蒸汽云爆炸事故后果模拟分析法.doc
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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 WTNT 计算式如下：
WTNT=×α×Wf×Qf/QTNT
式中， WTNT —蒸气云的 TNT 当量 (kg) α—蒸气云的 TNT当量系数，正己烷取 α=；Wf—蒸气云爆炸中烧掉的总质量 (kg)
Qf —物质的燃烧热值 (kJ/kg)，
正己烷的燃烧热值按 × 6J/kg，参与爆炸的正己烷按最大使用量 10 9 792kg 计算，则爆炸能量为 × 10J
6 将爆炸能量换算成 TNT当量 q，一般取平均爆破能量为 ×10J/kg，
因此
WTNT= ×α×Wf×Qf/q TNT+ = ×× 6 6 792××/ 10
=609kg
2）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，它与爆炸量之间的关系为：
0.37 0.37
R1 WTNT 420.43 13.6 13.6
1000 1000 = 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膜破损的概率为， 它要求的冲击波峰值超压为
44000Pa。44000冲击波超44000压 P 按下式计算：
P 0.434
P =++P0 式中101325：
P ——冲击R2波超压， Pa；
Z 1
Z——中间因E子3，等于；
P0
E——蒸气云爆炸能量值， J；
P0——大气压， Pa，取 101325
得 R2=
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。轻伤区的内径为重伤区的外径 R2，外径 R3，表示外边界处耳膜因冲击波作用破裂的概率为， 它要求的冲击波峰值
超压为 。冲击波超压 P 按下式计算：
P 17000Pa 17000 0.168 P R3P0P ——101325冲击波超压， Pa； Z =++ 1 Z——中间因子，等于；
E 3
E——P蒸气云爆炸能量值，0 J；
P0——大气压， Pa，取 101325
得 R3= m
安全区内人员即使无防护， 绝大多数也不会受伤， 安全区内径为轻伤区的外径 R3，外径无穷大。
财产损失半径，指在冲击波的作用下建筑物发生三级破坏的半
径，单位为 m。按照英国建筑物破坏等级的划分标准规定， 建筑物的
三级破坏是指房屋不能居住、屋基部分或全部破坏、外墙 1 ~ 2 面部分破损，承重墙破损严重。财产损失半径可由下式确定。
R4 KWTNT1/3
2 1/ 6
3175 1 WTNT
式中：
K——取值为 5. 6
正常泄露 ：
从原料危险性及最大储存使用量两方面综合考虑， 选取甲醇的存储为研究对象进行蒸汽云爆炸事故后果模拟分析。
为充分考虑事故的影响， 通常应按最不利情况对易燃液体汽化后产生的蒸汽云爆炸事故的影响范围、 危害程度等进行预测评价。 在此假设易燃液体全部泄露并且汽化后参与爆炸， 仓库储存的全部甲醇泄
漏量为 8640kg，单桶甲醇的泄漏量为 158kg。
本次定量评价采用 TNT模型 ,如下：
WTNT
aWHC
QTNT
(9-1)
Wp WH c (9-2)
Qp
式中： WTNT ——蒸气云的 TNT 当量， kg；
Wp——可燃气体蒸气云的丙烷当量， kg；
a——蒸气云爆炸的效率因子，表明参与爆炸的可燃气体的分
数，取值；
W ——蒸气云中燃料的总质量， kg；
Hc——蒸汽的燃烧热， J/kg；
QTNT—— TNT 的爆炸热 MJ/kg)。
Qp ——丙烷的爆炸热 MJ/kg)。
死亡半径 R1 可由下式确定 (死亡半径指人在冲击波作用下头部撞
击致死半径， m)：
0.447 (9-3) R1 1.98W p
重伤半径 R2 可由下式确定 (重伤半径指人在冲击波作用下耳鼓膜
50%的破裂的半径， m)：
1/3
R2 9.187W p (9-4)
轻伤半径 R3 可由下式确定 (轻伤半径指人在冲击波下耳鼓膜 1％
破裂的半径， m)：
17.87W 1 / 3 (9-5)
3 p
R
财产损失半径 R4 由下式确定 (财产损失半径指在冲击波作用下建
筑物三级破坏半径， m)
K3WTNT1/3 R4 1/6 (9-6) 2
1 3175 WTNT
式中： K3——建筑物三级破坏系数，取
在发生破坏作用有爆炸冲击波、 爆炸火球热辐射对周围人员、 建
筑物、设备等的伤害或破坏作用。
仓库中储存的全部甲醇泄露并形成蒸汽云爆炸的预测结果： TNT
当量：WTNT l 2 3
=1737 kg;死亡半径： R=；重伤半径： R =；轻伤半径： R =；
财产损失半径： R4=。
表 9-31 甲醇最大储量蒸汽云爆炸危害半径
序 TNT 量
死亡半径 (m) 重伤半径 (m) 轻伤半径 (m) 财产损失半径
危险物品
号 (kg) (m)
1甲醇 1737
