危險(xiǎn)化學(xué)品固有危險(xiǎn)程度的定量分析

1、危險(xiǎn)化學(xué)品固有危險(xiǎn)程度的定量分析危險(xiǎn)化學(xué)品固有危險(xiǎn)程度的定量分析： 錯(cuò)誤！未定義書簽。1、蒸汽以炸的傷害 專齦生義物,2、爆火災(zāi)的破壞作用 專齦生義物,1) .的破壞作用 專齦生義物,2) . 7情波的破壞作用 專齦生義物,3) . 災(zāi) 專齦生義物,4) .加中取口虧染 專齦生義物,&蒸氣以久年故 專齦生義物,爆源白WT當(dāng)SW 專齦 生義物,蒸氣碎炸總、育院 專齦生義物,地面以炳目當(dāng)于TNTI量 專齦 生義物,爆炸廊勺死亡由至為R 專齦生義物,爆炸廊勺重傷由至為R2 專齦生義物,爆炸廊勺輅方由至為R3 專齦生義物,財(cái)產(chǎn)舐書全R貝 專齦生義物,地面蒸氣云爆炸事故后果匯總表表8 專齦。義物

2、,4池火災(zāi)的傷用jgmrn 專齦生義物,二甲W1K 專齦生義物,Bmt： 專齦生義物,專齦生義物,< 專齦生義物,目標(biāo)踱 專齦生義物,火災(zāi)演 專齦生義物,按不同距離、不同入射通回觥的傷害及損失情況表表9.錯(cuò)誤!未定義書簽甲類庫泄漏燃燒和爆炸后果分析錯(cuò)誤!未定義書簽。危險(xiǎn)化學(xué)品固有危險(xiǎn)程度的定量分析:1、蒸汽云爆炸的傷害蒸汽云爆炸是指易燃易爆氣體由于以“預(yù)混云”形式擴(kuò)散的蒸汽云遇到點(diǎn) 火后，在某一有限空間發(fā)生爆炸而導(dǎo)致的。泄漏的易燃液體如果有低沸點(diǎn)組分 就會(huì)與空氣充分混合，在一定的范圍聚集起來，形成預(yù)混蒸汽云。如果在稍后 的某一時(shí)刻遇火點(diǎn)燃，由于氣液兩相物質(zhì)已經(jīng)與空氣充分混合均勻，一經(jīng)點(diǎn)燃

3、 其過程極為劇烈，火焰前沿速度可達(dá)50100m/s,形成爆燃。對(duì)預(yù)混蒸汽云覆 蓋范圍內(nèi)的建筑物及設(shè)施產(chǎn)生沖擊波破壞，危及人們的生命安全。發(fā)生蒸汽云 爆炸現(xiàn)象最起碼應(yīng)具備以下幾個(gè)條件：周圍環(huán)境如樹木、房屋及其它建筑物等形成具有一定限制性空間；延緩了點(diǎn)火的過程；充分預(yù)混了的氣液兩相物質(zhì)與空氣的混合物；一定量的易燃液體泄漏?？刂谱“l(fā)生蒸汽云爆炸應(yīng)具備的條件也是我們防止事故發(fā)生的最有效的方 法。2、爆炸與火災(zāi)的破壞作用火災(zāi)與爆炸都會(huì)帶來生產(chǎn)設(shè)施的重大破壞和人員傷亡，但兩者的發(fā)展過程 顯著不同?；馂?zāi)是在起火后火場(chǎng)逐漸蔓延擴(kuò)大，隨著時(shí)間的延續(xù)，損失數(shù)量迅 速增長(zhǎng)，損失大約與時(shí)間的平方成比例，如火災(zāi)時(shí)間延長(zhǎng)

4、一倍，損失可能增加 四倍。爆炸則是猝不及防的。可能僅在一秒鐘內(nèi)爆炸過程已經(jīng)結(jié)束，設(shè)備損壞、 廠房倒塌、人員傷亡等巨大損失也將在瞬間發(fā)生。爆炸通常伴隨發(fā)熱、發(fā)光、 壓力上升、真空和電離等現(xiàn)象，具有很大的破壞作用。它與爆炸物的數(shù)量和性 質(zhì)、爆炸時(shí)的條件、以及爆炸位置等因素有關(guān)，作為應(yīng)急救援必須熟悉以下幾 種主要破壞形式：1) .直接的破壞作用機(jī)械設(shè)備、裝置、容器等爆炸后產(chǎn)生許多碎片，飛出后會(huì)在相當(dāng)大的范圍 內(nèi)造成危害。一般碎片在100500米內(nèi)飛散。2) .沖擊波的破壞作用物質(zhì)爆炸時(shí)，產(chǎn)生的高溫高壓氣體以極高的速度膨脹，象活塞一樣擠壓周 圍空氣，把爆炸反應(yīng)釋放出的部分能量傳遞給壓縮的空氣層，空氣受

5、沖擊而發(fā) 生擾動(dòng)，使其壓力、密度等產(chǎn)生突變，這種擾動(dòng)在空氣中傳播就稱為沖擊波。 沖擊波的傳播速度極快，在傳播過程中，可以對(duì)周圍環(huán)境中的機(jī)械設(shè)備和建筑 物產(chǎn)生破壞作用和使人員傷亡。沖擊波還可以在它的作用區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生震蕩作用， 使物體因震蕩而松散，甚至破壞。沖擊波的破壞作用主要是由其波陣面上的超 壓引起的。在爆炸中心附近，空氣沖擊波波陣面上的超壓可達(dá)幾個(gè)甚至十幾個(gè) 大氣壓，在這樣高的超壓作用下，建筑物被摧毀，機(jī)械設(shè)備、管道等也會(huì)受到 嚴(yán)重破壞。 當(dāng)沖擊波大面積作用于建筑物時(shí)，波陣面超壓在 20kP曉30kPa內(nèi)， 就足以使大部分磚木結(jié)構(gòu)建筑物受到強(qiáng)烈破壞。超壓在 100kPa以上時(shí)，除堅(jiān)固 的鋼筋混

6、凝土建筑外，其余部分將全部破壞。3) .造成火災(zāi)爆炸發(fā)生后，爆炸氣體產(chǎn)物的擴(kuò)散只發(fā)生在極其短促的瞬間內(nèi)，對(duì)一般可 燃物來說，不足以造成起火燃燒，而且沖擊波造成的爆炸風(fēng)還有滅火作用。但 是爆炸時(shí)產(chǎn)生的高溫高壓，建筑物內(nèi)遺留大量的熱或殘余火苗，會(huì)把從破壞的 設(shè)備和容器內(nèi)部不斷流出的可燃?xì)怏w、易燃或可燃液體的蒸氣點(diǎn)燃，也可能把 其它易燃物點(diǎn)燃引起火災(zāi)。當(dāng)盛裝易燃物的容器發(fā)生爆炸時(shí)， 爆炸拋出的易燃物有可能引起大面積火災(zāi)，這種情況如果對(duì)正在運(yùn)行的燃燒設(shè)備或高溫的化工 設(shè)備的破壞，具灼熱的碎片可能飛出，點(diǎn)燃附近儲(chǔ)存的燃料或其它可燃物，引 起火災(zāi)。4) .造成中毒和環(huán)境污染在實(shí)際生產(chǎn)中，許多物質(zhì)不僅是可燃

7、的，而且是有毒的，發(fā)生爆炸事故時(shí)， 會(huì)使大量有害物質(zhì)外泄，造成人員中毒和環(huán)境污染。3、蒸氣云爆炸事故計(jì)算蒸汽云爆炸的傷害模型設(shè)定。工廠內(nèi)如以甲類庫集中存放易燃液體，如二甲苯、甲苯、乙酸丁酯、乙 酸乙酯等，全部采用200L鋼桶包裝。不同于與容易形成蒸氣云爆炸事故的沸點(diǎn) 遠(yuǎn)小于環(huán)境溫度的液化石油氣，也不同于梢罐包裝，大量泄漏形成一定厚度的 液池，若受到防火堤、隔堤的阻擋，液體將在限定區(qū)域(相當(dāng)于圍堰)內(nèi)得以 積聚，形成一定范圍的液池，在液池上空形成有實(shí)際爆炸貢獻(xiàn)的蒸汽云；這時(shí)， 若遇到火源及特定條件，液池可能被點(diǎn)燃，發(fā)生蒸氣云爆炸和地面池火災(zāi)事故， 以至造成整個(gè)梢罐中易燃液體燃燒和爆炸，形成破壞性

8、很大的事故。本案例選一危險(xiǎn)化學(xué)品倉庫，有 50-80只200L鋼桶包裝的易燃液體，可能 造成的危害情況如以下分析：設(shè):倉庫中有一桶二甲苯在短時(shí)間全部泄漏在甲類庫的限制空間內(nèi)，每桶最大重量175kg,產(chǎn)生飽和氣體約37m3,排除產(chǎn)生長(zhǎng)時(shí)間向外散發(fā)造成的減量，如 果該倉庫全容積450m，倉庫里有實(shí)際貢獻(xiàn)的飽和氣體如果在-31.5m3的范圍，與 空氣充分混合均勻，遇到點(diǎn)火源可能造成爆炸或者燃燒；第一次爆炸還可能造 成第二次多個(gè)包裝桶的破損而引起殉爆，造成更大范圍的燃燒和爆炸。此后可 能產(chǎn)生多次這樣大小不等程度的燃燒和爆炸現(xiàn)象。根據(jù)實(shí)際情況，極不可能一 次性全部形成爆炸物。如果選擇第一次，第二次，第三

9、次爆炸時(shí)二甲苯的量分 別是175kg （1桶）,875kg （5桶）、1500kg （10桶）。根據(jù)危險(xiǎn)化學(xué)品固有危險(xiǎn)程 度的定量分析如下：通常以TNT當(dāng)量法來預(yù)測(cè)蒸氣云爆炸的嚴(yán)重程度。可將化學(xué)品的當(dāng)量相當(dāng) 于梯恩梯（TNT的當(dāng)量計(jì)算。本項(xiàng)目集中存放在庫中的易燃易爆液體品種有甲 苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、環(huán)己酮、二甲苯。最大儲(chǔ)量可達(dá)。平均按二甲苯的 燃燒值計(jì)算（為便于計(jì)算，一般根據(jù)最大可能危險(xiǎn)原則計(jì)算，以上全部物品的 平均燃燒值低于二甲苯的燃燒值，），二甲苯的燃燒彳直取mol=X103Kj/kg,梯恩梯（TNT的爆久熱取4520 Kj/kg 。爆源的WNt當(dāng)量計(jì)算WNt當(dāng)量計(jì)算公式：WtNt =

10、Wf Q/QTNT 式中：WNt易燃液體的TNT當(dāng)量（kgTNT）;W易燃液體的質(zhì)量（kg）;Q易燃液體的燃燒熱（Kj /kg）;QTNT-TNT的爆熱，取 4520Kj/kg;二甲苯的梯恩梯（WNt）的當(dāng)量計(jì)算。Wn=WQ/QTNT1） Wtnt第一次=175kgx x 103 Kj/kg /4520 Kj/kg=1667kgTNT1） Wtnt第二次=875kg X x 103 Kj/kg /4520 Kj/kg=8334kgTNT1） WTNT第三次=1750kgx x 103 Kj/kg /4520 Kj/kg=16668kgTNT蒸氣云爆炸總能量地面蒸氣云爆炸總能量由下式計(jì)算：E=1

11、.8 a Wf Qf式中：-地面爆炸系數(shù)；a可燃?xì)怏w蒸氣云的當(dāng)量系數(shù)，?。籛f蒸汽云中對(duì)爆炸沖擊波有實(shí)際貢獻(xiàn)的二甲苯的質(zhì)量(kg);Qf二甲苯的燒熱(kj/kg )。1) E第一次=aWf Qf= xxi75kgxxi03 Kj/kg=x 105 Kj2) E 第二次=aWf Qf= x x 875kg x x 103 Kj/kg=x 106 Kj3) E 第三次=aWf Qf= x x 1750kg x x 103 Kj/kg =x 106 Kj地面蒸氣云爆炸相當(dāng)于 TNT當(dāng)量地面蒸氣云TNT當(dāng)量由下式計(jì)算：WTNT=1.8 a W式中：-地面爆炸系數(shù)；a可燃?xì)怏w蒸氣云的當(dāng)量系數(shù)，取；W易燃

12、液體的TNT當(dāng)量(kgTNT);1) WTNT=x X1667kgTNT =120 kg2) WTNT二次=x X8334kgTNT =600 kg3) WTNT三次=乂 X16668kgTNT =1200 kg爆炸后的死亡半徑為R又稱自由蒸汽云爆炸時(shí)的死亡半徑。根據(jù)易燃液體的TNT當(dāng)量，并且考慮參與了爆炸，對(duì)形成沖擊波有實(shí)際貢獻(xiàn)的蒸汽云的量，結(jié)合甲類庫區(qū)及周邊布 置情況分析，采取地面爆炸系數(shù)，蒸汽云的TNT當(dāng)量系數(shù)，運(yùn)用范登伯(VandenBerg)和蘭諾伊(Lannoy)方程計(jì)算蒸汽云爆炸時(shí)傷亡半徑為：r=x x xWtn/ 1000).37=(WTNT/1000)1) R 第一次=(WT

13、NT/1000)=(120/1000)=6.21m2) R 第二次=(WTNT/1000)=(600/1000)=11.26m3) R 第三次=(WTNT/1000)=(1200/1000)=14.55m該地區(qū)的人員將無例外受重傷或死亡，其內(nèi)徑為零，外徑為 R1o爆炸后的重傷半徑為R2重傷半徑根據(jù)以下公式計(jì)算： 1/3R=+=R/(E/P 0)其中：R=101300pa(為環(huán)境壓力)A P=44000 pa (引起人員重傷傷害的沖擊波峰值) Ps=44000/P0=E:爆炸總能量(J)1) E第一次= X105 Kj X 103=X 108 j2) E第二次=X106 Kj X 103=X 1

14、09 j3) E 第三次= X106 Kj X 103 =X 109 j將E帶入上式得：Z重彳=1) R第一次 =Z重ME/P0)1/3= ( X1C8 j /101300 ) 1/3=19.05m2) R第二次 二Z重ME/Po)1/3= ( X10J /101300) "3=32.58m3) R第三次 二Z重ME/P0)1/3= ( x10j /101300 ) 1/3=41.05m該地區(qū)的人員如缺少保護(hù)，大多數(shù)人將受重傷，極少數(shù)人可能死亡和輕傷, 其內(nèi)徑為R,外徑為R。爆炸后的輕傷半徑為R輕傷半徑根據(jù)以下公式計(jì)算： .1/3 Ps=+5=R/(E/P 0)其中：R=101300

15、pa(為環(huán)境壓力)A P=17000 pa (引起人員輕傷傷害的沖擊波峰值) Ps=17000/P0=E :爆炸總能量(J)同上將E帶入上式得：Z輕傷=1) R第一次=ZKE/P0) 1/3= ( X1C8 j /101300 ) 1/3=34.12m2) R第二次=ZKE/P0) 1/3= ( X1C9j /101300 ) 1/3=58.34m3) R第三次二Z輕傷(E/P0)"3= ( X1C9j /101300 ) 1/3=73.50m該地區(qū)的人員如缺少保護(hù)，大多數(shù)人將受輕微傷，少數(shù)人可能重傷或平安 無事，其內(nèi)徑為甩外徑為R。安全區(qū)內(nèi)的人員不會(huì)受到傷害，該區(qū)的內(nèi)徑為_R財(cái)產(chǎn)損

16、失半徑R財(cái)R財(cái)=K WTNT1/3/1 + (3175/WTNT 21/6式中:K為二級(jí)破壞系數(shù)：取K=1) R財(cái)?shù)谝淮味?X 1201/3/ 1+ (3175/120) 21/6= 9.26m2) R財(cái)?shù)诙?X 6001/3/1+ (3175/600) 21/6= 26.95m3) R財(cái)?shù)谌味?X 12001/3/ 1+ (3175/1200) 21/6 = 42.08m地面蒸氣云爆炸事故后果匯總表表8的一蒸氣云TNT死亡半徑重傷半徑輕傷半徑財(cái)產(chǎn)損失 當(dāng)量（kg）（m>（m>（m）半徑（中第一次爆炸120第二次爆炸600第三次爆炸1200以上是計(jì)算模擬地面蒸汽云爆炸的傷害模型

17、，與實(shí)際會(huì)有誤差，理論上提供 了安全保護(hù)的參考數(shù)據(jù)，實(shí)際也有可能發(fā)生。庫中的危險(xiǎn)化學(xué)品不可能全部爆 炸，兩次爆炸后會(huì)大范圍燃燒，中心區(qū)缺氧，產(chǎn)生第三次大爆炸的可能性很小， 大部分會(huì)燃燒掉，或者在事故搶救中被拉出事故現(xiàn)場(chǎng)。地面蒸氣云爆炸事故后 果只是一種模型設(shè)計(jì)，死亡、重傷和輕傷的安全保護(hù)半徑提供預(yù)防的參考范圍， 做到防患于未然。廠區(qū)內(nèi)的職工如果發(fā)現(xiàn)庫中有燃燒爆炸的異常情況，又不能立即采取有效 的措施控制庫中可能發(fā)生的異常，可以參照地面蒸氣云爆炸事故后果匯總表中 的第二次爆炸數(shù)據(jù)撤離現(xiàn)場(chǎng)。參加應(yīng)急救援的人員在不可能控制災(zāi)情的情況下， 根據(jù)事故可能發(fā)生的程度，參照地面蒸氣云爆炸事故后果匯總表中的數(shù)

18、據(jù)撤離 現(xiàn)場(chǎng)；尋求更進(jìn)一步的應(yīng)急救援的方案。4、池火災(zāi)的傷害模型計(jì)算二甲苯泄漏量設(shè)定甲類倉庫的易燃液體經(jīng)過幾次局部爆炸，庫中包裝幾乎損壞，若有10噸易燃液體參與燃燒。根據(jù)最大可能危險(xiǎn)原則計(jì)算，以上全部物品的平均燃燒 值低于二甲苯的燃燒彳直，故燃燒物以二甲苯的參數(shù)設(shè)定。燃燒速度：當(dāng)液池中的可燃液體的沸點(diǎn)高于周圍環(huán)境溫度時(shí)，液體表面上單位面積的 燃燒速度dm/dt為：dm/dt = Hc / CP(Tb T0) + H式中：dm/dt 單位表面積的燃燒速度，kg/Hc 液體燃燒熱，J/kg。二甲苯Hc=J/kg。CP液體的定壓比熱容，J/。二甲苯CP二1220 J/。Tb液體的沸點(diǎn)，K。二甲苯Tb

19、 二。T0環(huán)境溫度，環(huán)境溫度為 25C, Ko = 298K。H 液體的氣化熱，J/kg。二甲苯H= J/kg。(25C)計(jì)算：dm/dt=x/ 1220 ( 298) 十=0.08885 kg/火焰高度甲類倉庫面積為112m，模擬液池為園池，半徑為5.97m,其火焰高度可按 下式計(jì)算：_ 一、 1/2h=84r (dm/dt)/ p 0 (2gr)式中：h火焰高度，m;r 液池半徑，m;取r=5.97mp0周圍空氣密度，kg/m3;取 p 0=1.185kg/m3 (25C)g 重力加速度，9.8m/s2;dm/dt單位表面積的燃燒速度，己知 0.08885kg/計(jì)算：h=84X x x (

20、2XX) 1/2=24.16m熱輻射通量當(dāng)液池燃燒時(shí)放出的總熱輻射通量為：Q=(兀 r2+2 兀 rh) ? (dm/dt) ?刀？Hc/ 72 (dm/dt) + 1式中：Q總熱輻射通量，W不效率因子，可取。取。(限制空間燃燒)其余符號(hào)意義同前。Q=(x + 2xxx) xxx-(72X)=.29 (VVdm/dt單位表面積的燃燒速度，kg/S一液池面積：S=112 m2;W-泄漏二甲苯質(zhì)量：10000kg火災(zāi)持續(xù)時(shí)間：T= W/S. dm/dt =1005秒二分鐘目標(biāo)入射熱輻射強(qiáng)度兀X2)假設(shè)全部輻射熱量由液池中心點(diǎn)的小球面輻射出來，則在距離池中心 某一距離(X)處的入射熱輻射強(qiáng)度為：I=

21、 Qtc/( 4式中:i熱輻射強(qiáng)度，w/mQ總熱輻射通量，Wtc 熱傳導(dǎo)系數(shù)，在無相對(duì)理想的數(shù)據(jù)時(shí)，可取值為1;X 目標(biāo)點(diǎn)到液池中心距離，”例如：距離液池中心20m處的入射熱輻射強(qiáng)度為：I= Qtc/( 4 兀 X2) = .29 / (4 XX 202 ) = m 2火災(zāi)損失火災(zāi)通過輻射熱的方式可影響周圍環(huán)境。當(dāng)火災(zāi)產(chǎn)生的熱輻射強(qiáng)度足夠 大時(shí)，可使周圍的物體燃燒或變形，強(qiáng)烈的熱輻射可能燒毀設(shè)備甚至造成人員 傷亡?；馂?zāi)損失估算建立在輻射通量與損失等級(jí)的相應(yīng)關(guān)系的基礎(chǔ)上。有資 料提供不同入射通量造成傷害或損失的情況，結(jié)合本篇所要分析的對(duì)象，當(dāng)目 標(biāo)接受的入射通量為某一定值時(shí)，目標(biāo)與液池中心的距離

22、可用下式計(jì)算：X= (Qtc/4 兀 I)式中符號(hào)意義與以上相同。按該式計(jì)算：當(dāng) I=37500,X =(.29/4 XX 37500)=8.43m當(dāng) I=25000,X =(.29/4 xX 25000)= 10.32m當(dāng) I=12500,X =(.29/4 XX 12500)=當(dāng) I=4000 ,X =(.29/4 XX 4000)= 25.81m當(dāng) I=1600 ,X =(.29/4 xX 1600)= 40.81m按不同距離、不同入射通量造成的傷害及損失情況表表9目標(biāo)至池火中心 的水平距離(m)入射通量(W/m2對(duì)設(shè)備的損害對(duì)人的傷害37500操作設(shè)備全部損壞1班亡/10s100%E 亡/1min2500(0在無火焰、長(zhǎng)時(shí)間輻射 下，木材燃燒的最小育抓重大燒傷/10s100%E 亡./1min1250(0有火焰時(shí)，木材燃燒，塑 料熔化的最低育區(qū)1度燒傷/10s1%E 亡/1min400020s以上感1 痛，未必起泡了疼1600長(zhǎng)期輻射無不舒 服感甲類庫泄漏燃燒和爆炸后果分析采用蒸氣云爆炸（VCE傷害模型計(jì)算甲類庫泄漏燃燒和爆炸的傷害 /破壞 半徑，在傷害