蒸汽云爆炸、池火災計算方法ZI

1、附件4定量分析危險、有害程度的過程附件4.1固有危險程度定量分析1、具有爆炸性的化學品的質量及相當于梯恩梯（TNT）的摩爾量附表4.7.1 相關數(shù)據(jù)名稱分子量生產(chǎn)場所物料質量燃燒熱(kJ/mol)爆炸極限最易爆炸濃度備注二硫化碳76.1415t1030.81.3-44%（V/V）7.5假定生產(chǎn)場所發(fā)生嚴重泄漏使生產(chǎn)廠房內部空間的濃度達到爆炸極限下限而發(fā)生爆炸氨17.071.8316.2516-25%（V/V）17硫磺32.0615t29735-1400g/m370假定硫磺粉碎及干燥廠房內部空間的濃度達到粉塵爆炸極限濃度而發(fā)生爆炸1、爆炸空間物質量計算Wf=VLm式中：V-爆炸空間的體積大小m3

2、, Lm-最易爆炸濃度-可燃氣體的密度1）二硫化碳IS90車間的晾曬廠房24*15*8=2880m3二硫化碳的密度為3.17kg/m3最易發(fā)生爆炸的總量Wf=VLm=2880*7.5%*3.17=685kg上限發(fā)生爆炸的總量Wf=VLm=2880*44%*3.17=4020kg2）氨制冷車間廠房20*15*8=2400m3氨的密度為0.71kg/m3最易發(fā)生爆炸的總量Wf=VLm=2400*17%*0.71=290kg上限發(fā)生爆炸的總量Wf=VLm=2400*25%*0.71=426kg3）硫磺粉塵IS60車間的粉碎廠房24*15*8=2880m3硫磺的最易爆炸濃度為70g/m3=0.07kg

3、/m3Wf=VLm=2880*0.07=202kg硫磺的發(fā)生爆炸的上限濃度為1400g/m3=1.4kg/m3Wf=VLm=2880*1.4=4032kg2、TNT當量計算蒸汽云爆炸的TNT當量計算公式：WTNT=AWfQf/QTNT式中 A蒸汽云的TNT當量系數(shù)，取4；WTNT蒸汽云的TNT當量，Kg；Wf蒸汽云中燃料總質量，Kg；Qf燃料的燃燒熱，MJ/Kg；QTNTTNT的爆熱， QTNT=4520 kJ/kg；1）二硫化碳蒸汽云爆炸的TNT當量計算：WTNT1=AWfQf/QTNT0.04×685×1000/76.14×1030.8/452082.1kgW

4、TNT2=AWfQf/QTNT0.04×4020×1000/76.14×1030.8/4520482kg2）硫磺粉塵蒸汽云爆炸的TNT當量計算：WTNT1=AWfQf/QTNT0.04×202×1000/32.06×297/452016.6KgWTNT2=AWfQf/QTNT0.04×4032×1000/32.06×297/4520331Kg3）氨蒸汽云爆炸的TNT當量計算：WTNT1=AWfQf/QTNT0.04×290×1000/17.07×361.25/452054.3

5、KgWTNT2=AWfQf/QTNT0.04×426×1000/17.07×361.25/452080Kg3、具有可燃性的化學品的質量及燃燒后放出的熱量1）二硫化碳燃燒后放出的熱量生產(chǎn)車間二硫化碳的Q11030.8×15000×1000/76.14=20.3×107J儲罐區(qū)二硫化碳的Q21030.8×30000×1000/76.14=40.6×107J2）硫磺燃燒后放出的熱量10t硫磺燃燒Q1297×10000×1000/32.06=9.26×107J15t硫磺燃燒Q2297

6、×15000×1000/32.06=13.89×107J300t硫磺燃燒Q3297×3000000×1000/32.06=2778×107J500t硫磺燃燒Q4297×5000000×1000/32.06=4630×107J3）全部氨燃燒Q361.25×1800×1000/17.07=3.81×107J附件4.2爆炸事故影響的范圍1、爆炸事故的條件引發(fā)爆炸的條件是：爆炸品（內含還原劑和氧化劑）或可燃物（可燃氣、蒸氣或粉塵）與空氣混合物達到爆炸極限范圍并由起爆能源同時存在引發(fā)爆

7、炸。引發(fā)火災的三個條件是：可燃物、氧化劑和點火能源同時存在，相互作用。本項目爆炸性、可燃性的化學品的作業(yè)場所出現(xiàn)泄漏后，可能引發(fā)爆炸、火災事故的條件見附表4.2.1。附表4.2.1作業(yè)場所出現(xiàn)泄漏后爆炸、火災事故的條件爆炸、火災事故條件內容備注爆炸品無可燃物硫磺、氨、二硫化碳可燃物如果泄漏后蒸氣遇火源發(fā)生延遲點火，存在發(fā)生蒸氣云爆炸的危險氧化劑空氣中的氧點火能源1.化學（或物理）火源：明火2.電火源：電氣火花、靜電火花、雷電等3.機械火源：如摩擦、撞擊、絕熱壓縮等4.熱火源：蒸汽、管道高溫表面5.聚光源2、爆炸事故造成人員傷害的范圍根據(jù)危險辨識，本項目最有可能發(fā)生爆炸的危險場所為硫磺粉碎作業(yè)場

8、所發(fā)生的粉塵爆炸。1）蒸氣云爆炸事故傷亡范圍計算根據(jù)超壓沖量準則和概率模型得到的半死亡率半徑R0公式如下：式中：WTNT蒸汽云的TNT當量，kg；2）蒸氣云爆炸事故傷亡范圍計算結果本項目爆炸事故造成人員傷亡半徑見下附表4.2.2.附表4.2.2爆炸事故造成人員傷亡半徑表子單元名稱?；访Q最易發(fā)生爆炸最大極限爆炸備注TNT當量（Kg）死亡半徑（m）TNT當量（Kg）死亡半徑（m）IS60硫磺生產(chǎn)裝置硫磺粉塵16.633118.83粉塵爆炸IS90硫磺生產(chǎn)裝置二硫化碳82.15.448210.4蒸氣云爆炸制冷、制氮系統(tǒng)氨54.34.6805.3蒸氣云爆炸3）結果分析以上計算是根據(jù)兩個假設條件，一

9、般來說達到爆炸上限而發(fā)生嚴重爆炸事故的可能性很小，而達到下限即發(fā)生較小爆炸的可能性也較小，每一種易燃易爆化學品都有它最易發(fā)生爆炸的濃度，這時的爆炸影響范圍最可信。（1）IS60車間硫磺粉塵發(fā)生爆炸，可能引起地面及墻壁上的粉塵飛揚而引起二次爆炸，二次爆炸的威力根據(jù)現(xiàn)場粉塵的總量，如果粉塵量很大，二次爆炸的威力和引起死亡的距離也要大很多，死亡半徑達到8.83m。（2）IS90車間發(fā)生二硫化碳蒸汽云爆炸的模擬計算是按照最易發(fā)生爆炸的濃度計算，如果大量泄漏，場所內的物料濃度達到上限，那么爆炸威力和影響范圍也會大很多，死亡半徑達到10.4m。（3）制冷車間氨泄漏發(fā)生爆炸的上下極限相差不大，發(fā)生蒸汽云爆炸

10、最大死亡半徑也達到5.3m.附件4.3 池火災事故影響的范圍二硫化碳屬于可燃性液體，泄漏后流到地面形成液池，或流到水面并覆蓋水面，遇到引火源燃燒而形成池火。(1)燃燒速度當液池中的可燃物的沸點高于周圍環(huán)境溫度時，液池表面上單位面積燃燒速度為：=0.0382/m2s式中，單位表面積燃燒速度，/m2s；液體燃燒熱，二硫化碳的=13540000J/；液體的定壓比熱，二硫化碳的=240J/ K；液體沸點，二硫化碳的=319K；環(huán)境溫度，設環(huán)境溫度為=303K；液體蒸發(fā)熱，二硫化碳的=351000J/。 (2)火焰高度火焰高度h可按下式計算：h=84r=84×3.4=9.8式中，-周圍空氣密度

11、，為1.29/m3；g-重力加速度，9.8m/s2；r-液池半徑，液池為正方形，面積36m2，半徑為3.4m(3)熱輻射通量設液池為一半徑為r的圓形池，則液池燃燒時放出的總熱通量Q為：=3.6×107 w=3.6×104 kw式中，r液池半徑，m；h火焰高度，m；效率因子，可取0.13-0.35；本項目取0.25Hc液體燃燒熱，13540000J/；(4)熱輻射強度假設全部輻射熱都是從液池中心點的一個微小的球面發(fā)出的則在距液池中心某一距離的入射熱輻射強度I為：式中，總熱輻射通量，W；空氣導熱系數(shù),本項目取1；x對象點到液池中心距離。當入射通量一定時可以求出目標點到液池中心距離，因此：當=37.5kW/m2時，當=25.0kW/m2時，當=12.5kW/m2時，當=4.0kW/m2時，當=1.6kW/m2時，若發(fā)生嚴重池火災，其計算結果如下表：附表4.3.1 二硫化碳池火災影響半徑計算結果表基本計算結果傷害半徑m熱輻射強度Kw/m2對設備的損壞對人的傷害燃燒速度0.0382/m2s液池半徑3.4m