火灾爆炸热辐射后果影响预测(池火灾计算)
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5.5火灾、爆炸事故后果分析法为评价天然气管道破裂事故后果的严重程度,ASME B31.8S介绍了美国运输部管道安全办公室(DOT—OPS)2000年委托美国天然气研究所所作的研究报告“确定天然气管道事故高危区的模型”(GRI—00/0189,A Model for Sizing High Consequence Areas Associated with Natural Gas Pipeline),提出了一个计算天然气等管道断裂引燃事故的热辐射高危区半径的方程式。
表5.5-1 国际上通用的热辐射危害后果标准该方程式是以热辐射量为5000Btu/h·f t2(15.8KW/㎡)作为临界危险强度的,即其伤亡判据为:在这样的辐射强度下,该处的人群如果在30s之内没找到掩蔽场所,则100人中有1个会死亡。
该判据与国际上通用的热辐射危害后果标准类似。
式中:r—为受影响区域的半径,f t;0.69—是天然气管道的计算因子,对其他气体或富气管道,该因子值不同;d-为管道外径,in;P-为该管道最大允许操作压力(MAOP),psi;据此,计算高安市城区天然气管网工程高危区范围如下表。
表5.5-2 天然气管道破裂引燃事故的热辐射高危区半径范围(m)上述计算指地面上管道,而埋地管道则范围应小些。
5.2.4.1 罐区火灾爆炸事故造成人员伤亡涉及范围项目206B储罐区储存有甲醇、乙酸乙酯、丙酮、醋酸、吡啶、乙醇、四氢呋喃等等易燃易爆性物质,种类较多,且储量较大,现取罐区储量较大,物料相对较为危险的物质甲醇进行计算分析根据本项目生产涉及的物料特性,罐区储存的甲醇为甲类易燃液体,3只储罐容积50m³,甲醇燃烧速度为0.0576 kg /㎡·s,则本报告选用易燃危险物质甲醇为罐区池火灾事故伤害模型进行计算。
根据池火灾事故伤害模型,可燃液体泄漏后流到地面形成液池,或流到水面并覆盖水面,遇到火源燃烧而形成池火。
池火灾事故后果计算过程1)池火灾事故后果计算过程(1)柴油泄漏量设定一个5000m3柴油罐底部DN200进油管管道破裂出现长50cm,宽1 cm的泄漏口,泄漏后10分钟切断泄漏源。
泄漏的液体在防火堤内形成液池,泄漏时工况设定情况见表9-4。
表9-4 油品连续泄漏工况泄漏源介质温度( 0C)介质压力(Mpa)介质密度(kg/m3)泄口面积(m2)泄漏时间(min)备注柴油罐常温常压8700.00510按10分钟后切断泄漏源计柴油泄漏量用柏努利公式计算:Q = CdAρ *2(P-P0)/ ρ+2gh+1/2 W = Q.t式中: Q-泄漏速率(kg/s);W-泄漏量(kg);t-油品泄漏时间(s),t=600 sCd-泄漏系数,长方形裂口取值0.55(按雷诺数Re>100计);A-泄漏口面积(m2);A =0.005 m2ρ-泄漏液体密度(kg/ m3);P-容器内介质压力(Pa);P0 -大气压力(Pa);g-重力加速度(9.8 m /s2);h-泄漏口上液位高度(m),柴油罐液面安全高度15.9 m。
经计算Q = 42.23 kg/s、W = 25341 kg(10分钟泄漏量)(2)泄漏柴油总热辐射通量Q(w)柴油泄漏后在防火堤内形成液池,遇点火源燃烧而形成池火。
总热辐射通量Q(w)采用点源模型计算:Q = (л r2 + 2л rh) •m f •η•Hc/(72 m f 0。
61+ 1)式中: m f—单位表面积燃烧速度kg/m2 .s,柴油为0.0137;Hc—柴油燃烧热,Hc = 43515kJ/kg;h—火焰高度h(m),按下式计算:h = 84 r{ m f /*ρO(2 g r)1/2+}0.6 ρO—环境空气密度,ρO=1.293kg/ m3;g—重力加速度,9.8 m /S2 &。
池火灾事故后果模拟张龙梅;王艳丽;鲁顺清【摘要】The pool fire is a major type in flammable liquid storage tank zone. The model of mudan was summarized, combined with thermal radiation damage models such as personnel, equipment and domino secondary accident probability model, and then simulated pool fire accident consequences under the conditions of wind. The drawings about thermal radiation, the harm/damage radius and domino secondary accident frequency were gotten, which were about upwind and down the wind respectively.%池火灾是可燃液体储罐区易发生的主要火灾类型。
本文总结了mudan池火灾计算模型,结合人员、设备等的热辐射受损模型和多米诺二次事故概率模型,模拟了有风情况下池火灾的事故后果,分别得到了上风向和下风向池火灾热通量关系图,伤害/破坏半径以及多米诺二次事故频率。
【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2015(000)010【总页数】4页(P217-220)【关键词】池火灾;mudan模型;伤害/破坏半径;多米诺二次事故频率【作者】张龙梅;王艳丽;鲁顺清【作者单位】中国地质大学武汉工程学院,湖北武汉 430074;中国地质大学武汉工程学院,湖北武汉 430074;中国地质大学武汉工程学院,湖北武汉430074【正文语种】中文【中图分类】X937池火灾是指储罐中的可燃液体遇火源或泄漏后遇火源发生的火灾,是可燃液体贮罐区易发生的主要火灾类型。
池火灾事故后果计算过程1)池火灾事故后果计算过程(1)柴油泄漏量设定一个5000m3柴油罐底部DN200进油管管道破裂出现长50cm,宽1 cm的泄漏口,泄漏后10分钟切断泄漏源。
泄漏的液体在防火堤内形成液池,泄漏时工况设定情况见表9-4。
表9-4 油品连续泄漏工况柴油泄漏量用柏努利公式计算:Q = CdAρ [2(P-P0)/ ρ+2gh]1/2W = Q.t式中: Q-泄漏速率(kg/s);W-泄漏量(kg);t-油品泄漏时间(s),t=600 sCd-泄漏系数,长方形裂口取值0.55(按雷诺数Re>100计);A-泄漏口面积(m2);A =0.005 m2ρ-泄漏液体密度(kg/ m3);P-容器内介质压力(Pa);P0 -大气压力(Pa);g-重力加速度(9.8 m /s2);h-泄漏口上液位高度(m),柴油罐液面安全高度15.9 m。
经计算Q = 42.23 kg/s、W = 25341 kg(10分钟泄漏量)(2)泄漏柴油总热辐射通量Q(w)柴油泄漏后在防火堤内形成液池,遇点火源燃烧而形成池火。
总热辐射通量Q(w)采用点源模型计算:Q = (л r2 + 2л rh) •m f •η•Hc/( 72 m f 0。
61+ 1)式中: m f—单位表面积燃烧速度kg/m2 .s,柴油为 0.0137;Hc—柴油燃烧热,Hc = 43515kJ/kg;h—火焰高度h(m),按下式计算:h = 84 r{ m f /[ρO(2 g r)1/2]}0.6ρO—环境空气密度,ρO=1.293kg/ m3;g—重力加速度,9.8 m /S2 η—燃烧效率因子,取0.35;r —液池半径(m), r =(4S/π)1/2S—液池面积,S=3442 m2;W—泄漏油品量kgρ-柴油密度,ρ=870kg/ m3;火灾持续时间:T= W/S.m f计算结果: Q(w)=1006347(kw)T=537s=9min(3)池火灾伤害半径火灾通过辐射热的方式影响周围环境,根据概率伤害模型计算,不同入射热辐射通量造成人员伤害或财产损失的情况表9-5。
池火灾模型1)池火灾事故后果计算过程(1)柴油泄漏量3设定一个5000m柴油罐底部DN200进油管管道破裂出现长50cm,宽1 cm的泄漏口,泄漏后10分钟切断泄漏源。
泄漏的液体在防火堤内形成液池,泄漏时工况设定情况见表9-4。
表9-4 油品连续泄漏工况介质温度介质压力介质密度泄口面积泄漏时间泄漏源备注 032( C) (Mpa) (kg/m) (m) (min)按10分钟后切断柴油罐常温常压 870 0.005 10泄漏源计柴油泄漏量用柏努利公式计算:1/2Q = CdAρ [2(P-P0)/ ρ+2gh] W = Q.t式中: Q,泄漏速率(kg/s);W,泄漏量(kg);t,油品泄漏时间(s),t=600 sC,泄漏系数,长方形裂口取值0.55(按雷诺数Re,100计); d2 2A,泄漏口面积(m);A =0.005m3ρ,泄漏液体密度(kg/ m);P,容器内介质压力(Pa);P,大气压力(Pa); 02g,重力加速度(9.8 m /s);h,泄漏口上液位高度(m),柴油罐液面安全高度15.9 m。
经计算Q = 42.23 kg/s、W = 25341 kg(10分钟泄漏量) (2)泄漏柴油总热辐射通量Q(w) 柴油泄漏后在防火堤内形成液池,遇点火源燃烧而形成池火。
总热辐射通量Q(w)采用点源模型计算:2 0。
61 Q = (л r+ 2л rh)m ηHc/( 72 m + 1) •f ••f2 式中: m —单位表面积燃烧速度kg/m.s,柴油为 0.0137; fHc—柴油燃烧热,Hc = 43515kJ/kg;h—火焰高度h(m),按下式计算:1/20.6 h = 84 r{ m /[ρ(2 g r)]} fO3ρ—环境空气密度,ρ=1.293kg/ m; OO2 g—重力加速度,9.8 m /Sη—燃烧效率因子,取0.35;1/2r —液池半径(m),r =(4S/π)2S—液池面积,S=3442 m;W—泄漏油品量kg3ρ,柴油密度,ρ=870kg/ m;火灾持续时间:T= W/S.m f计算结果: Q(w)=1006347(kw)T=537s=9min)池火灾伤害半径 (3火灾通过辐射热的方式影响周围环境,根据概率伤害模型计算,不同入射热辐射通量造成人员伤害或财产损失的情况表9-5。
火灾、爆炸危害评估一、蒸气云爆炸事故灾害严重度估算(可参考《爆破安全规程》GB6722-2003第六节中的有关公式和标准。
)蒸气云爆炸在石油化工企业是一种发生频率较高、而且后果十分严重的事故,其事故严重度一般通过下列参数进行估算:1、死亡区死亡区内的人员如缺少防护则被认为将无例外地蒙受严重伤害或死亡,其内径为零,外径为R 1。
其与爆炸物量间的关系为:0.37TN T 1/1000W 13.6R )( (1) 式中:W TNT ——爆源的TNT 当量,kg 。
(这个数据可以根据下式计算而得)其中,W TNT 的计算式一般为:W TNT =1.8aW f Q f /Q TNT式中:1.8——地面爆炸系数;a ——蒸气云当量系数,取a =0.04;W f ——蒸气云中可燃气体的质量,kg ;Q f ——可燃气体的爆炸热, kJ /kg ;Q TNT ——TNT 的爆热,取Q TNT =4520kJ /kg例1:制氧车间氢气站设有容积20m 3氢气罐一个,事故预测时按超压(10Mpa )计算氢气量。
氢气储罐大规模破裂时,气体泄漏形成气云,达到爆炸极限时遇激发能源即可发生气体爆炸,对气体爆炸,按超压-冲量准则预测蒸气云爆炸事故后果。
1)蒸气云爆炸总能量蒸气云爆炸总能量由下式计算:E=1.8 aV f q f式中:1.8-地面爆炸系数;a -可燃气体蒸气云的当量系数,取0.04;V f ——事故发生时氢气量为V f =2000 Nm 3q f ——氢气燃烧热,Q f =12770 kJ/m 3。
经计算:E=1.8×0.04×2000×12770 = 1839 MJ2)蒸气云爆炸当量蒸气云TNT 当量由下式计算:W TNT = E/Q TNT式中:Q TNT —TNT 爆炸热,取Q TNT =4520 kJ/kg 。
W TNT =1839000/4520=407 kg3)爆炸冲击波超压伤害范围死亡半径按下式计算:R 1=13.6(W TNT /1000)0.37 =13.6(407/1000)0.37=10m2、重伤区重伤区的人员如缺少防护,则绝大多数人员将遭受严重伤害,极少数人可能死亡或受轻伤。
6.4池火、TNT 重大事故后果摸拟分析方法火灾、爆炸、中毒是常见的重大事故,经常造成严重的人员伤亡和巨大的财产损失,影响社会安定。
这里重点选取了有关火灾、爆炸后果分析,在分析过程中运用了数学模型。
通常一个复杂的问题或现象用数学模型来描述,往往是在一个系列的假设前提下按理想的情况建立的,有些模型经过小型试验的验证,有的则可能与实际情况有较大出入,但对辩识危险性来说是可参考的。
1)池火计算方法可燃液体泄露后流到地面形成液池,或流到水面并覆盖水面,遇到火源燃烧而形成池火。
(1) 燃烧速度当液池中可燃液体的沸点高于周围环境温度时,液体表面上单位面积的燃烧速度dm/dt 为dm/dt=0.001H c /{c p (T b -T 0)+H}dm/dt ——单位表面积燃烧速度,kg/(m 2.s); H c ——液体的燃烧热;J/kg;c p ——液体的比定压热容,J/(kg.K); T b ——液体的沸点,K ; T 0——环境温度,K ; H ——液体的汽化热,J/kg; (2)火焰高度 H=()6.02/12/84gr o dtdm rρH ——火焰高度,m : r ——液池半径, m :ρo ——周围空气密度, Kg /m 3; g ——重力加速度, m /s 2:dm /dt ——燃烧速度, Kg /(m 2.s )。
(3)热辐射通量当液池燃烧时放出的总热辐射通量为Q :Q =()[]1/72)/(260.02++dt dm Hcdt dm rH ηππγ Q ——总热辐射通量,Wη——效率因子,可取0.13~O .35; 其余符号意义同前。
(4)目标入射热辐射强度假设全部辐射热量由液池中心点的小球面辐射出来,则在距离池中心某一距离(X )处的入射热辐射强度为:I=Qt c/4πX2I——目标入射热辐射强度,W/㎡t c——热传导系数,在无相对理想的数据时,取1。
X——目标点到液池中心距离,m。
1.事故假设假设甲醇储罐发生泄漏后,甲醇流到防火堤内形成液池,遇到火源燃烧后会形成池火。
1、计算依据1)液池半径罐区面积:71m2;储罐(φ1.0m)占地面积:(1.0/2)2×3.14×4≈3.14m2液池面积:71-3.14=67.86 m2;液池半径:R= =4.65m67.86/3.142)燃烧速度m fm f =0.001Hc/Cp(T b-T0)+HHc :液体燃烧热(J/kg);(甲醇227.3×105J/kg•K);Cp :液体比压定热容J/kg•K ;(甲醇1372J/kg•K);T b :液体沸点°K(338°K);T0 : 环境温度°K(298°K);H :液体的汽化热J/kg; (甲醇1103×103J/kg•K);m f =0.001×227.3×105/1372(338-298)+1103×103=0.01962.池火高度计算(1)火焰高度h=84r〔m f/(ρ0(2gr)1/2)〕0.61其中 m f——液体的燃烧速度,kg/(m2·s)ρ0——空气密度,25℃空气密度1.183kg/m3g——重力加速度,9.8m/s2则:火焰高度h=84×16.6〔0.0196/(1.183×(2×9.8×16.6)1/2)〕0.61≈19.58m(2)热辐射通量火焰表面热辐射通量Q f为:Q f=(πr2+2πr h)m fη.Hc/(72×m f0.6+1)其中: Q f——热辐射通量,wη——热辐射系数,取0.25Hc——甲醇的燃烧热,2.27×107,J/kg其余符号意义同前。
则:Q f=(3.14×4.652+2×3.14×4.65×19.58)×0.0196×0.25×2.27×107/(72×0.01960.6+1)≈0.91×104kw(3)目标入射热辐射强度假设全部辐射热量由液池中心点的小球面辐射出来,则在距离池中心某处(X)的入射热辐射强度为:I= Q f t c / ( 4πX2)其中:I——热辐射强度,kw/m2;Q f——总热辐射通量,kw;t c——热传导系数,取为1;X——目标距离,m。
1)池火灾事故后果计算过程(1)柴油泄漏量设定一个5000m3柴油罐底部DN200进油管管道破裂出现长50cm,宽1 cm的泄漏口,泄漏后10分钟切断泄漏源。
泄漏的液体在防火堤内形成液池,泄漏时工况设定情况见表9-4。
表9-4 油品连续泄漏工况柴油泄漏量用柏努利公式计算:Q = CdAρ [2(P-P0)/ ρ+2gh]1/2W = Q.t式中: Q-泄漏速率(kg/s);W-泄漏量(kg);t-油品泄漏时间(s),t=600 sC d-泄漏系数,长方形裂口取值0.55(按雷诺数Re>100计);A-泄漏口面积(m2);A =0.005m2ρ-泄漏液体密度(kg/ m3);P-容器内介质压力(Pa);P0 -大气压力(Pa);g-重力加速度(9.8 m /s2);h-泄漏口上液位高度(m),柴油罐液面安全高度15.9 m。
经计算Q = 42.23 kg/s、W = 25341 kg(10分钟泄漏量)(2)泄漏柴油总热辐射通量Q(w)柴油泄漏后在防火堤内形成液池,遇点火源燃烧而形成池火。
总热辐射通量Q(w)采用点源模型计算:Q = (л r2 + 2л rh)•m f •η•Hc/( 72 m f 0。
61+ 1)式中: m f—单位表面积燃烧速度kg/m2 .s,柴油为 0.0137;Hc—柴油燃烧热,Hc = 43515kJ/kg;h—火焰高度h(m),按下式计算:h = 84 r{ m f /[ρO(2 g r)1/2]}0.6ρO—环境空气密度,ρO=1.293kg/ m3;g—重力加速度,9.8 m /S2η—燃烧效率因子,取0.35;r —液池半径(m), r =(4S/π)1/2S—液池面积,S=3442 m2;W—泄漏油品量kgρ-柴油密度,ρ=870kg/ m3;火灾持续时间:T= W/S.m f计算结果: Q(w)=1006347(kw)T=537s=9min(3)池火灾伤害半径火灾通过辐射热的方式影响周围环境,根据概率伤害模型计算,不同入射热辐射通量造成人员伤害或财产损失的情况表9-5。
池火灾事故后果模型池火灾火焰的几何尺寸及辐射参数按如下步骤计算。
①计算池直径根据泄漏的液体量和地面性质,按下式可计算最大可能的池面积。
(1)式中,S 为液池面积(m 2),W 为泄漏液体的质量(kg ),ρ为液体的密度(kg/m 3)H min 为最小油层厚度(m )。
最小物料层厚度与地面性质对应关系见表1。
表1 不同性质地面物料层厚度表②确定火焰高度计算池火焰高度的经验公式如下:61.00)]/([42gD m D L h f ρ⨯== (2)式中:L 为火焰高度(m ),D 为池直径(m ),m f 为燃烧速率(kg/m 2s ),ρ0为空气密度(kg/m 3),g 为引力常数。
③计算火焰表面热通量假定能量由圆柱形火焰侧面和顶部向周围均匀辐射,用下式计算火焰表面的热通量:DL D fm H D q f C πππ+∆=22025.025.0 (3)()ρ⨯=min /H W S式中,q 0为火焰表面的热通量(kw/m 2),ΔH C 为燃烧热(kJ/kg ),π为圆周率,f 为热辐射系数(可取为0.15),m f 为燃烧速率(kg/m 2s ),其它符号同前。
④目标接收到的热通量的计算目标接收到的热通量q(r)的计算公式为:V r q r q )ln 058.01()(0-= (4)式中,q(r)为目标接收到的热通量(kw/m 2),q 0为由式(3)计算的火焰表面的热通量(kw/m 2),r 为目标到油区中心的水平距离(m ),V 为视角系数。
⑤视角系数的计算角系数V 与目标到火焰垂直轴的距离与火焰半径之比s ,火焰高度与直径之比h 有关。
)(22H V V V V += (5)B A V H -=π (6)()()()()5.025.01)1/(1111tan )/1(-⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡+--+-=-b s b s b s b A (7)()()()()5.025.01)1/(1111tan )/1(-⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡+--+-=-a s a s a s a B (8)s K J h s s h V V /)(/))1/((tan 5.021-+-=-π (9)()()()()()5.015.021111tan 1⎥⎦⎤⎢⎣⎡+--+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-=-s a s a a a J (10) ()()()5.011/1tan +-=-s s K (11) )2/()1(22s s h a ++= (12))2/()1(2s s b += (13)其中A 、B 、J 、K 、V H 、V V 是为了描述方便而引入的中间变量,π为圆周率。
火灾、爆炸事故后果模拟计算在化工生产中,火灾、爆炸和中毒事故不但影响生产的正常运行,而且对人员有较大的身体危害,导致人员的伤亡。
本文运用地面火灾、蒸气云爆炸和中毒的三种数学模型,对年产2万吨顺酐装置的原料库来进行分析,分析各种事故对人员可能造成的危害,借以帮助企业在生产中采取相应的措施。
事故后果分析是危险源危险性分析的一个主要组成部分,其目的在于定量描述一个可能发生的重大事故对工厂、对厂内人员、厂外居民甚至对环境造成危害的严重程度。
一、苯储罐泄漏池火灾后果分析苯系易燃液体,在苯贮罐区苯泄漏后遇到点火源就会被点燃而着火燃烧。
由于贮罐区设有防火堤,苯泄漏后积聚在防火堤之内,它被点燃后的燃烧方式为池火。
模拟有关数据参数如下。
苯储罐区有两台800m3、两台500m3的苯储罐,苯储罐单罐直径10.5m,每两台罐为一组,贮罐区防火堤尺寸为33×16 m,模拟液池半径为18.3m;苯储罐单台最大贮存量600t,泄漏量为15%时,足以在防火堤内形成液池;周围环境温度设为25℃;(1)燃烧速度当液池中的可燃液体的沸点高于周围环境温度时,液体表面上单位面积的燃烧速度dm/dt为:………(公式F5-1)0.001H cdm/dt =C P(T b-T0)+H式中dm/dt~单位表面积的燃烧速度,kg/m2.sH c~液体燃烧热,J/kg。
苯H c=41792344J/kg。
C P~液体的定压比热容,J/kg.K。
苯C P=1729 J/kg.K。
T b~液体的沸点,K b=353.1K。
T0~环境温度,环境温度为25℃,K。
= 298K。
H~液体的气化热,J/kg。
苯H=428325J/kg。
(25℃)计算:dm/dt=0.001×41792344/﹝1729(353.1-298)+428325﹞=0.0798 kg/m2.s(2)火焰高度模拟液池为园池,半径为18.3m,其火焰高度可按下式计算:dm/dth=84r﹝﹞0.61………(公式F5-2)ρ0(2gr)1/2式中h~火焰高度,m;r~液池半径,m;取r=18.3mρ0~周围空气密度,kg/m3;取ρ0=1.185kg/m3(25℃)g~重力加速度,9.8m/s2;dm/dt~单位表面积的燃烧速度,己知0.0798kg/m2.s计算:h=84×18.3×{0.0798/[1.185×(2×9.8×18.3)1/2]}0.61=49.3m(3)热辐射通量当液池燃烧时放出的总热辐射通量为:Q=(兀r2+2兀rh)dm/dt·η·H c/﹝72(dm/dt)0.6+1﹞…(公式F5-3)Q~总热辐射通量,W;η~效率因子,可取0.13~0.35。
池火灾事故后果模拟分析一、引言近年来,随着城市化进程的加快,公共场所的安全问题越来越受到人们的关注。
其中,池火灾事故成为了一大隐患,是严重威胁人民生命财产安全的一种灾害事件。
因此,对于池火灾事故后果的模拟分析显得尤为重要,有助于科学预测和应对可能发生的灾害,减少灾害损失,维护社会稳定和人民安全。
二、池火灾事故概述池火灾是指由于各种原因导致池中的易燃易爆物质发生一系列燃烧爆炸后引发的事故。
此类事故常常涉及的场所有游泳池、温泉池、水上乐园等,一旦发生事故将会对人民生命和财产造成严重影响。
因此,池火灾事故的后果模拟分析将对事故预防和防控工作起到至关重要的作用。
三、池火灾事故后果模拟分析的方法1.数据收集在进行池火灾事故后果模拟分析前,首先需要收集大量相关的数据,包括池的建造材料、周围环境情况、池中存储的易燃易爆物质种类及数量、人员密集程度等信息,以便进行后续的模拟分析。
2.事故模拟利用现代科学技术手段,采用计算机模拟等方法对可能发生的池火灾事故进行模拟。
通过对事故发生的过程和后果进行模拟,可以更加清晰地了解事故的可能发展情况和影响范围。
3.分析结果根据模拟结果,对事故可能造成的后果进行详细的分析。
主要包括事故对人员和设施的影响、对环境及周围建筑的影响、对经济损失的影响等。
四、池火灾事故后果模拟分析的结果1.对人员的影响在池火灾事故中,人员是最直接的受害者。
一旦发生事故,火势将迅速蔓延,人员将面临生命危险。
根据模拟分析结果,如果事故发生在池内人员密集的情况下,可能造成大量人员伤亡,对社会稳定和人民生命安全造成极大的威胁。
2.对设施的影响池火灾事故发生后,周围设施和建筑很可能受到严重损毁。
燃烧和爆炸会导致池内和周围的建筑物受损程度不同程度,对当地的经济建设和社会环境造成严重的影响。
3.对环境的影响池火灾事故的发生将导致大量的烟尘和有害气体排放到空气中,对周围的环境造成污染。
大量有害气体的扩散还有可能对当地居民的生活造成一定的影响,有可能引发公共安全事件。
火灾热辐射后果预测(池火灾计算)
燃烧速度/火焰高度/热辐射强度及后果
对航空煤油(以下简称航煤)进行池火模拟,模拟热灼烧后果。
(1)液池直径
本项目隔堤围成的面积为2677m 2,则液池半径r=29.2m 。
(2)燃烧速度
液体表面单位面积的燃烧速度dm/dt 为:
H
T T c Hc
dt dm O b p +-=
)(001.0/
式中:
dm/dt ——单位表面积燃烧速度,)/(2
s m kg ⋅;
c H ——液体燃烧热;航煤为43070000
kg J /; p c ——液体的定压比热容;航煤为2000)/(K kg J ⋅;
b T ——液体的沸点;取航煤的最小沸点为473K ; o T ——环境温度;取25℃即298K ;
H ——液体的汽化热;航煤为280000kg J /。
通过计算可知航煤的燃烧速度为)/(068.02s m kg ⋅ (3)火焰高度 火焰高度计算公式为:
6
.02
1
0])2(/[
84gr dt
dm r h ρ= 式中,h ——火焰高度;m ; r ——液池半径;29.2m ;
0ρ——周围空气密度,ρ0=1.293kg/m 3
;(标准状态);
g ——重力加速度,2
/8.9s m ;
m h 66.58])2.298.92(293.10.068[2.29846
.02
1
=⨯⨯⨯= 因此,航煤储罐发生池火事故时火焰高度为58.66m 。
(4)热辐射通量
当液池燃烧时放出的总热辐射通量为:
()()[
]
172/261
.02+⋅⋅+=dt
dm c dt dm H rh r Q ηππ
式中,Q ——总热辐射通量;W ;
η——效率因子;可取0.13~0.35,取其平均值0.24; 其余符号意义同前。
计算得热辐射通量Q=6.3x108瓦。
(5)目标入射热辐射强度及后果
假设全部辐射热量由液池中心点的小球面辐射出来,则在距离池中心某一距离(X )处的入射热辐射强度为:
2
4X
Qt I c
π=
式中,I ——入射通量;2/m W ; Q ——总热辐射通量;W ;
c t ——热传导系数,在无相对理想的数据时,可取值为1; X ——目标点到液池中心距离;m 。
当入射通量一定时,可以求出目标点到液池中心距离X :
当2
/5.37m kW I =时,m I Qt X c 57.36105.3714.341
106.343
8=⨯⨯⨯⨯⨯==π
当2/25m kW I =时,X=44.79m 当2/5.12m kW I =时,X=63.35m 当2/0.4m kW I =时,x=111.98m 当2/6.1m kW I =时,X=177.06m
火灾通过热辐射的方式影响周围环境,当火灾产生的热辐射强度足够大时,可造成周围设施受损甚至人员伤亡。
不同入射通量造成的损失如下表:
根据上述计算结果可知,航煤储罐在发生池火灾的情况下,距储罐36.57m 范围内的人员死亡率为1%,且该范围内所有设备将被破坏;在距储罐36.57m~44.79m范围内的人员将被严重烧伤;在距苯储罐44.79m~63.35m范围内的人员将被1度烧伤。