




已閱讀5頁(yè),還剩3頁(yè)未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀
版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
北京東方化工廠“627”事故原因計(jì)算機(jī)模擬分析報(bào)告北京理工大學(xué)爆炸與安全科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室編者按:北京理工大學(xué)爆炸與安全科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)試驗(yàn)室,利用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù),根據(jù)爆炸現(xiàn)場(chǎng)情況,對(duì)乙烯、石腦油云團(tuán)的形成和云團(tuán)爆炸過(guò)程數(shù)值模擬,把計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果同現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行比較,認(rèn)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(gè)分析報(bào)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(bào)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(cái)產(chǎn)損失。受?chē)?guó)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(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室根據(jù)有關(guān)單位提供的爆炸現(xiàn)場(chǎng)情況,對(duì)此次爆炸事故進(jìn)行了計(jì)算機(jī)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(jiàn)本網(wǎng)北京東方化工廠“627”事故的技術(shù)原因分析報(bào)告圖1)。在工廠油品罐區(qū)內(nèi),分布有25個(gè)球形罐和小柱形罐,6個(gè)大浮頂柱形罐,部分建筑和圍墻等。根據(jù)爆炸現(xiàn)場(chǎng)情況觀察,當(dāng)時(shí)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?chē)臻g發(fā)生爆炸和幾乎同時(shí)發(fā)生的油泵房?jī)?nèi)部爆炸。根據(jù)爆炸現(xiàn)場(chǎng)附近地震臺(tái)站當(dāng)時(shí)的記錄結(jié)果,第一次爆炸為21時(shí)26分38秒,第二次為21時(shí)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(chǎng)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(qiáng)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(chǎng)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(zhǎng)時(shí)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(dòng)閥門(mén)呈開(kāi)啟狀態(tài)。2.3 其它部分爆炸現(xiàn)場(chǎng)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(dāng)時(shí)有爆炸現(xiàn)場(chǎng)共有41人,其中有9人死亡(死在現(xiàn)場(chǎng)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(biāo)出,并附有死者姓名和編號(hào)。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(shí)記錄一次,詳見(jiàn)當(dāng)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(shí):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(shí):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(shí),罐內(nèi)氣體壓力2.0Mpa。該廠中心控制室計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄的乙烯罐壓力變化圖顯示:21點(diǎn)26分前壓力平穩(wěn),26分左右壓力突然降至零(與地震臺(tái)記錄的第一次爆炸時(shí)間吻合)。2) 石腦油A罐的工況(12時(shí)至20時(shí)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(bào)警13.775m)油溫19,發(fā)生事故時(shí)正在往該罐里裝油(兩道閥門(mén)都開(kāi)啟)。3) 當(dāng)班操作記錄顯示20時(shí)30分開(kāi)始從鐵路槽車(chē)卸油,21時(shí)左右現(xiàn)場(chǎng)人員聞到氣味。聞到氣味時(shí)間距第一次爆炸大約為20-25分鐘。2.6 事故關(guān)鍵過(guò)程分析對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況的初步分析表明,存在乙烯B罐周?chē)紫劝l(fā)生爆炸或石腦油A罐周?chē)紫劝l(fā)生爆炸的兩種可能。如果是乙烯B罐周?chē)紫劝l(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(kuò)散,與空氣混合形成乙烯云團(tuán)。乙烯云團(tuán)在某種刺激的作用下發(fā)生爆炸。如果是石腦油A罐周?chē)紫劝l(fā)生爆炸,其原因可能是由于工作人員在輸油時(shí),進(jìn)行了誤操作,把應(yīng)該輸入其它油罐的油料錯(cuò)誤地輸入了石腦油A罐。由于石腦油A罐是浮頂罐,當(dāng)時(shí)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(cuò)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(gè)過(guò)程中,石腦油會(huì)向空氣中揮發(fā),在一定時(shí)間后,會(huì)形成石腦油和空氣的混合云團(tuán),混合云團(tuán)在某種刺激作用下發(fā)生爆炸。油泵房?jī)?nèi)部發(fā)生爆炸,可能是乙烯或石腦油云團(tuán)的氣體擴(kuò)散到油泵房?jī)?nèi),在乙烯云團(tuán)或石腦油云團(tuán)爆炸后,隨即油泵房?jī)?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(chǎng)有一個(gè)危險(xiǎn)氣體探測(cè)器發(fā)生過(guò)報(bào)警。另外,21時(shí)左右現(xiàn)場(chǎng)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(rèn)為無(wú)論是乙烯泄漏到爆炸,還是石腦油溢出爆炸,其間的時(shí)間,大約為27分鐘。3 爆炸過(guò)程的計(jì)算機(jī)模擬分析本報(bào)告主要是利用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù),對(duì)乙烯、石腦油云團(tuán)的形成和云團(tuán)爆炸過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬。把計(jì)算結(jié)果同現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行比較,從而判斷出那一種過(guò)程符合實(shí)際發(fā)生的情況。根據(jù)事故發(fā)生關(guān)鍵過(guò)程的初步分析結(jié)果,主要針對(duì)乙烯-空氣云團(tuán)形成、乙烯-空氣云團(tuán)爆炸、石腦油-空氣云團(tuán)形成、石腦油-空氣云團(tuán)爆炸等主要過(guò)程進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬分析。3.1 乙烯-空氣云團(tuán)和石腦油-空氣云團(tuán)形成過(guò)程模擬3.1.1 油庫(kù)罐區(qū)流場(chǎng)模型利用流體力學(xué)理論建立油庫(kù)罐區(qū)三維流場(chǎng)模型,應(yīng)用美國(guó)FLUENT公司的流體力學(xué)分析軟件Fluent5.3進(jìn)行流場(chǎng)模擬分析。流場(chǎng)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(shí)際大概是V0101區(qū)北面靠近東門(mén)的北面圍墻),南至油庫(kù)東門(mén)位置,包括了油庫(kù)罐區(qū)的大部分范圍(見(jiàn)圖1),流場(chǎng)的高度為60m 。模型中考慮了油庫(kù)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(jiǎn)化為與實(shí)際尺寸等效的長(zhǎng)方體,球形和柱形油罐被取為實(shí)際形狀和尺寸。圖2是流場(chǎng)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(shí)只列出圖號(hào),圖略去,下同)。流場(chǎng)的計(jì)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(biāo)準(zhǔn)的k-模型方程,同時(shí),采用了組分?jǐn)U散方程。(1) 控制方程(2) 計(jì)算方法采用了單步的segregated solver算法。該方法首先求解動(dòng)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(jì)算中,周?chē)髿鈼l件設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)大氣,過(guò)程時(shí)間設(shè)為27分鐘。根據(jù)北京市通縣氣象臺(tái)提供的當(dāng)時(shí)通縣地區(qū)的氣象資料,21時(shí)至21時(shí)30分,平均風(fēng)速為1m/s左右,是東南風(fēng)。實(shí)際上在油庫(kù)罐區(qū)內(nèi),風(fēng)速和風(fēng)向會(huì)處于一定的不定場(chǎng)狀態(tài),現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的風(fēng)場(chǎng)情況已難以準(zhǔn)確的確定。由于風(fēng)場(chǎng)對(duì)空氣云團(tuán)的位置和范圍有一定的影響,因此,在流場(chǎng)模型中,選取了兩種風(fēng)場(chǎng)條件,一種是風(fēng)速為1m/s的東南風(fēng),另一種是風(fēng)速為1m/s的偏南10度風(fēng)。圖3是第一種風(fēng)場(chǎng)條件下的風(fēng)壓分布圖。3.1.2 乙烯-空氣云團(tuán)形成過(guò)程模擬已有的分析結(jié)果表明,乙烯B罐的罐體本身并沒(méi)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(méi)有可靠的依據(jù)確定裂縫的尺寸,因此,對(duì)兩種管道裂縫情況進(jìn)行了計(jì)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(fēng)速為1m/s的東南風(fēng)下,乙烯空氣混合云團(tuán)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(shí),乙浠空氣云團(tuán)形狀為橢球型。同乙烯罐的尺寸相比,乙烯空氣云團(tuán)在不大(可等效為長(zhǎng)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(tuán)范圍有限,并在乙烯A罐的附近,風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)向?qū)σ蚁┛諝庠茍F(tuán)沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的影響。因此,本報(bào)告沒(méi)有進(jìn)行其它風(fēng)向下的乙烯-空氣云團(tuán)形成過(guò)程模擬。(2) 乙烯管道全部斷裂圖4(e)是在1m/s的東南風(fēng)下,乙烯管道全部斷裂時(shí),乙烯-空氣混合云團(tuán)在邊緣濃度為2.7%時(shí)的形狀和大小。云團(tuán)為扁長(zhǎng)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(tuán)形成過(guò)程的模擬石腦油從柱形浮頂罐溢出后,在空氣中揮發(fā),擴(kuò)散,形成石腦油空氣混合云團(tuán)。因此,主要對(duì)石腦油揮發(fā)和擴(kuò)散過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬。在模擬計(jì)算時(shí),需要石腦油在當(dāng)時(shí)溫度條件下的揮發(fā)速率。由于沒(méi)有現(xiàn)有的石腦油揮發(fā)速率數(shù)據(jù),因此,采用了實(shí)驗(yàn)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(fēng)速的東南風(fēng)下,在不同邊緣濃度下,數(shù)值模擬的石腦油空氣混合云團(tuán)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(shí),如圖(d)所示,石腦油空氣云團(tuán)高大約20m,其形狀近似梯形體,其長(zhǎng)約280m,最寬處約150m,高約20m。云團(tuán)范圍已到達(dá)東南方向的油庫(kù)東門(mén)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(fēng)速偏南10度風(fēng)下,乙烯-空氣混合云團(tuán)不同邊緣逍度下和形狀的大小。在邊緣濃度為1.2%時(shí),如圖6(d)所示,石腦油空氣混合云團(tuán)高大約20m,其形狀近似為長(zhǎng)約280m,寬約200m,高約20m的長(zhǎng)方體,同在東南風(fēng)下相比,其范圍到達(dá)東南方向的油腔庫(kù)東門(mén)位置,并覆蓋了油泵房的一部分。3.2 乙烯空氣云團(tuán)和石腦油空氣云團(tuán)的爆轟參數(shù)兩種爆炸去團(tuán)的爆轟參數(shù)包括:不同濃度下云團(tuán)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(tuán)爆炸模擬中需要的基本參數(shù)。本報(bào)告采用中國(guó)工程物理研究院開(kāi)發(fā)的fortran VLW 程序,計(jì)算乙烯空氣云團(tuán)的基本爆轟參數(shù)。由于實(shí)際中的氣云團(tuán)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(jì)算中,只能計(jì)算均勻濃度下云團(tuán)爆轟過(guò)程。根據(jù)乙烯空氣云團(tuán)和石腦油空氣云團(tuán)形成過(guò)程的模擬分析結(jié)果,本報(bào)告主要模擬計(jì)算了3.5%和5%濃度下,云團(tuán)爆轟過(guò)程。表1是乙烯一空氣云團(tuán)和石腦油空氣云團(tuán)在3.5%和5%濃度下的主要爆轟參數(shù)。表1 乙烯-空氣云團(tuán)和石腦油-空氣云團(tuán)的爆轟參數(shù)3.3 云團(tuán)爆炸模型,測(cè)點(diǎn)分布及-傷亡判據(jù)本報(bào)告采用AutoreaGas軟件模擬乙烯空氣云團(tuán)和石腦油空氣云團(tuán)爆炸過(guò)程。AutoReaGas軟件由美國(guó)Gentury Dy-namics公司和荷蘭TNO公司于1997年聯(lián)合開(kāi)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(lái)模擬計(jì)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(xiǎn)性辨識(shí)與安全評(píng)估,安全防護(hù)距離的測(cè)定,工房的了優(yōu)規(guī)劃設(shè)計(jì),沖擊墻與安全庇護(hù)設(shè)計(jì),物體沖擊波加載的測(cè)定和沖擊破壞等方面。3.3.1 爆炸場(chǎng)模型建立根據(jù)油庫(kù)罐區(qū)的分布情況,建立爆炸場(chǎng)模型。其范圍與流場(chǎng)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(jiǎn)化為實(shí)際尺寸相同的長(zhǎng)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(chǎng)模型的幾何平面圖。對(duì)于爆轟波可以用質(zhì)量、動(dòng)量、能量守恒方程和反應(yīng)速率方程來(lái)描述,其中對(duì)上述數(shù)學(xué)模型,進(jìn)行離散化處理,利用AutoReaGas軟件可以計(jì)算爆炸場(chǎng)中各點(diǎn)和各時(shí)刻的爆轟參數(shù)系數(shù)。3.3.2 測(cè)點(diǎn)布置在模擬計(jì)算中,主要在現(xiàn)場(chǎng)人員傷亡位置和部分毀傷點(diǎn)上設(shè)置測(cè)點(diǎn),記錄氣云團(tuán)爆炸中,測(cè)點(diǎn)位置超壓和溫度隨時(shí)間的變化過(guò)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(jì)算機(jī)的測(cè)點(diǎn)布置圖。19號(hào)測(cè)上為分別為9位死亡人員被發(fā)現(xiàn)位置,15號(hào)測(cè)點(diǎn)為乙烯B罐附近位置,16號(hào)測(cè)點(diǎn)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(duì)人體傷害準(zhǔn)則。根據(jù)表2中的數(shù)據(jù),可以判斷爆炸波超壓對(duì)人體的傷害程度。表2 爆炸波超壓對(duì)人體傷害準(zhǔn)則3.4 裂縫面積為乙烯管道截面積十分之一時(shí),乙烯空氣云團(tuán)爆炸模擬乙烯空氣云團(tuán)形成過(guò)程模擬結(jié)果表明,乙烯空氣云團(tuán)形狀為橢球形。同乙烯罐的尺寸相比,乙烯空氣云團(tuán)并不大,并在乙烯B罐的附近。由于計(jì)算中,乙烯管道裂縫開(kāi)口朝東南方向,在東南風(fēng)的作用下,乙烯空氣云團(tuán)在乙烯罐東南面。在爆炸模擬計(jì)算中,把橢球形云團(tuán)近似簡(jiǎn)化為長(zhǎng)8m,寬6m的立方體。模擬乙烯空氣云團(tuán)在3.5%和5%的平均濃度下的爆炸過(guò)程。另外,由于乙烯管道裂縫開(kāi)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(wèn)題,本報(bào)告對(duì)比乙烯空氣云團(tuán)在乙烯B罐西北面時(shí)的爆炸過(guò)程進(jìn)行了模擬。氣云團(tuán)爆炸數(shù)值模擬結(jié)果主要有不同時(shí)刻爆炸場(chǎng)空間的壓力分布,各個(gè)測(cè)點(diǎn)的壓力和溫度隨時(shí)間的變化情況等??紤]到篇幅有限,本報(bào)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(tuán)爆炸模擬(1)3.5%乙烯空氣云團(tuán)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(tuán)爆炸時(shí),不同時(shí)刻下爆炸場(chǎng)的壓力分布圖。從圖中可以看到,乙烯空氣云團(tuán)爆炸后,超壓區(qū)的影響范圍不大。隨著時(shí)間的推移,超壓區(qū)向東南方向擴(kuò)展。圖10(a)、(b)-圖18(a)、(b) 分別是19測(cè)點(diǎn)的壓力時(shí)間曲線和溫度時(shí)間曲線。從曲線圖中,可以看到,在乙烯空氣云團(tuán)爆炸過(guò)程中,1,2,3,6號(hào)測(cè)點(diǎn)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(hào)測(cè)點(diǎn)的最大超壓和最高溫見(jiàn)表3。表3 3.5%乙烯-空氣云團(tuán)爆炸超壓和溫度上述測(cè)點(diǎn)的最大超壓遠(yuǎn)小于表2對(duì)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(duì)在這些測(cè)點(diǎn)位置的人員不會(huì)有任何的傷害。圖19(a)、(b)是16號(hào)測(cè)點(diǎn)的壓力時(shí)間曲線和溫度時(shí)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(huì)受到爆炸的影響。以上測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)表明,如果乙烯空氣云團(tuán)在乙烯罐東南面首先發(fā)生爆炸,在現(xiàn)場(chǎng)死亡的9人中,都不會(huì)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(shí)上,他們都未幸免遇難。因此,本報(bào)告認(rèn)為,3.5%乙烯空氣云團(tuán)在乙烯罐東南面首先發(fā)現(xiàn)爆炸的情況沒(méi)有發(fā)生。(2)3.5%乙烯空氣云團(tuán)爆炸時(shí),不同時(shí)刻下爆炸場(chǎng)的壓力分布圖。從圖中可以看出。乙烯空氣云團(tuán)爆炸后,超壓區(qū)的影響范圍不大。隨著時(shí)間的推移,超壓區(qū)向南擴(kuò)展。圖21(a)、(b)-圖29(a)、(b)分別是19號(hào)測(cè)點(diǎn)的壓力時(shí)間曲線和溫度時(shí)間曲線。所有測(cè)點(diǎn)的最大超壓都小于300Pa,遠(yuǎn)小于表2中對(duì)人能造成輕微挫傷的19620Pa超壓下限,爆炸對(duì)在這些測(cè)點(diǎn)位置的人員不會(huì)有任何的傷害。圖30(a)、(b)是16號(hào)測(cè)點(diǎn)的壓力時(shí)間曲線和溫度時(shí)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(huì)受到爆炸的影響。因此,3.5%乙烯空氣云團(tuán)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(tuán)爆炸模擬(1) 5%乙烯空氣云團(tuán)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(tuán)爆炸時(shí),不同時(shí)刻下爆炸場(chǎng)的壓力分布圖。同3.5%乙烯空氣云團(tuán)爆炸結(jié)果相似,5%乙烯空氣云團(tuán)爆炸后,超壓區(qū)的影響范圍不大。隨著時(shí)間的推移,超壓區(qū)向東南方向擴(kuò)展。圖32 (a)、(b)-圖41(a)、(b)分別是19號(hào)測(cè)點(diǎn)和16號(hào)測(cè)點(diǎn)的壓力時(shí)間曲張和溫度時(shí)間曲線。7和8號(hào)測(cè)點(diǎn)的超壓相對(duì)較高,最大超壓大約為40006000Pa,最高溫度大約為290K,其它測(cè)點(diǎn)的最大超壓都低于1000Pa,最高溫度大約為288K。所有測(cè)點(diǎn)的最大超壓都遠(yuǎn)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(tuán)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(tuán)爆炸時(shí),不同時(shí)刻下爆炸場(chǎng)的壓力分布圖。超壓區(qū)的影響范圍不大,隨著時(shí)間的推移,超壓區(qū)向南擴(kuò)展。圖43(a)、(b)圖52(a)、(b)分別是19號(hào)測(cè)點(diǎn)和16號(hào)測(cè)點(diǎn)的壓力時(shí)間曲線和溫度時(shí)間曲線。所有測(cè)點(diǎn)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(tuán)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(shí),5%乙烯空氣云團(tuán)爆炸模擬結(jié)果圖53(ad)乙烯管全部斷裂時(shí),5%乙烯一空氣云團(tuán)爆炸時(shí),不同時(shí)刻下爆炸場(chǎng)的壓力分布圖。爆炸時(shí),在乙烯B罐東南面的超壓區(qū),隨著時(shí)間的推移,繼續(xù)向東南方向移動(dòng)。圖54圖63分別是19號(hào)測(cè)點(diǎn)和16號(hào)測(cè)點(diǎn)的壓力時(shí)間曲線。1,2,3,4,5,7,8,9號(hào)測(cè)點(diǎn)的超壓分別大約為81kpa,400kpa,520kpa、1300kpa,140kpa、1200kpa,1000kpa、160kpa。這些測(cè)點(diǎn)的超壓已大大超過(guò)了表2中可能性能造成大部分死亡的98.1kpa的超壓強(qiáng)度,在這些測(cè)點(diǎn)位置上的人員都會(huì)死亡。在以上這些測(cè)點(diǎn)上,基本符合現(xiàn)場(chǎng)情況。但6號(hào)測(cè)點(diǎn)的超壓大約為25kpa,在此處的人員只能受到輕微挫傷,而實(shí)際情況是人員已傷亡。16號(hào)測(cè)點(diǎn)的大約壓力為170kpa ,在此測(cè)點(diǎn)位置上的人員也會(huì)死亡,而實(shí)際情況是人員沒(méi)有受到任何傷害。因此,乙烯管全部斷裂時(shí),乙烯空氣云團(tuán)首先爆炸的情況不可能發(fā)生。3.6 石腦油空氣云團(tuán)爆炸模擬石腦油空氣云團(tuán)形成過(guò)程模擬結(jié)果表明,在爆炸極限濃度下,石腦油空氣云團(tuán)擴(kuò)散到了很大的范圍。在東南風(fēng)下石腦油空氣云團(tuán)形狀近似梯形體,在偏南10風(fēng)下石腦油空氣云團(tuán)形狀近似長(zhǎng)方體。在爆炸模擬計(jì)算,石腦油空氣云團(tuán)被簡(jiǎn)化為等效長(zhǎng)方體。在東南風(fēng)下,等效長(zhǎng)方體尺寸取為長(zhǎng)280m,寬150m,高20m。在偏南10風(fēng)下,等效長(zhǎng)方體尺寸取為長(zhǎng)280m,寬200m,高20m。3.6.1 3.5%石腦油空氣云團(tuán)爆炸模擬(1) 在東南風(fēng)下3.5%石腦油空氣云團(tuán)爆炸模擬結(jié)果圖64(a-b)是在東南風(fēng)下石腦油空氣云團(tuán)爆炸時(shí),不同時(shí)刻下爆炸場(chǎng)的壓力分布圖。從圖中可以看出,石腦油空氣云團(tuán)爆炸后,在云團(tuán)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(tuán)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(kù)區(qū)西南的兩排球形罐上反射后,在每個(gè)球形罐的附近形成了新的超壓區(qū),隨著時(shí)間的推移,新的超壓區(qū)向南擴(kuò)展。圖56(a)、(b)-圖73(a)、(b)分別是19號(hào)測(cè)點(diǎn)的壓力時(shí)間曲線和溫度時(shí)間曲線。在石腦油空氣云團(tuán)爆炸中,各號(hào)測(cè)點(diǎn)位置的最大超壓和最高溫度見(jiàn)表4。表4 3.5石腦油-空氣云團(tuán)爆炸超壓和溫度上述測(cè)點(diǎn)的超壓已大大超過(guò)了表2中可能造成大部死亡的98.1kpa的超壓強(qiáng)度,在這些測(cè)點(diǎn)位置上的人員都會(huì)死亡。6號(hào)測(cè)點(diǎn)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(tīng)覺(jué)器官損傷,內(nèi)臟輕度出血,骨折)的范圍,但已接近嚴(yán)重傷害(內(nèi)臟嚴(yán)重挫傷,可引起死亡)的下限值49.05kpa??紤]計(jì)算和實(shí)際情況存在一定的誤差,6號(hào)測(cè)點(diǎn)位置人可能是重傷,也有死亡的可能。15號(hào)測(cè)點(diǎn)位置在乙烯B罐的表面附近,圖74(a)、(b)是它的壓力時(shí)間曲線和溫度時(shí)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(dòng)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(jìn)一步的爆炸。以上結(jié)果表明,如果石腦油空氣云團(tuán)首先發(fā)生爆炸,在現(xiàn)場(chǎng)死亡的9人中,只有6號(hào)測(cè)點(diǎn)位置人可能會(huì)是重傷,其它人都沒(méi)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(jìn)一步的爆炸。因此,在東南風(fēng)下石腦油空氣云團(tuán)首先發(fā)生爆炸的情況,與實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)情況基本符合。(2) 偏南100風(fēng)下3.5%石腦油空氣云團(tuán)爆炸模擬結(jié)果圖75(a-b)是在偏南100風(fēng)下石腦油空氣云團(tuán)爆炸時(shí),不同時(shí)刻下爆炸場(chǎng)的壓力分布圖。在偏南10度風(fēng)下,石腦油空氣云團(tuán)爆炸過(guò)程與東南風(fēng)下的爆炸過(guò)程基本相似。在南10度風(fēng)向下石腦油空氣云團(tuán)覆蓋范圍更大,已覆蓋油泵房一部分。云團(tuán)爆炸后后,在云團(tuán)內(nèi)迅速形成壓力幅值較高的超壓區(qū),沖擊波在油庫(kù)區(qū)西面的兩排球形罐上反射后,在每個(gè)球形罐的附近形成了新的超壓區(qū),隨著時(shí)間的推移,新的超壓區(qū)向南擴(kuò)展。圖76(a)、(b)-圖84(a)、(b)分別是19號(hào)測(cè)點(diǎn)的壓力時(shí)間曲線和溫度時(shí)間曲線。1,2,3,4,9號(hào)測(cè)點(diǎn)位置的最大超壓大約為1400kpa,最高溫度大約為2500;5號(hào)測(cè)點(diǎn)位置的最大超壓大約為1800kpa,最高溫度大約為2700K;7號(hào)測(cè)點(diǎn)位置的最大超壓大約為800kpa,最高溫度大約為2400K;8號(hào)測(cè)點(diǎn)位置的最大超壓大約為1200kpa,最高溫度大約為2400K。這些測(cè)點(diǎn)的超壓已大大超過(guò)了表2中可能造成大部分死亡的98.1kpa的超壓強(qiáng)度,在這些測(cè)點(diǎn)位置上的人員都會(huì)死亡。6號(hào)測(cè)點(diǎn)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(guò)了表2中能造成嚴(yán)重的49.05kpa的超壓強(qiáng)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(hào)測(cè)點(diǎn)的壓力時(shí)間曲線和溫度時(shí)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(yán)重破壞,進(jìn)一步引起乙烯爆炸。偏南100風(fēng)向下3.5%石腦油空氣云團(tuán)爆炸模擬結(jié)果,與在東南風(fēng)下的結(jié)果基本相似,在人員傷亡方面與實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)情況基本符合,同時(shí),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(tuán)爆炸模擬(1) 在東南風(fēng)下5%石腦油空氣云團(tuán)爆炸模擬結(jié)果圖86(a-b)是在東南風(fēng)下5%石腦油-空氣云團(tuán)爆炸時(shí),不同時(shí)刻下爆炸場(chǎng)的壓力分布圖。同3.5%石腦油-空氣云團(tuán)爆炸相似,5%石腦油-空氣云團(tuán)爆炸后,在云團(tuán)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(kù)區(qū)西面的兩排球形罐上反射后,在每個(gè)球形罐的附近形成了新的超壓區(qū),隨著時(shí)間的推移,新的超壓區(qū)向南擴(kuò)展。圖87(a)、(b)-圖95(a)、(b)分別是19號(hào)測(cè)點(diǎn)的壓力時(shí)間曲線和溫度時(shí)間曲線。表5是各號(hào)測(cè)點(diǎn)位置的最大超壓最高溫度。表5 5%石腦油-空氣云團(tuán)爆炸超壓和溫度由表5可見(jiàn),在這些測(cè)點(diǎn)位置上的人員都會(huì)死亡。6號(hào)測(cè)點(diǎn)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(guò)了表2中能造成嚴(yán)重傷瞎的49.05kpa的超壓強(qiáng)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(shí)間曲線和溫度時(shí)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(jìn)一步的爆炸。因引,此種情況與實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)情況也基本符合。(2) 偏南100風(fēng)向下3.
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 建造外圍墻合同協(xié)議書(shū)
- 2025年嵌入式考試挑戰(zhàn)與對(duì)策試題及答案
- 無(wú)法繼續(xù)履行合同協(xié)議書(shū)
- 2025年嵌入式系統(tǒng)快速提分試題及答案
- C語(yǔ)言試題解析的奧秘試題及答案
- 財(cái)務(wù)成本管理理論知識(shí)要點(diǎn)試題及答案
- 接店合同協(xié)議書(shū)模板
- 社會(huì)工作者-民航安全檢查員基本知識(shí)真題庫(kù)-6
- 2025年計(jì)算機(jī)二級(jí)JAVA考試真題回顧及常見(jiàn)問(wèn)題試題及答案
- 感知測(cè)試中的模型與方法探討試題及答案
- 橋梁工程施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)方案
- 事態(tài)升級(jí)管理程序
- 管理學(xué)(馬工程版)課后思考與練習(xí)解答(課后習(xí)題答案)
- 餐券模板完整
- 食堂副食品配送服務(wù)投標(biāo)方案(技術(shù)方案)
- 暖通空調(diào)文獻(xiàn)翻譯
- 2019-2020中山六年級(jí)數(shù)學(xué)(下)期末卷
- 新腎損傷課件
- 承壓設(shè)備損傷模式識(shí)別課件
- 盜夢(mèng)空間課件完整版
- 小學(xué)英文繪本閱讀課:小蝌蚪找媽媽
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論