北京東方化工廠“6_27”事故原因計(jì)算機(jī)模擬分析報(bào)告.doc

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.