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文檔簡介
北京東方化工廠“627”事故原因計算機模擬分析報告北京理工大學(xué)爆炸與安全科學(xué)國家重點實驗室編者按:北京理工大學(xué)爆炸與安全科學(xué)國家重點試驗室,利用計算機模擬技術(shù),根據(jù)爆炸現(xiàn)場情況,對乙烯、石腦油云團的形成和云團爆炸過程數(shù)值模擬,把計算機模擬結(jié)果同現(xiàn)場情況進行比較,認為“627”事故是石腦油A罐溢出的石腦油首先爆炸引起的。這個分析報告同北京東方化工廠“627”事故調(diào)查專家組的事故技術(shù)原因分析報告是一致的。1 前言1997年6月27日北京東方化工廠油品罐區(qū)發(fā)生特大爆炸事故,造成了重大人員傷亡和財產(chǎn)損失。受國家經(jīng)貿(mào)委安全生產(chǎn)局的委托,北京理工大學(xué)爆炸與安全科學(xué)國家重點實驗室根據(jù)有關(guān)單位提供的爆炸現(xiàn)場情況,對此次爆炸事故進行了計算機模擬分析,目的是為全面正確地分析爆炸事故的發(fā)生原因提供技術(shù)依據(jù)。2 爆炸情況基本分析圖1是北京東方化工廠發(fā)生爆炸的油品罐區(qū)布置平面示意圖(見本網(wǎng)北京東方化工廠“627”事故的技術(shù)原因分析報告圖1)。在工廠油品罐區(qū)內(nèi),分布有25個球形罐和小柱形罐,6個大浮頂柱形罐,部分建筑和圍墻等。根據(jù)爆炸現(xiàn)場情況觀察,當時在工廠油品罐區(qū),發(fā)生了兩處爆炸。一處是圖1中TK9561區(qū)(乙烯區(qū))中,乙烯B罐(球形罐)發(fā)生了爆炸。另一處是V0102區(qū)(石腦油區(qū))中,石腦油A罐(柱形罐)周圍空間發(fā)生爆炸和幾乎同時發(fā)生的油泵房內(nèi)部爆炸。根據(jù)爆炸現(xiàn)場附近地震臺站當時的記錄結(jié)果,第一次爆炸為21時26分38秒,第二次為21時40分57秒,兩次爆炸間隔大約為14分21秒。由于存在兩處爆炸現(xiàn)象,因此,正確判斷兩處爆炸發(fā)生的先后順序是找到爆炸發(fā)生原因的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。2.1乙烯B罐爆炸現(xiàn)場主要特征乙烯B罐爆炸殘骸分析結(jié)論表明:乙烯B罐全部爆飛,其爆炸能量很大。B罐在爆炸前已被火燒灼。B罐被火燒灼后內(nèi)壓增高,局部區(qū)域罐壁材料強度下降,產(chǎn)生罐體裂紋,隨后引起爆沸。2.2 石腦油A罐爆炸現(xiàn)場主要特征石腦油A、B罐外面有被下部火焰燒烤的明顯跡象,且該罐附近地面大范圍的碎石被燒變色。表明該罐附近地面上曾經(jīng)積有油品,并有較長時間的燃燒和較猛烈的火焰。該罐體圍堤是由混泥土澆注而成,有一處明顯傾斜。表明圍堤內(nèi)曾經(jīng)發(fā)生可燃混合氣體的爆燃。另外,通向石腦油A罐兩道氣動閥門呈開啟狀態(tài)。2.3 其它部分爆炸現(xiàn)場情況油品罐區(qū)內(nèi)的油泵房被完全破壞,墻體內(nèi)外倒塌,表明油泵房發(fā)生了內(nèi)爆現(xiàn)象。2.4 人員傷亡情況當時有爆炸現(xiàn)場共有41人,其中有9人死亡(死在現(xiàn)場4人及送到醫(yī)院后死5人)。死亡者被發(fā)現(xiàn)的位置在圖1中由三角符標出,并附有死者姓名和編號。2.5 爆炸事故發(fā)前主要罐區(qū)的工況各罐的液位、溫度、壓力等每2小時記錄一次,詳見當日生產(chǎn)操作記錄,此處只列出乙烯B罐和石腦油A罐的工況。1) 乙烯B罐工況18時:液位8.23m,液體體積占罐內(nèi)總?cè)莘e的73%,罐內(nèi)溫度30,罐內(nèi)氣體壓力2.0MPa。20時:液位7.30m,液體體積占罐內(nèi)總?cè)莘e的65%,罐內(nèi)溫度30時,罐內(nèi)氣體壓力2.0Mpa。該廠中心控制室計算機自動記錄的乙烯罐壓力變化圖顯示:21點26分前壓力平穩(wěn),26分左右壓力突然降至零(與地震臺記錄的第一次爆炸時間吻合)。2) 石腦油A罐的工況(12時至20時記錄相同)液位13.725m,液體體積占罐內(nèi)總?cè)莘e的99.64%(上限報警13.775m)油溫19,發(fā)生事故時正在往該罐里裝油(兩道閥門都開啟)。3) 當班操作記錄顯示20時30分開始從鐵路槽車卸油,21時左右現(xiàn)場人員聞到氣味。聞到氣味時間距第一次爆炸大約為20-25分鐘。2.6 事故關(guān)鍵過程分析對現(xiàn)場情況的初步分析表明,存在乙烯B罐周圍首先發(fā)生爆炸或石腦油A罐周圍首先發(fā)生爆炸的兩種可能。如果是乙烯B罐周圍首先發(fā)生爆炸,其原因可能是乙烯B罐附近的乙烯管道發(fā)生了泄露,匯露后的乙烯在空氣中擴散,與空氣混合形成乙烯云團。乙烯云團在某種刺激的作用下發(fā)生爆炸。如果是石腦油A罐周圍首先發(fā)生爆炸,其原因可能是由于工作人員在輸油時,進行了誤操作,把應(yīng)該輸入其它油罐的油料錯誤地輸入了石腦油A罐。由于石腦油A罐是浮頂罐,當時在石腦油A罐中,液位為13.725m、石腦油體積占罐內(nèi)總?cè)莘e的99.64%,已基本裝滿了油料,繼續(xù)錯誤地輸入油料,將使石腦油從石腦油A罐頂部溢出,并沿著罐的側(cè)壁流下,流到圍堤內(nèi)。在這個過程中,石腦油會向空氣中揮發(fā),在一定時間后,會形成石腦油和空氣的混合云團,混合云團在某種刺激作用下發(fā)生爆炸。油泵房內(nèi)部發(fā)生爆炸,可能是乙烯或石腦油云團的氣體擴散到油泵房內(nèi),在乙烯云團或石腦油云團爆炸后,隨即油泵房內(nèi)的乙烯或石腦油與空氣的混合氣體發(fā)生了爆炸。有證據(jù)顯示,在爆炸事故發(fā)生前27分鐘,現(xiàn)場有一個危險氣體探測器發(fā)生過報警。另外,21時左右現(xiàn)場人員聞到異常氣體氣味。距第一次爆炸大約為2025分鐘。因此,可以認為無論是乙烯泄漏到爆炸,還是石腦油溢出爆炸,其間的時間,大約為27分鐘。3 爆炸過程的計算機模擬分析本報告主要是利用計算機模擬技術(shù),對乙烯、石腦油云團的形成和云團爆炸過程進行數(shù)值模擬。把計算結(jié)果同現(xiàn)場情況進行比較,從而判斷出那一種過程符合實際發(fā)生的情況。根據(jù)事故發(fā)生關(guān)鍵過程的初步分析結(jié)果,主要針對乙烯-空氣云團形成、乙烯-空氣云團爆炸、石腦油-空氣云團形成、石腦油-空氣云團爆炸等主要過程進行計算機模擬分析。3.1 乙烯-空氣云團和石腦油-空氣云團形成過程模擬3.1.1 油庫罐區(qū)流場模型利用流體力學(xué)理論建立油庫罐區(qū)三維流場模型,應(yīng)用美國FLUENT公司的流體力學(xué)分析軟件Fluent5.3進行流場模擬分析。流場模型范圍東起V0102區(qū)的東面圍墻,西至綜合樓的西面圍墻。北起V0110區(qū)的北面圍墻(編者注:原文可能有誤。實際大概是V0101區(qū)北面靠近東門的北面圍墻),南至油庫東門位置,包括了油庫罐區(qū)的大部分范圍(見圖1),流場的高度為60m 。模型中考慮了油庫罐區(qū)內(nèi)的綜合樓、油泵房、所有的油罐和主要的圍墻。其中綜合樓、油泵房被簡化為與實際尺寸等效的長方體,球形和柱形油罐被取為實際形狀和尺寸。圖2是流場模型的初始網(wǎng)絡(luò)圖(編者注:本文中圖2107所版面巨大,本文編輯時只列出圖號,圖略去,下同)。流場的計算采用了求解三維、不可壓Navier-stokes方程的方法,湍流模型采用了標準的k-模型方程,同時,采用了組分擴散方程。(1) 控制方程(2) 計算方法采用了單步的segregated solver算法。該方法首先求解動量方程,然后在用壓力修正的方法求解質(zhì)量守恒方程,再求解湍流方程和組分方程等。計算中,周圍大氣條件設(shè)為標準大氣,過程時間設(shè)為27分鐘。根據(jù)北京市通縣氣象臺提供的當時通縣地區(qū)的氣象資料,21時至21時30分,平均風速為1m/s左右,是東南風。實際上在油庫罐區(qū)內(nèi),風速和風向會處于一定的不定場狀態(tài),現(xiàn)場實際的風場情況已難以準確的確定。由于風場對空氣云團的位置和范圍有一定的影響,因此,在流場模型中,選取了兩種風場條件,一種是風速為1m/s的東南風,另一種是風速為1m/s的偏南10度風。圖3是第一種風場條件下的風壓分布圖。3.1.2 乙烯-空氣云團形成過程模擬已有的分析結(jié)果表明,乙烯B罐的罐體本身并沒有發(fā)生泄漏現(xiàn)象。如果乙烯發(fā)生泄漏,很可能是乙烯B罐附近的乙烯管道出現(xiàn)裂縫泄漏出乙烯。由于沒有可靠的依據(jù)確定裂縫的尺寸,因此,對兩種管道裂縫情況進行了計算,一種是假設(shè)裂縫面積為乙烯管道(直徑101.6mm)截面積的十分之一,另一種假設(shè)乙烯管道全部斷裂的情況。(1) 裂縫面積為乙烯管道截面積的十分之一圖4(a-d)是數(shù)值模擬在風速為1m/s的東南風下,乙烯空氣混合云團不同邊緣濃度下的形狀和大小。在邊緣濃度為2.7%(乙烯爆炸極限濃度下限)時,乙浠空氣云團形狀為橢球型。同乙烯罐的尺寸相比,乙烯空氣云團在不大(可等效為長8m,寬6m,高6m的立方體),并在乙烯A罐的附近。泄漏的乙烯平均流量為1.3052kg/s。由于乙烯空氣云團范圍有限,并在乙烯A罐的附近,風場的風向?qū)σ蚁┛諝庠茍F沒有實質(zhì)性的影響。因此,本報告沒有進行其它風向下的乙烯-空氣云團形成過程模擬。(2) 乙烯管道全部斷裂圖4(e)是在1m/s的東南風下,乙烯管道全部斷裂時,乙烯-空氣混合云團在邊緣濃度為2.7%時的形狀和大小。云團為扁長的橢球形,其范圍已覆蓋了油泵房的一部分。泄漏的乙烯平均流量為13.054kg/s。3.1.3 石腦油空氣云團形成過程的模擬石腦油從柱形浮頂罐溢出后,在空氣中揮發(fā),擴散,形成石腦油空氣混合云團。因此,主要對石腦油揮發(fā)和擴散過程進行數(shù)值模擬。在模擬計算時,需要石腦油在當時溫度條件下的揮發(fā)速率。由于沒有現(xiàn)有的石腦油揮發(fā)速率數(shù)據(jù),因此,采用了實驗方法確定的石腦油的揮發(fā)速率,其值大約為每分鐘2.64mg/cm2。圖5(a-d)是在1m/s風速的東南風下,在不同邊緣濃度下,數(shù)值模擬的石腦油空氣混合云團的形狀和大小。在邊緣濃度為1.2%(石腦油爆炸極限濃度的下限)時,如圖(d)所示,石腦油空氣云團高大約20m,其形狀近似梯形體,其長約280m,最寬處約150m,高約20m。云團范圍已到達東南方向的油庫東門位置和接近油泵房的邊緣。圖6(a-d)是數(shù)值模擬的在1m/s風速偏南10度風下,乙烯-空氣混合云團不同邊緣逍度下和形狀的大小。在邊緣濃度為1.2%時,如圖6(d)所示,石腦油空氣混合云團高大約20m,其形狀近似為長約280m,寬約200m,高約20m的長方體,同在東南風下相比,其范圍到達東南方向的油腔庫東門位置,并覆蓋了油泵房的一部分。3.2 乙烯空氣云團和石腦油空氣云團的爆轟參數(shù)兩種爆炸去團的爆轟參數(shù)包括:不同濃度下云團混合氣體爆炸的爆轟壓力、爆轟速度、爆轟溫度、體積膨脹比、絕熱指數(shù)、混合氣體的初始密度等。這些參數(shù)是云團爆炸模擬中需要的基本參數(shù)。本報告采用中國工程物理研究院開發(fā)的fortran VLW 程序,計算乙烯空氣云團的基本爆轟參數(shù)。由于實際中的氣云團內(nèi)濃度分布不均勻,呈現(xiàn)一定的濃度梯度分布,而目前氣相爆轟模擬計算中,只能計算均勻濃度下云團爆轟過程。根據(jù)乙烯空氣云團和石腦油空氣云團形成過程的模擬分析結(jié)果,本報告主要模擬計算了3.5%和5%濃度下,云團爆轟過程。表1是乙烯一空氣云團和石腦油空氣云團在3.5%和5%濃度下的主要爆轟參數(shù)。表1 乙烯-空氣云團和石腦油-空氣云團的爆轟參數(shù)3.3 云團爆炸模型,測點分布及-傷亡判據(jù)本報告采用AutoreaGas軟件模擬乙烯空氣云團和石腦油空氣云團爆炸過程。AutoReaGas軟件由美國Gentury Dy-namics公司和荷蘭TNO公司于1997年聯(lián)合開發(fā)完成,用于分析氣體爆轟現(xiàn)象的數(shù)值模擬軟件。AutoReaGas可以用來模擬計算可燃性氣體混合物燃燒、爆炸與沖擊效應(yīng)等,適用于爆炸危險性辨識與安全評估,安全防護距離的測定,工房的了優(yōu)規(guī)劃設(shè)計,沖擊墻與安全庇護設(shè)計,物體沖擊波加載的測定和沖擊破壞等方面。3.3.1 爆炸場模型建立根據(jù)油庫罐區(qū)的分布情況,建立爆炸場模型。其范圍與流場模型基本一致。包括綜合樓、油泵房、所有的油罐和主要的圍墻。其中綜合樓、油泵房被簡化為實際尺寸相同的長方體,球形油罐被設(shè)為等效尺寸的圓柱形狀。如圖7所示的是爆炸場模型的幾何平面圖。對于爆轟波可以用質(zhì)量、動量、能量守恒方程和反應(yīng)速率方程來描述,其中對上述數(shù)學(xué)模型,進行離散化處理,利用AutoReaGas軟件可以計算爆炸場中各點和各時刻的爆轟參數(shù)系數(shù)。3.3.2 測點布置在模擬計算中,主要在現(xiàn)場人員傷亡位置和部分毀傷點上設(shè)置測點,記錄氣云團爆炸中,測點位置超壓和溫度隨時間的變化過程,從而為判斷人員的傷亡情況和設(shè)備毀壞情況提供依據(jù)。圖8是計算機的測點布置圖。19號測上為分別為9位死亡人員被發(fā)現(xiàn)位置,15號測點為乙烯B罐附近位置,16號測點綜合樓東面位置。3.3.3 人員傷亡判據(jù)表2是爆炸波超壓對人體傷害準則。根據(jù)表2中的數(shù)據(jù),可以判斷爆炸波超壓對人體的傷害程度。表2 爆炸波超壓對人體傷害準則3.4 裂縫面積為乙烯管道截面積十分之一時,乙烯空氣云團爆炸模擬乙烯空氣云團形成過程模擬結(jié)果表明,乙烯空氣云團形狀為橢球形。同乙烯罐的尺寸相比,乙烯空氣云團并不大,并在乙烯B罐的附近。由于計算中,乙烯管道裂縫開口朝東南方向,在東南風的作用下,乙烯空氣云團在乙烯罐東南面。在爆炸模擬計算中,把橢球形云團近似簡化為長8m,寬6m的立方體。模擬乙烯空氣云團在3.5%和5%的平均濃度下的爆炸過程。另外,由于乙烯管道裂縫開口朝向可能不一定朝向東南方向,為了能比較全面的分析問題,本報告對比乙烯空氣云團在乙烯B罐西北面時的爆炸過程進行了模擬。氣云團爆炸數(shù)值模擬結(jié)果主要有不同時刻爆炸場空間的壓力分布,各個測點的壓力和溫度隨時間的變化情況等??紤]到篇幅有限,本報告中只列舉了部分與原因分析有關(guān)的結(jié)果。3.4.1 3.5%乙烯空氣云團爆炸模擬(1)3.5%乙烯空氣云團在乙烯B罐東南面爆炸模擬結(jié)果圖9(a-d)是乙烯B罐東南面的3.5%乙烯空氣云團爆炸時,不同時刻下爆炸場的壓力分布圖。從圖中可以看到,乙烯空氣云團爆炸后,超壓區(qū)的影響范圍不大。隨著時間的推移,超壓區(qū)向東南方向擴展。圖10(a)、(b)-圖18(a)、(b) 分別是19測點的壓力時間曲線和溫度時間曲線。從曲線圖中,可以看到,在乙烯空氣云團爆炸過程中,1,2,3,6號測點位置的最大超壓大約為400600pa,最高溫度大約為288k,屬正常環(huán)境溫度,49號測點的最大超壓和最高溫見表3。表3 3.5%乙烯-空氣云團爆炸超壓和溫度上述測點的最大超壓遠小于表2對人能造成輕微挫傷的19620pa超壓下限,因此,在這種爆炸情況下,對在這些測點位置的人員不會有任何的傷害。圖19(a)、(b)是16號測點的壓力時間曲線和溫度時間曲線。最大超壓大約為60Pa,溫度為288K。在這一位置基本上不會受到爆炸的影響。以上測點的數(shù)據(jù)表明,如果乙烯空氣云團在乙烯罐東南面首先發(fā)生爆炸,在現(xiàn)場死亡的9人中,都不會受到任何傷害,在發(fā)生第二次大爆炸前,他們都可有逃生的可能。而事實上,他們都未幸免遇難。因此,本報告認為,3.5%乙烯空氣云團在乙烯罐東南面首先發(fā)現(xiàn)爆炸的情況沒有發(fā)生。(2)3.5%乙烯空氣云團爆炸時,不同時刻下爆炸場的壓力分布圖。從圖中可以看出。乙烯空氣云團爆炸后,超壓區(qū)的影響范圍不大。隨著時間的推移,超壓區(qū)向南擴展。圖21(a)、(b)-圖29(a)、(b)分別是19號測點的壓力時間曲線和溫度時間曲線。所有測點的最大超壓都小于300Pa,遠小于表2中對人能造成輕微挫傷的19620Pa超壓下限,爆炸對在這些測點位置的人員不會有任何的傷害。圖30(a)、(b)是16號測點的壓力時間曲線和溫度時間曲線。最大超壓大約為200Pa,溫度為288K,這一位置基本上也不會受到爆炸的影響。因此,3.5%乙烯空氣云團在乙烯A罐西北面首先發(fā)生爆炸的情況也不可能發(fā)生。3.4.2 5%乙烯空氣云團爆炸模擬(1) 5%乙烯空氣云團在乙烯罐東南面爆炸模擬結(jié)果圖31(a-d)是乙烯罐東南面的5%乙烯空氣云團爆炸時,不同時刻下爆炸場的壓力分布圖。同3.5%乙烯空氣云團爆炸結(jié)果相似,5%乙烯空氣云團爆炸后,超壓區(qū)的影響范圍不大。隨著時間的推移,超壓區(qū)向東南方向擴展。圖32 (a)、(b)-圖41(a)、(b)分別是19號測點和16號測點的壓力時間曲張和溫度時間曲線。7和8號測點的超壓相對較高,最大超壓大約為40006000Pa,最高溫度大約為290K,其它測點的最大超壓都低于1000Pa,最高溫度大約為288K。所有測點的最大超壓都遠低于微挫傷的19620Pa超壓下限,因此,這種爆炸情況也不可能發(fā)生。(2) 5%乙烯空氣云團在乙烯罐西北面爆炸模擬結(jié)果圖42(ad)是乙烯罐西北面的5%乙烯一空氣云團爆炸時,不同時刻下爆炸場的壓力分布圖。超壓區(qū)的影響范圍不大,隨著時間的推移,超壓區(qū)向南擴展。圖43(a)、(b)圖52(a)、(b)分別是19號測點和16號測點的壓力時間曲線和溫度時間曲線。所有測點的最大超壓都小于320 pa,最高溫度大約為288K,因此,5%乙烯空氣云團在乙烯B罐西北首先發(fā)生爆炸的情況也不可能發(fā)生。3.5 乙烯管全部斷裂時,5%乙烯空氣云團爆炸模擬結(jié)果圖53(ad)乙烯管全部斷裂時,5%乙烯一空氣云團爆炸時,不同時刻下爆炸場的壓力分布圖。爆炸時,在乙烯B罐東南面的超壓區(qū),隨著時間的推移,繼續(xù)向東南方向移動。圖54圖63分別是19號測點和16號測點的壓力時間曲線。1,2,3,4,5,7,8,9號測點的超壓分別大約為81kpa,400kpa,520kpa、1300kpa,140kpa、1200kpa,1000kpa、160kpa。這些測點的超壓已大大超過了表2中可能性能造成大部分死亡的98.1kpa的超壓強度,在這些測點位置上的人員都會死亡。在以上這些測點上,基本符合現(xiàn)場情況。但6號測點的超壓大約為25kpa,在此處的人員只能受到輕微挫傷,而實際情況是人員已傷亡。16號測點的大約壓力為170kpa ,在此測點位置上的人員也會死亡,而實際情況是人員沒有受到任何傷害。因此,乙烯管全部斷裂時,乙烯空氣云團首先爆炸的情況不可能發(fā)生。3.6 石腦油空氣云團爆炸模擬石腦油空氣云團形成過程模擬結(jié)果表明,在爆炸極限濃度下,石腦油空氣云團擴散到了很大的范圍。在東南風下石腦油空氣云團形狀近似梯形體,在偏南10風下石腦油空氣云團形狀近似長方體。在爆炸模擬計算,石腦油空氣云團被簡化為等效長方體。在東南風下,等效長方體尺寸取為長280m,寬150m,高20m。在偏南10風下,等效長方體尺寸取為長280m,寬200m,高20m。3.6.1 3.5%石腦油空氣云團爆炸模擬(1) 在東南風下3.5%石腦油空氣云團爆炸模擬結(jié)果圖64(a-b)是在東南風下石腦油空氣云團爆炸時,不同時刻下爆炸場的壓力分布圖。從圖中可以看出,石腦油空氣云團爆炸后,在云團內(nèi)迅速形成壓力幅值較高的超壓區(qū),由于石腦油空氣云團本身的范圍很大,超壓區(qū)的范圍也很大。由于爆炸沖擊波的傳播作用,沖擊波在油庫區(qū)西南的兩排球形罐上反射后,在每個球形罐的附近形成了新的超壓區(qū),隨著時間的推移,新的超壓區(qū)向南擴展。圖56(a)、(b)-圖73(a)、(b)分別是19號測點的壓力時間曲線和溫度時間曲線。在石腦油空氣云團爆炸中,各號測點位置的最大超壓和最高溫度見表4。表4 3.5石腦油-空氣云團爆炸超壓和溫度上述測點的超壓已大大超過了表2中可能造成大部死亡的98.1kpa的超壓強度,在這些測點位置上的人員都會死亡。6號測點的最大超壓大約48kpa,最高溫度大約為350K。其超壓值屬于中等損傷(聽覺器官損傷,內(nèi)臟輕度出血,骨折)的范圍,但已接近嚴重傷害(內(nèi)臟嚴重挫傷,可引起死亡)的下限值49.05kpa。考慮計算和實際情況存在一定的誤差,6號測點位置人可能是重傷,也有死亡的可能。15號測點位置在乙烯B罐的表面附近,圖74(a)、(b)是它的壓力時間曲線和溫度時間曲線。乙烯B罐表面附近的最大超壓大約為1400kpa,最高溫度大約為2300K。在這樣動態(tài)高壓力作用下,有可能造成乙烯B罐附近的管道破壞,引起乙烯泄漏,造成進一步的爆炸。以上結(jié)果表明,如果石腦油空氣云團首先發(fā)生爆炸,在現(xiàn)場死亡的9人中,只有6號測點位置人可能會是重傷,其它人都沒有逃身的可能。乙烯B罐表面附近的最大超壓,有可能造成乙烯B罐附近管道破壞,引起進一步的爆炸。因此,在東南風下石腦油空氣云團首先發(fā)生爆炸的情況,與實際現(xiàn)場情況基本符合。(2) 偏南100風下3.5%石腦油空氣云團爆炸模擬結(jié)果圖75(a-b)是在偏南100風下石腦油空氣云團爆炸時,不同時刻下爆炸場的壓力分布圖。在偏南10度風下,石腦油空氣云團爆炸過程與東南風下的爆炸過程基本相似。在南10度風向下石腦油空氣云團覆蓋范圍更大,已覆蓋油泵房一部分。云團爆炸后后,在云團內(nèi)迅速形成壓力幅值較高的超壓區(qū),沖擊波在油庫區(qū)西面的兩排球形罐上反射后,在每個球形罐的附近形成了新的超壓區(qū),隨著時間的推移,新的超壓區(qū)向南擴展。圖76(a)、(b)-圖84(a)、(b)分別是19號測點的壓力時間曲線和溫度時間曲線。1,2,3,4,9號測點位置的最大超壓大約為1400kpa,最高溫度大約為2500;5號測點位置的最大超壓大約為1800kpa,最高溫度大約為2700K;7號測點位置的最大超壓大約為800kpa,最高溫度大約為2400K;8號測點位置的最大超壓大約為1200kpa,最高溫度大約為2400K。這些測點的超壓已大大超過了表2中可能造成大部分死亡的98.1kpa的超壓強度,在這些測點位置上的人員都會死亡。6號測點位置的最大超壓大約為52kpa,最高溫度大約為370K。其超壓值已超過了表2中能造成嚴重的49.05kpa的超壓強度,在此位置的人應(yīng)該受重傷或可能死亡。圖85(a)、(b)是15號測點的壓力時間曲線和溫度時間曲線。乙烯B罐表面附近的最大超壓大約為1300kpa,最高溫度大約為2400k。在這種高壓力作用下,已能造成乙烯B罐體附近的管道嚴重破壞,進一步引起乙烯爆炸。偏南100風向下3.5%石腦油空氣云團爆炸模擬結(jié)果,與在東南風下的結(jié)果基本相似,在人員傷亡方面與實際現(xiàn)場情況基本符合,同時,還能符合油泵房發(fā)生內(nèi)爆的情況。3.6.1 5%石腦油空氣云團爆炸模擬(1) 在東南風下5%石腦油空氣云團爆炸模擬結(jié)果圖86(a-b)是在東南風下5%石腦油-空氣云團爆炸時,不同時刻下爆炸場的壓力分布圖。同3.5%石腦油-空氣云團爆炸相似,5%石腦油-空氣云團爆炸后,在云團內(nèi)迅速形成壓力幅值較高,范圍很大的超壓區(qū),沖擊波在油庫區(qū)西面的兩排球形罐上反射后,在每個球形罐的附近形成了新的超壓區(qū),隨著時間的推移,新的超壓區(qū)向南擴展。圖87(a)、(b)-圖95(a)、(b)分別是19號測點的壓力時間曲線和溫度時間曲線。表5是各號測點位置的最大超壓最高溫度。表5 5%石腦油-空氣云團爆炸超壓和溫度由表5可見,在這些測點位置上的人員都會死亡。6號測點位置的最大超壓大約為60kpa,最高溫度大約為380K。其超壓值已超過了表2中能造成嚴重傷瞎的49.05kpa的超壓強度,在此位置的人應(yīng)該受重傷,也有死亡的可能。圖96(a)、(b)是它的壓力時間曲線和溫度時間曲線,乙烯B罐表面附近的最大超壓大約為1700kpa,最高溫度大約為2800K。在此壓力作用下,能夠造成乙烯B近管道破壞,引起進一步的爆炸。因引,此種情況與實際現(xiàn)場情況也基本符合。(2) 偏南100風向下3.
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