儲(chǔ)罐區(qū)的傷害模型及傷害破壞半徑

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1、4.8儲(chǔ)罐區(qū)的傷害模型及傷害破壞半徑原料罐區(qū)最大的火災(zāi)爆炸風(fēng)險(xiǎn)是丁二烯與丁烷罐的燃燒爆炸，是2.1類為爆炸性氣體，如果液態(tài)貯存，且瞬態(tài)泄漏后立即遇到火源，則發(fā)生沸騰液體擴(kuò)張為蒸汽爆炸；他們的沸點(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?、太?yáng)輻射、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(guò)程中如遇到點(diǎn)火源，也會(huì)發(fā)生蒸氣云爆炸；如果遇不到火源，則將無(wú)害的消失掉。其傷害模型有兩種：(1)蒸氣云爆炸(VCE)模型；(2)沸騰液體擴(kuò)展蒸汽爆炸(BLEVE)模

2、型。前者屬于爆炸型，后者屬于火災(zāi)型。不同的傷害模型有不同的傷害一破壞半徑，不同傷害一破壞半徑所包圍的封閉面積內(nèi)，人員多少、財(cái)產(chǎn)價(jià)值多少將影響事故嚴(yán)重度大小。傷害—一破壞半徑劃分為死亡半徑、重傷(二度燒傷)半徑、輕傷(一度燒傷)半徑及財(cái)產(chǎn)破壞半徑。齊魯石化公司橡膠廠液化烴儲(chǔ)罐區(qū)內(nèi)貯存的是丁二烯和丁烷，其中丁二烯儲(chǔ)量是9900m3,丁烷的儲(chǔ)量是7200m3因此丁二烯的總質(zhì)量W1=6600621.1=4099262(kg)。丁烷的總質(zhì)量W2=7200580=4176000（kg）?？傎|(zhì)量W=4099262+4176000

3、=8275262（kg）。4.8.1蒸氣云爆炸蒸氣云爆炸是一類經(jīng)常發(fā)生、且后果十分嚴(yán)重的爆炸事故。生產(chǎn)、貯存或使用易燃易爆氣體過(guò)程中因故障導(dǎo)致氣體泄漏和爆炸而造成人員傷亡的事故時(shí)有發(fā)生，而儲(chǔ)罐區(qū)蒸氣云爆炸正是此類事故中發(fā)生頻率較高的一種，其事故周期短，爆炸性氣體和易揮發(fā)性液體儲(chǔ)存在儲(chǔ)罐內(nèi)，一旦泄漏，遇到火源則可能發(fā)生蒸氣云爆炸，如果遇不到火源，則將擴(kuò)散并消失掉。后果嚴(yán)重采用TNT當(dāng)量法估計(jì)蒸氣云爆炸的嚴(yán)重度。長(zhǎng)期以來(lái)，軍事上一直對(duì)高能炸藥破壞性很感興趣，積累了很多TNT量與破壞之間的關(guān)系的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。因此，使用TNT

4、當(dāng)量來(lái)描述事故爆炸的威力就比較方便。如果某次事故造成的破壞狀況與xkgTNT爆炸造成的破壞狀況相當(dāng)，則稱此次爆炸的威力為xkgTNT當(dāng)量。用TNT當(dāng)量法來(lái)預(yù)測(cè)蒸氣云爆炸嚴(yán)重度的原理是這樣的：假設(shè)一定百分比的蒸氣云參與了爆炸，對(duì)形成沖擊波有實(shí)際貢獻(xiàn)，并以TNT當(dāng)量來(lái)表示蒸氣云爆炸的威力。1）TNT當(dāng)量計(jì)算首先計(jì)算出總的爆炸能量，丁二烯的爆熱QB,1為46977.7kJ/kg，丁烷的爆熱QB,2取231.1kJ/kg。根據(jù)公式（4-8）：=46977.74099260+231.14176000=1.91011kJ爆源的

5、TNT的當(dāng)量（kg），按下式計(jì)算：(4-9)式中：1.8——地面爆炸系數(shù)；——蒸氣云當(dāng)量系數(shù)，取=0.04;WTNT——TNT的當(dāng)量（kg）；E——爆炸總能量，kJ;QTNT——TNT爆熱，可取QTNT=4520kJ/kg。所以物質(zhì)的TNT當(dāng)量為：3.031010（kg,TNT）。2）死亡半徑死亡區(qū)內(nèi)的人員如缺少防護(hù)，則被認(rèn)為將無(wú)例外地蒙受嚴(yán)重傷害或死亡，其內(nèi)徑為零，外徑為R0.5,表示外圓周處人員因沖擊波作用導(dǎo)致肺出血而死亡的概率為0.5，它與爆炸量之間的關(guān)系如下式確定：(4-10)所以儲(chǔ)罐區(qū)死亡半徑：。3）重傷

6、半徑重傷區(qū)的人員如缺少防護(hù)，則絕大多數(shù)將遭受嚴(yán)重傷害，極少數(shù)人可能死亡或受輕傷。其內(nèi)徑就是死亡半徑R0.5，外徑記為Rd0.5,代表該處人員因沖擊作用耳膜破裂的概率為0.5，它要求的沖擊波峰值超壓為44000。計(jì)算公式為：(4-11)注意這里的的單位是psi,1psi=6.9kPa。所以重傷半徑=562.1m。4）輕傷半徑輕傷區(qū)的人員如缺少防護(hù)，則絕大多數(shù)人員將遭受輕微傷害，少數(shù)人將受重傷或平安無(wú)事，死亡的可能性極小。輕傷區(qū)內(nèi)徑為重傷區(qū)的外徑Rd0.5,外徑為Rd0.01，表示外界處耳膜因沖擊波作用破裂的概率為0.

7、01，它要求的沖擊波峰值超壓為17000Pa。應(yīng)用超壓準(zhǔn)則，計(jì)算公式采用(4-11)。所以輕傷半徑=1008.7m。5）財(cái)產(chǎn)損失半徑對(duì)于爆炸性破壞，財(cái)產(chǎn)損失半徑的計(jì)算公式為：(4-12）式中KII——二級(jí)破壞系數(shù)，取5.6。財(cái)產(chǎn)損失半徑=814.9m.將結(jié)果列表如表（4-10）。傷害/破壞區(qū)域如圖4-3所示。表4-10蒸氣云爆炸傷害Table4-10UVCE蒸氣云爆炸傷害死亡半徑重傷半徑輕傷半徑財(cái)產(chǎn)損失半徑破壞半徑/m265.7562.11008.7814.9圖4-3橡膠廠的傷害模型及傷害/破壞半徑Figure4-

8、3rubberplantdamagemodelanddamage/destructionradius4.8.2擴(kuò)展蒸汽爆炸（BLEVE）沸騰液體擴(kuò)展蒸氣爆炸是指LNG儲(chǔ)罐在外部火焰的烘烤下突然破裂,壓力平衡破壞,LNG急劇氣化,并隨即被火焰點(diǎn)燃而產(chǎn)生的爆炸。沸騰液體擴(kuò)展蒸氣爆炸發(fā)生后,主要危害是爆炸產(chǎn)生的火球熱輻射。同時(shí),爆炸產(chǎn)生的碎片和沖擊波超壓也有很嚴(yán)重