蒸汽云爆炸事故后果模拟分析法

爆炸评价模型及伤害半径计算1、蒸气云爆炸（VCE ）模型分析计算（1）蒸气云爆炸（VCE ）模型当爆炸性气体储存在贮槽内，一旦泄漏，遇到延迟点火则可能发生蒸气云爆炸，如果遇不到火源，则将扩散并消失掉。

用TNT 当量法来预测其爆炸严重度。

其原理是这样的：假定一定百分比的蒸气云参与了爆炸，对形成冲击波有实际贡献，并以TNT 当量来表示蒸气云爆炸的威力。

其公式如下：W TNT =式中W TNT ——蒸气云的TNT 当量，kg ； β——地面爆炸系数，取β=1.8；A ——蒸气云的TNT 当量系数，取值范围为0.02%～14.9%； W f ——蒸气云中燃料的总质量：kg ； Q f ——燃料的燃烧热，kJ/kg ；Q TNT ——TNT 的爆热，QTNT=4120～4690kJ/kg 。

（2）水煤气储罐蒸气云爆炸（VCE ）分析计算由于合成氨生产装置使用的原料水煤气为一氧化碳与氢气混合物，具有低闪点、低沸点、爆炸极限较宽、点火能量低等特点，一旦泄漏，极具蒸气云爆炸概率。

若水煤气储罐因泄漏遇明火发生蒸气云爆炸（VCE ），设其贮量为70%时，则为2.81吨，则其TNT 当量计算为：取地面爆炸系数：β=1.8； 蒸气云爆炸TNT 当量系数，A=4%； 蒸气云爆炸燃烧时燃烧掉的总质量， Wf=2.81×1000=2810（kg ）；水煤气的爆热，以CO 30%、H 2 43%计（氢为1427700kJ/kg,一氧化碳为10193kJ/kg）：取Qf=616970kJ/kg；TNT的爆热，取QTNT=4500kJ/kg。

将以上数据代入公式，得W TNT死亡半径R1=13.6(W TNT/1000)=13.6×27.740.37=13.6×3.42=46.5(m)重伤半径R2，由下列方程式求解：△P2=0.137Z2-3+0.119 Z2-2+0.269 Z2-1-0.019 Z2=R2/(E/P0)1/3△P2=△P S/P0式中：△PS——引起人员重伤冲击波峰值，取44000Pa；P——环境压力（101300Pa）；E——爆炸总能量（J），E=WTNT ×QTNT。

蒸汽云爆炸的伤害模型蒸汽云爆炸是由于以“预混云”形式扩散的蒸汽云遇火后在某一有限空间发生爆炸而导致的。

泄漏的油品如果没有发生沸腾液体膨胀蒸汽云爆炸现象或立即引发大火，溶剂油或燃料油等物质的低沸点组分就会与空气充分混合，在一定的范围聚集起来，形成预混蒸汽云。

如果在稍后的某一时刻遇火点燃，由于气液两相物质已经与空气充分混合均匀，一经点燃其过程极为剧烈，火焰前沿速度可达50～100m／s，形成爆燃。

对蒸汽云覆盖范围内的建筑物及设备产生冲击波破坏，危及人们的生命安全。

发生蒸汽云爆炸现象最起码应具备以下几个条件：①周围环境如树木、房屋及其它建筑物等形成具有一定限制性空间；②延缓了点火的过程；③充分预混了的气液两相物质与空气的混合物；④一定量的油品泄漏。

（2）爆源的TNT当量计算TNT当量计算公式：WTNT=WQf／QTNT式中：WTNT——易燃液体的TNT当量(kgTNT)；Wf——易燃液体的质量(kg)；Qf——易燃液体的燃烧热(MJ／kg)；QTNT--TNT的爆热，取4.52MJ／kg；TNT爆热为4.52MJ／kg，由于本项目中易燃物较多，根据相关原则取最大的易燃液体的燃烧热(MJ／kg)，故取溶剂油作为计算样本。

溶剂油燃烧热值为43.69MJ／kg。

l节油罐车溶剂油的TNT当量：W溶TNT=43.69×790×0.8×60／4.52=3.67×105 kgTNT（3）自由蒸汽云爆炸时的死亡半径根据易燃液体的TNT当量，并且考虑参与了爆炸，对形成冲击波有实际贡献的蒸汽云的量，结合油库区及周边布置情况分析，采取地面爆炸系数1.8，蒸汽云的TNT当量系数0.0 4，运用范登伯(VandenBerg)和兰诺伊(Lannoy)方程计算蒸汽云爆炸时死亡半径为：R=13.6×(1.8×0.04×WTNT／1000)0.37根据最大可能危险原则计算（石油副产品取溶剂油为样本）1节溶剂油罐车爆炸时的死亡半径为：R溶=13.6×(1.8×0.04×3.67×105／1000) 0.37=45.4m根据公司接卸设备能力，该专用线每次可接卸10个危险品罐车。

蒸汽云爆炸事故后果模拟分析法超压：1）TNT当量通常，以TNT当量法来预测蒸气云爆炸的威力。

如某次事故造成的破坏状况与kgTNT炸药爆炸所造成的破坏相当，则称此次爆炸的威力为kgTNT当量。

蒸气云爆炸的TNT当量W TNT计算式如下：W TNT=1.8×α×W f×Q f/Q TNT式中，W TNT—蒸气云的TNT当量(kg)α—蒸气云的TNT当量系数，正己烷取α=0.04；W f—蒸气云爆炸中烧掉的总质量(kg)Q f—物质的燃烧热值(kJ/kg)，正己烷的燃烧热值按48.27×106J/kg，参与爆炸的正己烷按最大使用量792kg 计算，则爆炸能量为38.23×109J将爆炸能量换算成TNT当量q，一般取平均爆破能量为4.52×106J/kg，因此W TNT= 1.8×α×W f×Q f /q TNT+ =1.8×0.04×792×48.27×106/4.52×106=609kg2）危害半径为了估计爆炸所造成的人员伤亡情况，一种简单但较为合理的预测程序是将危险源周围划分为死亡区、重伤区、轻伤区和安全区。

死亡区内的人员如缺少防护，则被认为将无例外的蒙受重伤或死亡，其内径为0，外径为R ，表示外周围处人员因冲击波作用导致肺出血而死亡的概率为0.5，它与爆炸量之间的关系为：= 11.3 m重伤区的人员如缺少防护，则绝大多数将遭受严重伤害，极少数人可能死亡或受伤。

其内径就是死亡半径R1，外径记为R2，代表该处人员因冲击波作用耳∆按下膜破损的概率为0.5，它要求的冲击波峰值超压为44000Pa。

冲击波超压P式计算：P∆=0.137Z-3+0.119Z-2+0.269Z-1-0.019式中：P∆——冲击波超压，Pa；Z——中间因子，等于0.996；E——蒸气云爆炸能量值，J；P0——大气压，Pa，取101325得R2=32.7m轻伤区的人员如缺少防护，则绝大多数将遭受轻微伤害，少数人将受重伤或者平安无事。

液化石油气蒸气云爆炸伤害模型采用TNT 当量法估计蒸气云爆炸的严重度。

如果某次事故造成的破坏状况与xkgTNT 爆炸造成的破坏状况相当，则称此次爆炸的威力为xkgTNT 当量。

1）TNT 当量用TNT 当量来预测蒸气云爆炸严重程度的原理是：假定一定百分比的蒸气参与了爆炸，对形成冲击波有实际的贡献，并以TNT 当量来表示蒸气云爆炸的威力。

计算公式见式中的各参数单位及意义见表。

TNT ff TNT Q Q W W α8.1=式表3-2 参数对照表（1）该企业液化石油气为116t ，故TNT 当量计算如下： 因此，该危险源的爆炸事故的严重度相当于84325.64kgTNT 爆炸造成的破坏状况。

死亡半径R1：通过TNT 当量计算可知，液化石油气储罐发生蒸气云爆炸所造成的死亡半径如下：重伤半径R2：231020064.0)(R p E R Z ==，TNT TNT Q W E ×=，0p =101000pa 2R =169.7m轻伤半径R3：331030064.0)(R p E R Z ==，TNT TNT Q W E ×=，0p =101000pa 3R =225.6m财产损失半径R4=4.6×43.85/1.00024=201.71m依据蒸气云爆炸伤害模型，若液化石油气储罐发生蒸气云爆炸，死亡半径为70.17m ，重伤半径为169.7m ，轻伤半径为225.6m ，财产损失半径为201.71m 。

经现场调查，发生爆炸事故的伤害范围仅限于在厂区范围内，不会影响到厂外区域。

煤气柜蒸气云爆炸伤害模型该企业转炉煤气储量为23t ，故TNT 当量计算如下：因此，该危险源的爆炸事故的严重度相当于3136.14kgTNT 爆炸造成的破坏状况。

死亡半径通过TNT 当量计算可知，转炉煤气柜发生蒸气云爆炸所造成的死亡半径如下：重伤半径R2 231020192.0)(R p E R Z ==，TNT TNT Q W E ×=，0p =101000pa 轻伤半径R3：331030192.0)(R p E R Z ==，TNT TNT Q W E ×=，0p =101000pa财产损失半径R4=4.6×14.64/1.125=59.86m依据蒸气云爆炸伤害模型，若转炉煤气柜发生蒸气云爆炸，死亡半径为20.76m，重伤半径为56.65m，轻伤半径为101.34m，财产损失半径为59.86m。

天然气管线泄漏事故模拟计算天然气管道破裂后，导致大量的天然气泄漏，如果立即遇到点火源，则在破裂处形成喷射火焰，其主要危害为热辐射；如果泄漏一段时间后，在遇到点火源，则会发生爆炸或闪燃，同时在泄漏口持续喷射燃烧。

如果泄漏的天然气在无限制的空气中扩散，则可能发生蒸气云爆炸。

天然气管线直径为1016mm ，运行压力为10MPa ，本次假设天然气管线发生破裂泄漏，裂口面积为0.025㎡，泄漏时间为30s 和60s ，分别通过泄漏模型、喷射火伤害模型和蒸气云爆炸模型，进行事故后果模拟计算。

一、泄漏模型计算管道中气体泄漏质量流量与其流动状态有关，对于天然气管道，一般属于音速流动，其特征可用临界流（最大出口速度等于声速或亚临界流）来描述。

Perry 等人用如下的关系式作为临界流的判断准则：当式（1）成立时，气体流动属音速流动；当式（2）成立时，气体流动属亚音速流动。

1012+⎪⎭⎫⎝⎛+≤k k k P P （1）1012+⎪⎭⎫ ⎝⎛+>k k k P P （2）式中，P 0为环境大气压力(Pa)；P 为容器内压力(Pa)；k 为气体的绝热指数，即定压比热C P 和定容比热C v 之比。

气体呈音速流动时，其泄漏量为：1112-+⎪⎭⎫⎝⎛+=k k d k RT Mk APC Q （3）气体呈亚音速流动时，其泄漏量为：1112-+⎪⎭⎫⎝⎛+=k k d k RT Mk APYC Q （4）式中，Q 是气体泄漏速率（kg ／s ）；C d 为气体泄漏系数，当裂口形状为圆形时取1.00，三角时取0.95，长方形时取0.90；A 为裂口面积（m 2）；M 是气体相对分子质量；R 是普适气体常数（8.31436Jmol -1K -1）；T 是气体的储存温度（K ）；Y 为气体膨胀因子；按式（5）计算。

211121101021121⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-+-k k kk kk k p p p p Y （5） 上述考虑的为理想气体的不可逆绝热扩散过程。

中国氯碱China Chlor-AlkaliNo.2 Feb.,202138第2期2021年2月氯乙烯泄漏、蒸气云爆炸事故模型分析王伟，崔鹏，高燕军（陕西北元化工集团股份有限公司化工分公司，陕西榆林719319）摘要：通过对氯乙烯储罐发生泄漏和爆炸事故后果进行模拟分析，预测氯乙烯储罐可能发生的毒害、爆炸事故后果及影响区域，提出了建议改进的工程技术措施及安全管理措施。

关键词：氯乙烯；毒害后果；爆炸后果；建议措施中图分类号:TQ086文献标识码：B文章编号:1009-1785（2021）02-0038-04Analysis of vapor cloud explosion accident model for vinylchloride leakageWANG Wei,CUI Peng,GAO Yan-jun(Shaanxi Beiyuan Chemical Group Co.,Ltd.,Yulin719319,China)Abstract:Through the simulation analysis of leakage and explosion accident consequence of vinyl chloride storage tank,the possible toxicity,explosion accident consequence and affected area of vinyl chloride storage tank are predicted,and the improvement engineering technical measures and safety management measures are proposed.Key words：vinyl chloride;toxic consequence;explosion consequence;suggestion measure氯乙烯不仅是一种有毒物，而且还是易燃易爆物质，如果在工业生产或存储中因为管理不当或设备故障造成氯乙烯泄漏，可能造成中毒或火灾爆炸事故。

蒸汽云爆炸事故后果计算模式伤害分类Z（未知数）方程式?P S =0.137Z -3+0.119Z -2+0.269Z -1-0.019方程结果?P S =冲击波峰值÷环境压力P O 造成不同伤害所需的冲击波峰值（KPa)重伤 1.0890.4344403970.43435340644轻伤 1.9570.1678058270.16781836117死亡半径计算公式R 0.5=13.6×(W TNT /1000)0.37重伤半径计算公式R d0.5=Z/(P O /W ?H C )1/3轻伤半径计算公式R d0.01=Z/(P O /W ?H C )1/3财产损失区半径计算公式R ＝K ⅡW TNT 1/3/[1+(3175/W TNT )2]1/6K Ⅱ为二级破坏系数，取值5.6。

蒸气云爆炸的TNT 当量数W TNT环境压力P O（KPa)101.3101.3R0.5 ＝13.6（W TNT/1000）0.37＝13.6（158.0/1000）0.37＝6.87 m（△Ps＝0.137Z-3+0.119Z-2+0.269Z-1－0.019△Ps＝44/P＝44/101.3＝0.43435Z ＝R d0.5（P o /WH C ）1/3式P o 为环境压力，取101.3kPa 。

将P o 代入，用试插法求解可得重R d0.5＝20.8 m（△Ps ＝0.137Z -3+0.119Z -2+0.269Z -1－0.019△Ps ＝17/P 0＝0.16782Z ＝R d0.01（P o /WH C ）1/3用:轻R d0.01＝37.5 m（对R ＝K ⅡW TNT 1/3/[1+(3175/W TNT )2]1/6式K Ⅱ为二级破坏系数，取值5.6。

将K Ⅱ代入可得：R ＝5.6×158.01/3/[1+(3175/158.0)2]1/6＝11.1 m受限空间蒸气云爆炸事故后果模拟分析过程1）爆炸能量计算甲醇储罐的单罐容量为50m 3。

二、蒸气云爆炸事故后果分析根据荷兰应用科研院TNO(1979)建议,可按下式预测蒸气云爆炸的冲击波损害半径：R=C s(N·E)1/3式中:R—损害半径，m；E—爆炸能量，kJ。

可按下式取：E=VH cV—参与反应的可燃气体的体积m3；H c—可燃气体的高燃烧热值，N—效率因子，其值与燃料浓度持续展开所造成损耗的比例和燃料燃烧所得机械能的数量有关，一般取N=10%C s—经验常数，取决于损害等级,其取值情况见下表表7-14 损害等级表该公司煤气管道布防在整个炼钢、炼铁生产区，现以管径最长，敷设距离最长的一段管道（管径Ф=2000mm，长度L=1000m,转炉煤气管道，起自风机房，终至5万m3转炉煤气柜）发生煤气爆炸事故进行模拟分析。

该段高炉煤气管道的容量约为：3.14×12×1000=3140m3按转炉煤气的H c=8790kJ/m3。

E=VH c=3140×8700=2.73×107kJ蒸气云爆炸的冲击波损害半径计算结果如下：(1)R=C s(N·E)1/3=0.03(0.1×2.73×107)1/3=4.17m(2)R=C s(N·E)1/3=0.06(0.1×2.73×107)1/3=8.34m(3)R=C s(N·E)1/3=0.15(0.1×2.73×107)1/3=20.85m(4)R=C s(N·E)1/3=0.4(0.1×2.73×107)1/3=55.6m由此可知，当管径Ф=2000mm，长度L=1000m,转炉煤气管道泄漏，发生蒸气云爆炸的冲击波伤害、破坏情况见下表表7-16蒸气云爆炸的冲击波伤害、破坏半径表司敷设最长、管径最大的一段高炉煤气管道进行评价,可知，此段煤气管道一旦发生蒸气云爆炸，对周围20.85m范围内人员均会造成不同程度的伤害。

L PG储罐的蒸气云爆炸后果模拟Ξ黄　斌,刘　扬,傅　程,辛　颖(1.大庆石油学院提高油气采收率教育部重点实验室;2.大庆石油学院石油工程学院) 摘　要:液化石油气是一种常见的危险化学品,对其储罐发生事故的后果进行分析,对预防控制事故和保证安全生产都具有重要的意义。

本文在分析液化石油气的危险特性和发生蒸气云爆炸事故特点的基础上,用两种常用的蒸气云爆炸后果模拟方法TN T当量法和TNO多能法对液化石油气储罐发生蒸气云爆炸的后果进行计算,分别得到死亡、重伤、轻伤和财产损失半径。

对两种方法的计算过程和结果进行了分析和讨论,并给出了罐区设计时的建议。

关键词:蒸气云爆炸;L PG;TN T当量法;TNO多能法;伤害半径 液化石油气(L PG)是十大危险化学品之一,具有易燃易爆的特性。

由于常温常压下密度较小,为了便于储存和运输,通常加压液化后储存在球形储罐内。

L PG储罐一旦由于操作或腐蚀等原因发生破损,将导致L PG泄漏,泄漏后在空间扩散形成蒸气云团,遇火产生蒸气云爆炸(V CE),引起爆炸冲击波、热辐射等将对周围的人员和设施造成伤害和破坏。

对L PG储罐发生爆炸事故的后果进行计算和分析,对于了解事故的危害性,预防和控制事故都具有重要的意义[1]。

1　液化石油气火灾爆炸特性及蒸气云爆炸特点1.1　L PG的火灾爆炸特性[2-5]液化石油气(L PG)主要成分是丙烷、丁烷,还有少量的丙烯、丁烯、甲烷等,产地和处理工艺不同时具体组成不同。

液化石油气的主要危险性在于它具有易燃、易爆特性,由此引发的事故发生频率也较高。

当液化石油气储罐泄漏时如果形成射流,并且在泄漏裂口处被点燃,会形成喷射火火灾;储罐破裂导致大量泄漏形成液池时,遇到火源会发生池火灾;当泄漏后可燃气体或蒸气与空气的云状混合物遇到延迟点火可引发蒸气云爆炸(V CE);同时,某个储罐的火灾、爆炸事故会影响到同罐区内其他储罐,在外部火焰的烘烤下突然破裂,压力平衡破坏,L PG急剧气化,并随即被火焰点燃会产生爆炸沸腾液体扩展蒸气爆炸(BL EV E);或受到烘烤时储罐压力增大,超过承压爆炸,L PG释放并被点燃时,则产生火球火灾。

爆炸评价模型及伤害半径计算1、蒸气云爆炸（VCE ）模型分析计算（1）蒸气云爆炸（VCE ）模型当爆炸性气体储存在贮槽内，一旦泄漏，遇到延迟点火则可能发生蒸气云爆炸，如果遇不到火源，则将扩散并消失掉。

用TNT 当量法来预测其爆炸严重度。

其原理是这样的：假定一定百分比的蒸气云参与了爆炸，对形成冲击波有实际贡献，并以TNT 当量来表示蒸气云爆炸的威力。

其公式如下：W TNT式中W TNT ——蒸气云的TNT 当量，kg ； β——地面爆炸系数，取β=；A ——蒸气云的TNT 当量系数，取值范围为%～%； W f ——蒸气云中燃料的总质量：kg ； Q f ——燃料的燃烧热，kJ/kg ；Q TNT ——TNT 的爆热，QTNT=4120～4690kJ/kg 。

（2）水煤气储罐蒸气云爆炸（VCE ）分析计算由于合成氨生产装置使用的原料水煤气为一氧化碳与氢气混合物，具有低闪点、低沸点、爆炸极限较宽、点火能量低等特点，一旦泄漏，极具蒸气云爆炸概率。

若水煤气储罐因泄漏遇明火发生蒸气云爆炸（VCE ），设其贮量为70%时，则为吨，则其TNT 当量计算为：取地面爆炸系数：β=；蒸气云爆炸TNT 当量系数，A=4%； 蒸气云爆炸燃烧时燃烧掉的总质量， Wf=×1000=2810（kg ）；水煤气的爆热，以CO 30%、H 2 43%计（氢为1427700kJ/kg,一氧化碳为10193kJ/kg）：取Q f=616970kJ/kg；TNT的爆热，取Q TNT=4500kJ/kg。

将以上数据代入公式，得W TNT ==27739(kg)死亡半径R1=(W TNT/1000)=×重伤半径R2，由下列方程式求解：△P2=+ Z2-2+Z2=R2/(E/P0)1/3△P2=△P S/P0式中：△P S——引起人员重伤冲击波峰值，取44000Pa；P0——环境压力（101300Pa）；E——爆炸总能量（J），E=W TNT×Q TNT。

蒸气云爆炸事故后果模拟分析法在安全评价中的应用摘要：本文主要结合化工行业企业中安全评价运用特点，针对化工企业的特点，利用蒸气云爆炸事故后果模拟分析法对项目安全情况进行预评价，分析项目中存在的一些危险因素与薄弱环节，并结合实际提出相应的预防措施。

关键词：蒸气云爆炸事故后果模拟分析法；安全评价；应用在涉及危险化学品的安全运行中，要注重安全评价的方法和模型的运用，可以形成安全系统工程以及安全控制的原理与方法控制，并针对项目在运行过程中可能出现的各种危险因素，尤其是对于危险系数相对较大的项目，通过蒸气云爆炸事故后果模拟分析法的安全评价模式，能做出相应的科学预防措施，对于提升企业的综合能力，将有很大的帮助。

1项目概述1.1项目基本情况广西河池某燃气公司拟建设城市燃气管网项目，规划近期（2013-2015年）供应天然气量为1871.86×104Nm3/a；远期（2016-2020年）供应天然气7215.9×104Nm3/a。

主要建设内容包括：门站（含调压工艺装置、LNG气化系统等）1座、次高压管道（0.8MPa，共8.78km）、中压管道（0.4MPa，共31.8km）、次高-中压调压站2座；远期拟对门站进行扩建（增加高压球罐及相关调峰设施），并拟建中压管道（0.4MPa，共50km）、次高-中压调压站1座。

1.2主要危险、有害物质1）天然气（压缩的），危险分类别编号为21007，数量为2×1000m3，浓度为甲烷含量97%以上，温度为常温，压力为0.4MPa~1.6MPa；2）天然气（液化的），危险分类别编号为21008，数量为2×50m3，浓度为甲烷含量97%以上，温度为-162℃，压力为0.6MPa；3）四氢噻吩，危险分类别编号为32111，数量为少量，浓度为99%，状态为液态，常温常压。

1.3重大危险源识别1）定义根据《危险化学品重大危险源辨识》（GB18218-2009），定义如下：单元：是指一个（套）生产装置、设施或场所，或同属一个生产经营单位的且边缘距离小于500m的几个（套）生产装置、设施或场所。

爆炸评价模型及伤害半径计算1、蒸气云爆炸（VCE ）模型分析计算（1）蒸气云爆炸（VCE ）模型当爆炸性气体储存在贮槽内，一旦泄漏，遇到延迟点火则可能发生蒸气云爆炸，如果遇不到火源，则将扩散并消失掉。

用TNT 当量法来预测其爆炸严重度。

其原理是这样的：假定一定百分比的蒸气云参与了爆炸，对形成冲击波有实际贡献，并以TNT 当量来表示蒸气云爆炸的威力。

其公式如下：W TNT =式中W TNT ——蒸气云的TNT 当量，kg ； β——地面爆炸系数，取β=1.8；A ——蒸气云的TNT 当量系数，取值范围为0.02%～14.9%； W f ——蒸气云中燃料的总质量：kg ； Q f ——燃料的燃烧热，kJ/kg ；Q TNT ——TNT 的爆热，QTNT=4120～4690kJ/kg 。

（2）水煤气储罐蒸气云爆炸（VCE ）分析计算由于合成氨生产装置使用的原料水煤气为一氧化碳与氢气混合物，具有低闪点、低沸点、爆炸极限较宽、点火能量低等特点，一旦泄漏，极具蒸气云爆炸概率。

若水煤气储罐因泄漏遇明火发生蒸气云爆炸（VCE ），设其贮量为70%时，则为2.81吨，则其TNT 当量计算为：取地面爆炸系数：β=1.8； 蒸气云爆炸TNT 当量系数，A=4%； 蒸气云爆炸燃烧时燃烧掉的总质量， Wf=2.81×1000=2810（kg ）；水煤气的爆热，以CO 30%、H 2 43%计（氢为1427700kJ/kg,一氧化碳为10193kJ/kg ）：取Q f =616970kJ/kg ；TNT 的爆热，取Q TNT =4500kJ/kg 。

将以上数据代入公式，得W TNT 死亡半径R 1=13.6(W TNT /1000)=13.6×27.740.37 =13.6×3.42=46.5(m)重伤半径R 2，由下列方程式求解：△P 2=0.137Z 2-3+0.119 Z 2-2+0.269 Z 2-1-0.019 Z 2=R 2/(E/P 0)1/3 △P 2=△P S /P 0式中：△P S ——引起人员重伤冲击波峰值，取44000Pa ； P 0——环境压力（101300Pa ）； E ——爆炸总能量（J ），E=W TNT ×Q TNT 。

乙炔泄漏事故后果模拟评价分析以该企业 8m 3 的乙炔储气罐如果全部泄漏进行模拟计算，操作温 度为 25℃，操作压力为常压，相对密度为 0.91。

蒸气云爆炸的能量常用 TNT 当量描述， 即将参与爆炸的可燃气体 释放的能量折合为能释放相同能量的 TNT 炸药的量， 这样， 就可以利 用有关 TNT 爆炸效应的实验数据预测蒸气云爆炸效应。

TNT 当量计算 公式如下：W TNT = αW f Q f /Q TNT式中，α——蒸汽云的 TNT 当量系数（蒸汽云爆炸的效率因子，表明参与爆炸的可燃气体的分数），取 19%；W f ——蒸汽云爆炸燃烧掉的总质量，8 ×0.91 × 103=7.28×103kg ；Q f ——燃料的燃烧热， 48.1 × 103 kJ/m 3；Q TNT ——TNT 的爆热，45.2 × 103kJ/m 3 W TNT ——蒸汽云的 TNT 当量， kg 。

设泄漏量为 5%～10%。

W TNT5%=0.19×7.28×103 ×5%×48.1×103/45.2 × 103 =73.6kg W TNT10% =0.19×7.28×103 ×48.1×103/45.2 × 103 =1.472 × 102 kg 1、TNT 当量法蒸气云爆炸事故模拟（死亡、重伤、轻伤半径计 算）a ：死亡区：R 死 5%=13.6×（W TNT / 1000）0.37=13.6×（73.6/1000）0.37=5.1mR 死 10%=13.6×（W TNT / 1000） 0.37=13.6×（7.36×102/1000）0.37=12.1m b:重伤区：R 重伤=Z(E/PO)1/3其中： Z=0.996，P O =101300Pa ，E 为爆炸总能量 W TNT × Q TNTR 生伤 5%=0.996×（73.6×45.2×106 ÷101300） 1/3=31.9 m R 生 伤 10%=0.996 ×（ 1.472 × 102 × 45.2 × 106 ÷ 101300）1/3=40.1 mc ：轻伤区：R 轻伤= Z(E/P O )1/3其中： Z=1.672，P 0=101300,E 为爆炸总能量=W TNT × Q TNTR 轻伤 5%=1.672 ×（73.6×45.2×106 ÷101300） 1/3=53.5m R 轻伤 10%=1.672 ×（1.472 × 102 ×45.2 × 106 ÷101300）1/3=67.4m c ：安全区：该区有人员无伤害，死亡率几乎为零，该区内径为轻伤半径，外径为无穷大。

蒸气云爆炸模型分析蒸气云爆炸能产生多种破坏效应，如冲击波超压、热辐射、碎片作用等，但最危险、破坏力最强的是冲击波的破坏效应。

常见的冲击波伤害－破坏准则有：超压准则、冲量准则、压力－冲量准则等。

本次评价采用超压准则。

蒸气云爆炸的超压使用TNT当量法进行计算。

蒸气云爆炸的TNT当量可用下式估算：式中：：地面爆炸系数；α:蒸气云的TNT当量系数，；W f:液化石油气形成的蒸汽云中参与爆炸的燃料的质量，kg；Q f：燃料的燃烧热，kJ/kg；Q TNT：TNT的爆热，4520kJ/kg；W TNT：蒸气云的TNT当量，kg；根据项目单位提供的资料，液化石油气成份为50％的丙烷、50%的丁烷。

查物质系数和特性表可知，丙烷燃烧热Hc/为，丁烷燃烧热Hc/为，则：液化石油气的燃烧热Q f=×103×+×103×＝×103（Btu/lb）＝×103×÷=45779（kJ/kg）液化石油气密度取m3，充装系数取，设泄露的液化石油气形成的蒸汽云中参与爆炸的总体积百分数为30%，假设这个Ⅱ级供应站6m3的液化石油气全部泄露（实际是不可能全部泄露的）。

则：6m3的液化石油气全部发生泄漏时，液化石油气形成的蒸汽云中参与爆炸的燃料的质量W f=6××103××30%=826（kg）W TNT=××826×45779/4520=（kg）①死亡区该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，外径记为R0，表示外圆周处人员因冲击波作用导致肺出血而死亡的概率为50％，它与爆炸量间的关系由下式确定：式中：W TNT为爆源的TNT当量，kg。

代入W TNT=（kg，TNT）得死亡半径R0=可以认为该圆周内没有死亡的人数正好等于圆周外死亡的人数，即死亡区内的人员将全部死亡，而死亡区外的人员将无一死亡。