后定性或定量地分析事故發(fā)生的各種可能途徑及發(fā)生概率，找出避免事故發(fā)生的各種方案并優(yōu)選出最佳安全對(duì)策。b名詞術(shù)語和符號(hào)

頂事件：故障樹分析中所關(guān)心的結(jié)果事件。

開關(guān)事件：在正常工作條件下必然發(fā)生或者必然不發(fā)生的特殊事件稱為開關(guān)事。

條件事件：描述邏輯門起作用的具體限制的特殊事件是條件事件。割集：故障樹中某些基本事件的集合，當(dāng)集合中這些基本事件全都發(fā)生時(shí)，事件必然發(fā)生，這樣的集合稱為割集。

最小割集：若在某個(gè)割集中任意除去一基本事件就不再是割集了，這樣的割集稱為最小割集。徑集：故障樹中某些基本事件的集合，當(dāng)集合中這些基本事件全都不發(fā)生時(shí)，頂事件必然不發(fā)生，這樣的集合稱為徑集。

最小徑集：若在某個(gè)徑集中任意除去一基本事件就不再是徑集了，這樣的徑集稱為最小徑集。與門：表示僅當(dāng)所有輸入事件發(fā)生時(shí)，輸出事件才能發(fā)生?；蜷T：表示至少一個(gè)輸出事件發(fā)生時(shí)，輸出事件就發(fā)生。非門：表示輸出事件是輸入事件的對(duì)立事件。

符號(hào)名稱符號(hào)名稱基本事件或門未探明事件與門結(jié)果事件非門開關(guān)事件順序與門條件事件異或門禁門（相似轉(zhuǎn)向符號(hào)）相似轉(zhuǎn)向相似轉(zhuǎn)此

（相同轉(zhuǎn)移符號(hào)）轉(zhuǎn)向符號(hào)轉(zhuǎn)此符號(hào)表4-14故障樹分析所用的邏輯和事件符號(hào)禁門打開的條件子樹代號(hào)字母數(shù)字子樹代號(hào)字母數(shù)字子樹代號(hào)不同事件的事件標(biāo)號(hào)××-××＋··順序條件＋不同時(shí)發(fā)生相似的子樹代號(hào)c基本程序

FTA方法基本程序如圖4-3所示。熟悉系統(tǒng)確定頂上事件修改簡(jiǎn)化故障樹建造故障樹調(diào)查事故調(diào)查原因事件收集系統(tǒng)資料定性分析定量分析制定安全措施圖4-3FTA方法的基本程序d基本步驟i.建造故障樹

故障樹的構(gòu)建從頂事件開始，用演繹和推理的方法確定導(dǎo)致頂事件的直接的、間接的、必然的、充分的原因。ii.故障樹的定性分析

故障樹的定性分析僅按故障樹的結(jié)構(gòu)和事故的因果關(guān)系進(jìn)行分析。分析過程中不考慮各事件的發(fā)生概率，或認(rèn)為各事件的發(fā)生概率相等。內(nèi)容包括求基本事件的最小割集、最小徑集及其結(jié)構(gòu)重要度，在此基礎(chǔ)上確定安全防災(zāi)對(duì)策。（2）定量安全評(píng)價(jià)方法①故障樹分析法（FTA）d基本步驟ii.故障樹的定性分析■最小割集的求法——布爾代數(shù)法簡(jiǎn)法布爾代數(shù)運(yùn)算法則有：交換律：A+B=B+AAB=BA結(jié)合律：A+(B+C)=(A+B)+CA(BC)=(AB)C分配律：A(B+C)=AB+ACA+(BC)=(A+B)(A+C)吸收律：A(A+B)=AA+AB=A互補(bǔ)律：A+A'=lAA'=0冪等律：AA=AA+A=A狄摩根定律：(A+B)'=A'B'(AB)'=A'+B'對(duì)偶律：(A')'=A重疊律：A+A'B=A+B=B+B'A①故障樹分析法（FTA）d基本步驟ii.故障樹的定性分析■最小割集的求法下面以圖4-4故障樹為例，求最小割集。T=A·B=(X1+C)(X2+D)=(X1+X2X3)(X2+X4X5)=X1X2+X2X3X2+X1X4X5+X2X3X4X5=X1X2+X2X3+X1X4X5+X2X3X4X5

=X1X2+X2X3+X1X4X5

該故障樹有三個(gè)最小割集：

T·ABC＋＋X1X2D·X2X3·X4X5圖

4-4故障樹圖①故障樹分析法（FTA）d基本步驟ii.故障樹的定性分析■最小徑集的求法

最小徑集求法是先將故障樹化為對(duì)偶的成功樹(只需將或門換與門，與門換或門，事件化為其對(duì)偶事件即可)；求成功樹的最小割集就是原故障樹的最小徑集。例如，圖4-5（a）所示的故障樹，其布爾表達(dá)式為

上式表示事件X1、X2任一一個(gè)發(fā)生，頂事件T就會(huì)發(fā)生。要使頂事件不發(fā)生，X1、X2兩個(gè)事件必須都不發(fā)生。對(duì)上式兩端取補(bǔ)，便得到下式

該式用圖形表示就是圖4-5（b），（b）是（a）的成功樹。T'·X1'X2'＋X1X2T（a）（b）圖4-5故障樹變成功樹示例①故障樹分析法（FTA）d基本步驟ii.故障樹的定性分析■最小徑集的求法以圖4-4所示的故障樹為例，求其最小徑集。首先畫出故障樹的對(duì)偶樹——成功樹，如圖4-6所示，求成功樹的最小割集。T'·A'B'C'X1'X2'D'＋＋X2'X3'·＋X4'X5'成功樹有4個(gè)最小割集，就是故障樹的4個(gè)最小徑集：用最小徑集表示的故障樹的結(jié)構(gòu)式為

圖4-6圖4-4的成功樹①故障樹分析法（FTA）d基本步驟ii.故障樹的定性分析■結(jié)構(gòu)重要度分析

從故障樹結(jié)構(gòu)上分析各基本事件的重要度(不考慮各基本事件的發(fā)生概率或假定各基本事件發(fā)生概率相等)，分析各基本事件的發(fā)生對(duì)頂事件發(fā)生的影響程度，叫結(jié)構(gòu)重要度分析。五原則：第一，單事件最小割集中的基本事件的結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)。第二，在同一最小割集中出現(xiàn)的所有基本事件，結(jié)構(gòu)重要系數(shù)相等(在其他割集中不再出現(xiàn))；第三，幾個(gè)最小割集均不含共同元素，則低階最小割集中基本事件重要系數(shù)大于高階割集中基本事件重要系數(shù)。階數(shù)相同，重要系數(shù)相同；第四，比較兩基本事件，若與之相關(guān)的割集階數(shù)相同，則兩事件結(jié)構(gòu)重要系數(shù)大小由出現(xiàn)的次數(shù)決定，出現(xiàn)次數(shù)多的系數(shù)大；第五，相比較的兩事件僅出現(xiàn)在基本事件個(gè)數(shù)不等的若干最小割集中，若它們重復(fù)在各最小割集中出現(xiàn)次數(shù)相等，則在小事件最小割集中出現(xiàn)的基本事件結(jié)構(gòu)重要系數(shù)大。

4）常用安全評(píng)價(jià)方法（2）定量安全評(píng)價(jià)方法②事件樹分析法（ETA）

i)方法概述

事件樹在給定一個(gè)初始事件的情況下，分析此初始事件可能導(dǎo)致各種事件序列的結(jié)果，從而定性或定量地評(píng)價(jià)系統(tǒng)的特性，并幫助分析人員獲得正確的決策，它常用于安全系統(tǒng)的事故分析和系統(tǒng)的可靠性分析，由于事件序列是以圖形表示，并且呈扇狀，故稱事件樹。

2)分析步驟

a.確定初始事件。初始事件一般是指系統(tǒng)故障、設(shè)備失效、工藝異常、人的失誤等，它們都是由事先設(shè)想或估計(jì)的。

b.編制ETA圖。

c.闡明事故結(jié)果。

d.定量計(jì)算、分級(jí)。4）常用安全評(píng)價(jià)方法（2）定量安全評(píng)價(jià)方法②事件樹分析法（ETA）方法事例：1979年10月，日本川崎市某化工廠高壓聚乙烯裝置的回火防止罐在20.26MPa下運(yùn)行時(shí)突然爆炸，幸未造成人員傷亡，其ETA如圖4-7所示。初始事件質(zhì)量缺陷如果1979年的煉鋼技術(shù)有今天的水平表面下0.3mm處有長(zhǎng)度為3.9mm的夾雜物如果按設(shè)計(jì)壓力的1.5倍進(jìn)行耐壓試驗(yàn)缺陷在表面形成開口如果在使用期問仔細(xì)檢奮發(fā)現(xiàn)裂紋經(jīng)過1年使用疲勞裂紋發(fā)展如果材料韌性好脆性破裂破裂，無其他損失有損失物質(zhì)損失人員損失圖4-7回火防止罐爆炸的事件樹4）常用安全評(píng)價(jià)方法（2）定量安全評(píng)價(jià)方法③道化學(xué)火災(zāi)爆炸指數(shù)評(píng)價(jià)法

1）方法概述道化學(xué)公司火災(zāi)爆炸指數(shù)評(píng)價(jià)法，又稱為道化學(xué)公司方法，是美國道化學(xué)公司所首創(chuàng)的化工生產(chǎn)危險(xiǎn)度定量評(píng)價(jià)方法。

2）評(píng)價(jià)程序

a.確定評(píng)價(jià)單元；

b.確定物質(zhì)系數(shù)：在火災(zāi)、爆炸指數(shù)計(jì)算和危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)過程中，物質(zhì)系數(shù)MF是最基礎(chǔ)的數(shù)值，是表達(dá)物質(zhì)由燃燒或其他化學(xué)反應(yīng)引起的火災(zāi)、爆炸過程中釋放能量大小的內(nèi)在特性。物質(zhì)系數(shù)是由美國消防協(xié)會(huì)（NFPA）規(guī)定的物質(zhì)可燃性Nf和化學(xué)活性（或不穩(wěn)定性）Nr。常見物質(zhì)的物質(zhì)系數(shù)MF可由工具書直接查得。

選取工藝單元確定物質(zhì)系數(shù)（MF）計(jì)算特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)（F2）計(jì)算一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)（F1）確定工藝單元危險(xiǎn)系數(shù)（F3=F1×F2）確定火災(zāi)、爆炸指數(shù)（F&EI=F3×MF）計(jì)算安全措施補(bǔ)償系數(shù)（C=C1×C2×C3）確定暴露面積確定暴露區(qū)域內(nèi)財(cái)產(chǎn)的更換價(jià)值確定基本MPPD確定實(shí)際MPPD確定MPPO確定BI確定危害系數(shù)③道化學(xué)火災(zāi)爆炸指數(shù)評(píng)價(jià)法2）評(píng)價(jià)程序表4-15物質(zhì)系數(shù)確定表液體、氣體的易燃性或可燃性NFPA反應(yīng)性或不穩(wěn)定性Nr=0Nr=1Nr=2Nr=3Nr=4不燃物Nf=0114242940F.P.>93.3℃Nf=141424294037.8℃≤F.P.≤93.3℃Nf=2101424294022.8℃≤F.P.<37.8℃或F.P.<22.8℃并且B.P.≥37.8Nf=31616242940F.P.<22.8℃并且B.P.<37.8Nf=42121242940可燃性粉塵或煙霧

St-1(Kst≤200Pa·m·s-1)1616242940St-2(Kst=201～300Pa·m·s-1)2121242940St-3(Kst>300Pa·m·s-1)2424242940可燃性固體

厚度>40mm緊密的Nf=1414242940厚度<40mm疏松的Nf=21014242940泡沫材料、纖維、粉狀物等Nf=316162429402）評(píng)價(jià)程序c.計(jì)算一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)（F1）：共包括六項(xiàng)內(nèi)容，即放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)、物料處理和輸送、封閉單元或室內(nèi)單元、通道、排放和泄漏。d.計(jì)算特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)（F2）：包括十二項(xiàng)內(nèi)容，即毒性物質(zhì)、負(fù)壓操作、在爆炸極限范圍內(nèi)或其附近的操作等。e.確定單元危險(xiǎn)系數(shù)（F3）：F3=F1

×F2f.計(jì)算火災(zāi)、爆炸指數(shù)（F＆EI）：F＆EI=F3

×MF表4-16F＆EI及危險(xiǎn)等級(jí)F&EI值危險(xiǎn)等級(jí)F&EI值危險(xiǎn)等級(jí)F&EI值危險(xiǎn)等級(jí)1～60最輕97～127中等>159非常大61～96較輕128～158很大

2）評(píng)價(jià)程序g.確定暴露區(qū)域半徑：R=0.84

×0.3048×

F＆EI（m）h.確定暴露區(qū)域面積：暴露區(qū)域面積S=πR2（m2）

實(shí)際暴露區(qū)域面積=暴露區(qū)域面積+評(píng)價(jià)單元面積i.確定暴露區(qū)域財(cái)產(chǎn)價(jià)值：更換價(jià)值=原來成本×0.82×增長(zhǎng)系數(shù)j.確定破壞系數(shù)圖4-8單元破壞系數(shù)計(jì)算圖k.計(jì)算基本最大可能財(cái)產(chǎn)損失（基本MPPD）：

基本MPPD=暴露區(qū)域的更換價(jià)值

×破壞系數(shù)l.計(jì)算安全措施補(bǔ)償系數(shù)：?jiǎn)卧踩胧┭a(bǔ)償系數(shù)C=C1×C2×C3

其中，C1——工藝控制；

C2——物質(zhì)隔離；

C3——防火措施；m.確定實(shí)際最大可能財(cái)產(chǎn)損失（實(shí)際MPPD）；n.確定最大可能工作日損失（基本MPPDO)和停產(chǎn)損失（BI）：停產(chǎn)損失（BI）按下式計(jì)算：BI=MPDO×VPM×

0.70/30

式中，VPM是每月產(chǎn)值；0.70是固定成本和利潤(rùn)值。圖4-9表明了MPDO與實(shí)際MPPD之間的關(guān)系。10001001010.1110100高于70%可能范圍低于70%可能范圍lgy=1.550233+0.598416lgxlgy=1.325132+0.59247lgxlgy=1.045515+0.610246lgx最大可能工作日損失圖4-9最大可能工作日損失計(jì)算④日本勞動(dòng)省化工企業(yè)“六階段安全評(píng)價(jià)法”

1）方法概述日本勞動(dòng)省頒布的化工企業(yè)“六階段安全評(píng)價(jià)法”，綜合應(yīng)用安全檢查表、定量危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)、事故信息評(píng)價(jià)、故障樹分析以及事件樹分析等方法，分成6個(gè)階段采取逐步深入，定性與定量結(jié)合，層層篩選的方式識(shí)別、分析、評(píng)價(jià)危險(xiǎn)，并采取措施修改設(shè)計(jì)消除危險(xiǎn)。

2）評(píng)價(jià)步驟第一階段——資料準(zhǔn)備。第二階段——定性評(píng)價(jià)。第三階段——定量評(píng)價(jià)。第四階段——制定安全對(duì)策。第五階段——用過去類似設(shè)備和裝置的事故資料進(jìn)行復(fù)查評(píng)價(jià)。第六階段——再評(píng)價(jià)。參見P98-100⑤蒙德火災(zāi)爆炸毒性指數(shù)評(píng)價(jià)法

1）方法概述英國ICI公司蒙德分部根據(jù)化學(xué)工業(yè)的特點(diǎn)，擴(kuò)充毒性指標(biāo)（因此又稱為蒙德火災(zāi)、爆炸、毒性危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)法，簡(jiǎn)稱蒙德法），并對(duì)所采取的安全措施引進(jìn)了補(bǔ)償系數(shù)的概念，把這種方法向前推進(jìn)了一大步。

2）評(píng)價(jià)程序

a.劃分評(píng)價(jià)單元

b.初期危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)：評(píng)價(jià)項(xiàng)目即，確定物質(zhì)系數(shù)、特殊物質(zhì)的危險(xiǎn)性、一般工藝危險(xiǎn)性、特殊工藝危險(xiǎn)性、數(shù)量的危險(xiǎn)性、布置上的危險(xiǎn)性、毒性危險(xiǎn)性（各項(xiàng)包含的因素及取值見書上表4.13）。

c.危險(xiǎn)度最終評(píng)價(jià)

三、燃燒和爆炸的類型及特征1）燃燒的相關(guān)概念（1）燃燒或火災(zāi)燃燒：可燃物質(zhì)與氧化劑發(fā)生的一種發(fā)光發(fā)熱的氧化反應(yīng)。火災(zāi)：失去控制的燃燒。（2）閃燃及閃燃點(diǎn)閃燃：任何液體的表面都有蒸氣存在，其濃度取決于液體的溫度。可燃液體表面的蒸氣與空氣形成的混合可燃?xì)怏w，遇到明火以后，只出現(xiàn)瞬間閃火而不能持續(xù)燃燒的現(xiàn)象。閃點(diǎn):引起閃燃時(shí)液體的最低溫度。（3）引燃引燃：是可燃物持續(xù)燃燒反應(yīng)的開始，如果燃燒僅僅是瞬間的，則屬于閃燃。引燃分為自燃和點(diǎn)燃兩種類型。（4）自燃及自燃點(diǎn)自燃:可燃物質(zhì)在助燃性氣體中(如空氣)，在無外界明火的直接作用下，由于受熱或自行發(fā)熱能引燃并持續(xù)燃燒的現(xiàn)象。自燃點(diǎn)(引燃溫度):在一定的條件下，可燃物質(zhì)產(chǎn)生自燃的最低溫度.50（5）點(diǎn)燃及燃點(diǎn)點(diǎn)燃：是指在外部火源作用下可燃物開始持續(xù)的燃燒。燃點(diǎn)：能夠使液體可燃物發(fā)生持續(xù)燃燒的最低溫度，燃點(diǎn)高于閃點(diǎn)。（6）燃燒極限把一個(gè)大氣壓下可燃?xì)怏w在其與空氣的混合物中能發(fā)生燃燒的最低體積濃度稱為燃燒下限（LFL），而將最高體積濃度稱為燃燒上限（UFL）。在上限與下限之間的濃度，則稱為可燃物的燃燒范圍。（7）氧指數(shù)氧指數(shù)又叫臨界氧濃度(COC)或極限氧濃度(LOC)，它是用來對(duì)固體材料可燃性進(jìn)行評(píng)價(jià)和分類的一個(gè)特性指標(biāo)。模擬材料在大氣中的著火條件，如大氣溫度、濕度、氣流速度等，將材料在不同氧濃度的O2-N2系混合氣中點(diǎn)火燃燒，測(cè)出能維持該材料有焰燃燒的以體積百分?jǐn)?shù)表示的最低氧氣濃度，此最低氧濃度稱為氧指數(shù)。由此可見，氧指數(shù)高的材料不易著火，阻燃性能好；氧指數(shù)低的材料容易著火，阻燃性能差。（8）最小點(diǎn)火能在處于爆炸范圍內(nèi)的可燃?xì)怏w混合物中產(chǎn)生電火花，從而引起著火所必須的最小能量稱為最小點(diǎn)火能。2）燃燒的特征參數(shù)

（1）燃燒溫度可燃物質(zhì)燃燒所產(chǎn)生的熱量在火焰燃燒區(qū)域釋放出來，火焰溫度即是燃燒溫度。（2）燃燒速率燃燒速率是指燃燒表面的火焰沿垂直于表面的方向向未燃燒部分傳播的速率。（3）燃燒熱易燃物質(zhì)的燃燒熱是指單位質(zhì)量的物質(zhì)在25℃的氧中燃燒放出的熱量。

523）爆炸的相關(guān)概念（1）爆炸爆炸是物質(zhì)發(fā)生急劇的物理、化學(xué)變化，由一種狀態(tài)迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)，并在瞬間釋放出巨大能量的現(xiàn)象。（2）爆炸極限可燃物（可燃性氣體、蒸氣和粉塵）與空氣（或氧氣）在一定的含量范圍內(nèi)均勻混合形成預(yù)混體系，遇火源會(huì)爆炸，這個(gè)含量范圍稱為爆炸極限。

53物質(zhì)名稱L下～L上/%物質(zhì)名稱L下～L上/%物質(zhì)名稱L下～L上/%物質(zhì)名稱L下～L上/%甲烷5.0～16.0甲苯1.3～7.8異丁醇1.7～甲酸甲酯5.1～22.7乙烷3.2～12.4二甲苯1.0～6.0丙烯醇2.4～甲酸乙酯2.7～16.4丙烷2.4～9.5環(huán)丙烷2.4～10.4戊醇1.2～氫4.0～74.2丁烷1.9～8.4環(huán)己烷1.3～8.3異戊醇1.2～一氧化碳12.5～74.2異丁烷1.8～8.4甲基環(huán)己烷1.2～乙醛4.0～57.0氨15.0～27.0戊烷1.4～7.8松節(jié)油0.8～巴豆醇2.1～15.5吡啶1.8～12.4己烷1.3～6.9醋酸甲酯3.2～15.6糠醛2.1～硝酸乙酯3.8～庚烷1.0～6.0醋酸乙酯2.2～11.4三聚乙醛1.3～亞硝酸乙酯3.0～50.0辛烷1.0～醋酸丙酯2.1～甲乙醚2.0～10.1環(huán)氧乙烷3.0～80.0壬烷0.8～異醋酸丙酯2.0～二乙醚1.8～36.5二硫化碳1.2～50.0癸烷0.7～醋酸丁酯1.7～二乙烯醚1.7～27.0硫化氫4.3～45.5乙烯2.7～28.6醋酸戊酯1.1～丙酮2.5～12.8氧硫化碳11.9～28.5丙烯2.0～11.1甲醇6.7～36.5丁酮1.8～9.5氯甲烷8.2～18.7丁烯1.7～7.4乙醇3.3～18.92-戊酮1.5～8.1氯乙烷4.0～14.8戊烯1.6～丙醇2.6～2-己酮1.2～8.0二氯乙烯9.7～12.8乙炔2.5～80.0異丙醇2.7～氰酸5.6～40.0溴甲烷13.5～14.5苯1.4～6.8丁醇1.7～醋酸4.0～溴乙烷6.7～11.2部分物質(zhì)的爆炸極限54（3）受限爆炸：爆炸發(fā)生在容器或建筑物中等受限空間內(nèi)。（4）無約束爆炸：無約束爆炸發(fā)生在空曠地區(qū)。該類型爆炸通常是由可燃性氣體泄漏引起的。（5）蒸氣云爆炸（VCE）化學(xué)工業(yè)中，大多數(shù)危險(xiǎn)的和破壞性的爆炸是蒸氣云爆炸。大量的可燃蒸氣突然泄漏出來（當(dāng)裝有過熱液體和受壓液體的容器破裂時(shí)就會(huì)發(fā)生），蒸氣擴(kuò)散遍及整個(gè)工廠并與空氣混合形成蒸氣云，蒸氣云被點(diǎn)燃即發(fā)生爆炸。55（6）沸騰液體擴(kuò)展蒸氣爆炸（BLEVE）如果裝有溫度高于其在大氣壓下的沸點(diǎn)溫度的液體的貯罐破裂，就會(huì)發(fā)生BLEVE。緊接著是容器內(nèi)大部分物質(zhì)的爆炸性氣化；如果氣化后形成的氣云是可燃的，還會(huì)發(fā)生燃燒或爆炸。當(dāng)外部火焰烘烤裝有易揮發(fā)性物質(zhì)的貯罐時(shí)，就會(huì)發(fā)生該類型的爆炸。（7）沖擊波是沿氣體移動(dòng)的不連貫的壓力波。敞開空間中的沖擊波的后面是強(qiáng)烈的風(fēng)；沖擊波與風(fēng)結(jié)合后稱為爆炸波。（8）超壓：由沖擊波引起的作用在物體上的壓力?；诔瑝旱钠茐墓浪阋姳?-32。由表4-32可知，即使是較小的超壓，也能導(dǎo)致較大的破壞。564）爆炸能量的相關(guān)計(jì)算

（1）TNT當(dāng)量法

式中，mTNT——TNT當(dāng)量質(zhì)量，kg;

η——經(jīng)驗(yàn)爆炸效率，無量綱；

m——碳?xì)浠衔锏馁|(zhì)量，kg；

△Hc——可燃?xì)怏w的爆炸能，kJ·kg-1；

ETNT——TNT的爆炸能，kJ·kg-1。

TNT爆炸能的典型值為4686kJ·kg-1。對(duì)于可燃?xì)怏w，可用燃燒熱替代爆炸能。

57超壓可由TNT當(dāng)量（記為mTNT

），以及距離地面上爆炸源點(diǎn)的距離r來估算：

式中，Ze——比擬距離，m/kg1/3；

r——距離地面上爆炸源點(diǎn)的距離，m；

mTNT——TNT當(dāng)量質(zhì)量，kg。比擬超壓ps由下式給出：式中，ps——比擬超壓，無量綱；

p0——側(cè)向超壓峰值超壓，Pa；

pa——周圍環(huán)境壓力，Pa。58比擬超壓與比擬距離的關(guān)系見圖4.13。圖4.13發(fā)生在平坦地面上的TNT爆炸的最大側(cè)向超壓峰值與比擬距離的關(guān)系

59圖4.13中的數(shù)據(jù)，可由下述經(jīng)驗(yàn)方程來描述：

60（2）TNO多能法①方法概述

TNO方法確定過程中的受限體積，給出相對(duì)的受限程度，然后確定該受限體積對(duì)于超壓的貢獻(xiàn)(TNO為荷蘭應(yīng)用科學(xué)研究院)。②對(duì)于蒸氣云爆炸，使用多能模型的步驟如下：

a.使用擴(kuò)散模型確定氣云的范圍；

b.進(jìn)行區(qū)域檢查以確定擁擠的空間；

c.在被可燃?xì)庠聘采w的區(qū)域內(nèi)，確定引起強(qiáng)烈沖擊波的潛在源；

61d.估算當(dāng)量燃料-空氣混合物所釋放的能量；

e.為每個(gè)單獨(dú)沖擊波指定一個(gè)代表沖擊波強(qiáng)度的典型數(shù)字；

f.一旦估算出單個(gè)的當(dāng)量燃料-空氣混合物所導(dǎo)致的能量E和初始爆炸強(qiáng)度，那么，在計(jì)算過Sachs比擬距離后，距離爆源R處的Sachs比擬爆炸側(cè)向超壓和負(fù)相持續(xù)時(shí)間，就能從書上圖4-14所示的爆炸圖中查到。其中，

式中，為填料的Sachs比擬距離(無量綱)；R為距填料的距離，m；E為填料的燃燒能，J；P0為周圍環(huán)境的大氣壓，Pa。62TNO多能爆炸模型的Sachs比擬超壓與Sached比擬正相持續(xù)時(shí)間

63爆炸側(cè)向超壓峰值和負(fù)相持續(xù)時(shí)間，可根據(jù)Sachs比擬超壓和Sachs比擬負(fù)相持續(xù)時(shí)間計(jì)算。超壓由下式計(jì)算：

負(fù)相持續(xù)時(shí)間，則由下式計(jì)算：

p0為側(cè)向爆炸超壓，Pa；為Sachs比擬側(cè)向爆炸超壓(無量綱)；pa為周圍環(huán)境壓力，Pa；td為負(fù)相持續(xù)時(shí)間，s；為Sachs比擬負(fù)相持續(xù)時(shí)間(無量綱)；E為填料燃燒能，J；c0為周圍環(huán)境的聲速，m·s-1。應(yīng)用TNO多能法的主要問題，是使用者必須在受限程度的基礎(chǔ)上對(duì)嚴(yán)重系數(shù)的選擇做出決定。對(duì)于局部受限的幾何形狀，相關(guān)指導(dǎo)則很少。另外，對(duì)于每個(gè)爆炸強(qiáng)度所導(dǎo)致的結(jié)果，應(yīng)該怎樣結(jié)合在一起還不清楚。

64（3）化學(xué)爆炸能化學(xué)爆炸導(dǎo)致的沖擊波是由爆炸性氣體的快速膨脹造成的。該膨脹可以用兩種機(jī)理解釋：反應(yīng)產(chǎn)物的熱量加熱以及反應(yīng)造成的總物質(zhì)的量的變化。

LH=VH

式中，

LH——化學(xué)爆炸所做的功，kJ；

V——參與反應(yīng)的可燃?xì)怏w積(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)，m3；

H——可燃?xì)怏w的高燃燒熱值，kJ·m3。65（4）機(jī)械爆炸能對(duì)于機(jī)械爆炸，能量來自壓縮氣體膨脹、液體氣體迅速蒸發(fā)等而放出的物理能。壓縮氣體的爆炸能估算方式有：a.Brode法

b.等熵法c.等溫法d.有效能法66水蒸氣的爆炸能量可以用壓縮氣爆炸能量計(jì)算公式，但誤差較大。一般用下述公式：

Ls=CsVLs——水蒸氣爆炸能，J；V——水蒸氣體積，m3；Cs——干飽和水蒸氣爆炸能量系數(shù)，m3/J。（表4.19）飽和水蒸氣的爆炸能量按下式計(jì)算：

Lw=CwVLw——水蒸氣爆炸能，J；V——水蒸氣體積，m3；Cw——干飽和水蒸氣爆炸能量系數(shù)，m3/J。（表4.20）673）爆炸的傷害作用（1）拋射物傷害

圖4.15爆炸碎片的最大水平射程（注：1lb=0.4536kg；1ft=30.48cm)68（2）沖擊波的傷害

圖4.16固定位置處的沖擊波壓力69四、惰化防火措施惰化：把惰性氣體加入到可燃性混合氣體中，使氧氣濃度低于LOC（LimitedOxygenConcentration）以下的過程。惰化措施分為：真空惰化壓力惰化壓力-真空聯(lián)合惰化使用不純氮?dú)膺M(jìn)行真空和壓力惰化吹掃惰化虹吸惰化

70真空惰化真空惰化過程：①對(duì)容器抽真空直到達(dá)到所需的真空為止；②用諸如氮?dú)饣蚨趸嫉榷栊詺怏w來消除真空，直到大氣壓力；③重復(fù)步驟①和②，直到達(dá)到所需的氧化劑濃度。

y0y1PLPH時(shí)間壓力y1y2第一次真空惰化結(jié)束第二次真空惰化結(jié)束氧氣的物質(zhì)的量為常數(shù)氧氣的濃度為常數(shù)y0圖4.17真空惰化循環(huán)71壓力惰化

圖4.18壓力惰化循環(huán)y0y1PLPH時(shí)間壓力y1y2y2第一次壓力惰化結(jié)束第二次壓力惰化結(jié)束氧氣的物質(zhì)的量為常數(shù)氧氣的濃度為常數(shù)72壓力-真空聯(lián)合惰化

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