东北大学硕士学位论文
第三章石油化工企业重大事故后果评估
献中经常提到的三个沸腾液体扩展为蒸汽爆炸模型为国际劳工组织(IL0)提出的 模型,}L R.Greenberg和J。J.Cramer提出的模型以及A.F.Roberts提出的模型。通 过分析比较,认为Greenberg和Cramer模型㈣更为合理准确一些,因此本评价方法采用Greenberg和Cramer模型,并对其热量的计算公式进行修正。 (1)火球半径 D=2.665W0327 (3.22) 式中:.D一火球半径(Ⅲ); 形一火球中消耗的可燃物质量(kg)。对单罐储存,取罐容量的50%;对 双罐储存,取罐容量的70%;对多罐储存,取罐容量的90%。 (2)火球持续时间 }=1.089 W o 327 (3.23) 式中:t一火球持续时间(s); 形一同上式。
(3)火球抬升高度 火球在燃烧时,将抬升到一定高度。火球中心距离地面的高度H由下式估计: H=D (4)火球表面热辐射能量 假设火球表面热辐能量是均匀扩散的。火球表面热辐能量SEP由下式计算: SEP=FsWHa/(riD2t) (3.25) (3.24) 式中:F厂火球表面辐射能量bk; 月卜火球的有效燃烧热(J/Kg)。 R与储罐破裂瞬间储存物料的饱和蒸气压力P(Mpa)有关:
Fs=0.27P o 32 (3.26) 对于因外部火灾引起的BLEVE事故,上式中的P值可取储罐安全阀启动压力Pv
的1.21倍,即: 皿由下式求得:
P=I.21Pv (3.27) %=鼠一凰一c口T 式中:玩一液化石油气的燃烧热(J/kg);
(3.28) 风一液化石油气常沸点下的蒸发热(J/kg): G一液化石油气的恒压比热(J/kg.K): r一火球表面火焰温度与环境温度之差(K),一般来说T=1 700K。 (5)视角系数 视角系数F的计算公式如下:
.44.
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第三章石油化工企业重大事故后果评估
F=((D/2)/r)!
(3.29) 式中:r一目标到火球中心的距离(m)。
令目标到液化气储罐的水平距离为X(m),所以: ,=(X2+H2)o (6)大气热传递系数 火球表面辐射的热能在大气中传输时,由于空气的吸收及散射作用,-一部分 能量损失掉了。假定能量损失比为a,则大气热传递系数ta=1-a,a和大气中的cO: 和H。O的含量、热传输距离及辐射光谱的特性等因素有关。 岛可由以下的经验公式来求取:
5
(3.30) t。=2.020。^)“” 式中:pⅣ一环境温度下空气中的水蒸气压,N/m2 (3.31)
,厂一目标到火球表面的距离,m。 p。=p。o×兄日
(3.32) 式中:肌0_一环境温度下的饱和水蒸气压,N/m2 足阡一相对湿度 ^=r—D/2 (3.33) (7)火球热辐射强度分布函数 在不考虑障碍物对火球热辐射产生阻挡作用的条件下,距离液化气容器x处 的热辐射强度q(W/m2)口-I由式(3.34)计算: 印=s!EP×F×岛 (3.3哇) (8)有服装防护的人体接收的热辐射强度 同裸露人体的情况相比,由于服装的防护作用,人体实际接收的热辐射强度 有所减少,人体实际接收的热辐射强度qc(W/mz)可由式(3.35)计算: g产Fq (3.35) 式中:_一有服装保护时人体的热接受率,这里取F=O.4。
(9)火球的热辐射伤害准则 在热辐射作用下,目标可能受到伤害。这里的目标指可能被伤害的任何客体, 如人员、机器、木材、建筑物或其它任何结构。这里的伤害既包括对人的伤害, 又包括对物的破坏。对物的破坏是咀热辐射引燃术材为研究内容。对人体的伤害
主要是通过不同热辐射通量对人体所受的不同伤害程度来表示。 对于人体所受伤害是以热辐射伤害概率来表示的: 一度烧伤:pr=.39.83+3.01861nL 二度烧伤:pr=.36.38+2.561nL 死亡:pr=一43.14+3.01861nL
(3.36) (3.37) (3.38)..45..

