風(fēng)險程度部分計算方法

實用文案山東省醫(yī)藥工業(yè)設(shè)計院成都慎恒化工技術(shù)服務(wù)有限公司專篇風(fēng)險程度計算方法目的按照國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局有關(guān)文件的規(guī)定和要求，結(jié)合相關(guān)計算方法，對《成都慎恒化工技術(shù)服務(wù)有限公司危險化學(xué)品建設(shè)項目安全設(shè)施設(shè)計專篇編制規(guī)定》所規(guī)定的安全設(shè)施設(shè)計專篇中的風(fēng)險程度計算部分做出以下要求及說明。使用范圍本文件規(guī)定了危險化學(xué)品建設(shè)項目安全設(shè)施設(shè)計專篇中對風(fēng)險程度的計算內(nèi)容、方向及深度，需要設(shè)計人員根據(jù)不同項目的實際情況進行選擇、計算。風(fēng)險程度的內(nèi)容、深度要求3.1根據(jù)同類裝置事故情況，對物料泄漏可能性進行分析從爆炸、火災(zāi)、毒性、腐蝕性等四個方面入手，從工藝過程設(shè)備、管道方面分析設(shè)計上采取措施后發(fā)生物料泄露的可能性。3.2作業(yè)場所出現(xiàn)泄漏后造成爆炸火災(zāi)事故條件和所需時間一、爆炸：1）氣體泄漏引發(fā)的爆炸首先根據(jù)以下準則判斷泄漏時氣體流動屬于音速還是亞音速。音速：P02Pk1

kk1k亞音速：P0＞2k1Pk1標準文檔實用文案式中，P0為環(huán)境壓力；P為事故容器內(nèi)壓（均為絕對壓力 Pa）①若氣體泄漏時為音速流動，其泄漏速度： （kg/s）Q0Cd··APM·k2RTk1

1k1②若氣體泄漏時為亞音速流動，其泄漏速度： （kg/s）Q0Y·Cd··APM·k2RTk1

1k1式中，Cd---氣體泄漏系數(shù)，圓裂口取1；三角形裂口取0.95；長方形取0.90.一般取最大，即圓裂口。A---泄漏口面積。（m2）M---物質(zhì)的分子量R---氣體常數(shù)（J/mol.K-1），R=8.314T---氣體溫度（K）Y---氣體膨脹因子上式中，氣體膨脹因子Y計算方法如下：Y

1 k 1

k1P2k1k1kkP01k 1 2

P0P氣體泄漏到造成爆炸火災(zāi)事故所需時間：Vg（Vg為所確定爆炸氣體體積×爆炸下限。）Q02）液體泄漏引發(fā)的爆炸液體泄漏速度：2PP02ghQ0Cd··Ad1；三角形裂口取0.95；長方形取0.90.一般取最大，式中：C---氣體泄漏系數(shù)，圓裂口取即圓裂口。A---泄漏口面積。（m2）ρ---泄漏液體密度，kg/m3P---事故容器內(nèi)壓，PaP---環(huán)境壓力，Pa0g---重力加速度，g=9.8m/s2標準文檔實用文案h---裂口之上液位高度d的選取值：C雷諾數(shù)裂口形狀圓形（多邊形）三角形長方形＞1000.650.600.55≤1000.500.450.40①當(dāng)容器內(nèi)液體是過熱液體，即液體的沸點低于周圍環(huán)境溫度，液體流過裂口時由于壓力減小而突然蒸發(fā)。蒸發(fā)所需熱量取自于液體本身，而容器內(nèi)剩下的液體溫度將降至常壓沸點。這種情況下（ 閃蒸），泄漏直接蒸發(fā)液體所占百分比F可按下式計算：CpTT0H式中：Cp---液體的定壓比熱， J/kg.K-1T--- 泄漏前液體溫度， KT 0--- 液體常壓沸點H--- 液體氣比熱 J/kg注：F＞0.2時，一般不會形成液池；＜0.2時，F(xiàn)與帶走液體之比有線性關(guān)系；F=0 時，沒有液體帶走（蒸發(fā)）F=0.1 時，有50%的液體帶走。閃蒸時，t＜30s。，閃蒸量：VF·F=V（V可通過氣體狀態(tài)方程進行換算）②一般液體擴散的擴散速度ShA1L2式中：α---分子擴散系數(shù)。 m/sSh--- 舍伍德數(shù)，A--- 液池面積，m2L--- 液池長度，m3ρ1--- 池體密度，kg/m標準文檔實用文案1/2 1/3Sh=0.664Re Sc其中：Re——雷諾數(shù)；Sc ——施密特數(shù)。Sc=ν/D=μ/ρD其中：ν——動黏滯系數(shù)，D——擴散系數(shù)，μ——黏滯系數(shù)，ρ——密度 。所需時間：t Vg （Vg為所確定爆炸氣體體積×爆炸下限。）Q0（3）兩相流泄漏用于兩相流質(zhì)均為易燃易爆物質(zhì)，若一相流質(zhì)為不燃，則按氣體/流體擴散計算。Q0Cd··A2PPc式中：Cd---兩相流泄漏系數(shù)，可取0.8；A---裂口面積，m2；P---兩相混合物的壓力，Pa；Pc---臨界壓力，Pa，取Pc=0.55Pa；ρ---兩相流平均密度，kg/m3。1Fv1Fv12式中：ρ1--- 氣相密度，kg/m3；2---液相密度，kg/m3；F v--- 氣相比例。Cp·T TcFvH式中：Cp---兩相混合物的定壓比熱， J/kg.K-1；T--- 兩相混合物溫度， K;T c--- 臨界溫度，K；標準文檔實用文案H--- 液體的氣比熱， J/kg。當(dāng)Fv＞1時，液相全部蒸發(fā)；Fv很小時，可近似流體泄漏。二、燃燒：由于可燃性物質(zhì)燃燒所需條件為：可燃物、助燃物、點火源。燃燒無對可燃物濃度的要求，只要有點火源即可發(fā)生火災(zāi)。3.3作業(yè)場所出現(xiàn)具有毒性的化學(xué)品泄漏后擴散速率及達到人的接觸最高限值的時間一、有毒液化氣體泄漏、擴散速度按前面對液體、氣體物質(zhì)泄漏、擴散的公式進行計算。二、有毒液化氣體蒸發(fā)蒸汽的體積：Vg22.4Wctt0273t0M·q273式中：W---有毒物質(zhì)量，kg；t--- 事故容器發(fā)生事故前的溫度，℃；c--- 液體介質(zhì)比熱， KJ/kg.℃；t 0--- 標準沸點，℃；q--- 汽化熱，KJ/kg。如已知某種有毒物質(zhì)的危險濃度， 則可求出其危險濃度下的有毒空氣體積：V=Vg×100/危險濃度同理求出人的接觸最高限值的空氣體積 V’則達到人的接觸最高限值的時間 t=V’/Q03.4相應(yīng)場所出現(xiàn)爆炸、火災(zāi)、中毒、灼燙事故造成人員傷亡的范圍一、爆炸0.429①死亡半徑：RD=0.961WTNT0.332②重傷半徑：RS=4.774WTNT標準文檔實用文案③輕傷半徑公式：RM=1.8RS④財產(chǎn)損失半徑為：RF=5.6WTNT1/3/[1+（3175/WTNT）2]1/6二、火災(zāi)（1）根據(jù)不同的火災(zāi)類型計算出火災(zāi)的輻射熱通量①池火可燃液體泄漏后流到地面形成液池，或流到水面并覆蓋睡眠，遇到火源燃燒而成池火。第一步先計算液體燃燒速度：當(dāng)液池中的可燃液體的沸點高于環(huán)境溫度時，其燃燒速度：dm 0.001Hcdt Cp Tb T0 H式中：dm/dt——單位表面積燃燒速度； kg/(m2·s)H c——液體燃燒熱； J/kgC p——液體的比定壓熱容； J/(kg·K)T b——液體的沸點； KT 0——環(huán)境溫度； K——液體的汽化熱；J/kg當(dāng)液體的沸點低于環(huán)境溫度時，其單位面積的燃燒速度為：dm 0.001Hcdt H式中符號意義同前。（部分液體燃燒速度可從手冊中直接查得）第二步，得到液體燃燒速度后，計算出火焰高度：設(shè)液池為一半徑為 r的圓形池子，其火焰高度可按下式計算：0.6dm/dth 84r 10 2gr2式中：dm/dt——燃燒速度； kg/(m2·s)——液池半徑；mρ0——周圍空氣密度； kg/m3g ——重力加速度； 9.8m/s2標準文檔實用文案其余符號意義同前。第三步，得出液體燃燒速度及液池火焰高度后，可按下式計算液池燃燒放出的總的熱輻射通量：2rhdmHc/72dm0.61Qr21dtdt式中Q——總輻射熱通量；Wη——效率因子；可取0.13～0.35其余符號意義同前。②噴射火加壓的可燃物質(zhì)泄漏時形成射流，如果在泄漏裂口處被點燃，則形成噴射火。這里把整個噴射火看成是由沿噴射中心線上的幾個點熱源組成，每個點人員的熱輻射通量相當(dāng)。點熱源的輻射通量為：q ·Q0·Hc式中：q——點熱源熱輻射通量， W；η——效率因子；可取 0.35；Q 0——泄漏速度， kg/s；Hc——燃燒熱， J/kg。總的熱輻射通量：Q=nqR式中：n——計算時選取的點熱源數(shù)，一般取 n=5；——輻射率，可取0.2。③火球低溫可燃液化氣體由于過熱，容器內(nèi)壓增大，使容器爆炸，內(nèi)容物釋放并被點燃，發(fā)生劇烈的燃燒，產(chǎn)生強大的火球，形成強烈的熱輻射。火球燃燒時放出的輻射熱通量為：標準文檔實用文案HcMQt式中：Q——火球燃燒時輻射熱通量； WH c——燃燒熱； J/kgη——效率因子；取決于容器內(nèi)可燃物質(zhì)的飽和蒸汽壓，η=0.27p0.32(2)熱輻射造成人員傷亡的范圍計算：Q·tcxi42式中 I——點熱源 i至目標x處的熱輻射強度； W/mQ——總熱輻射通量； Wt c——熱傳導(dǎo)系數(shù)，在五相對理想的數(shù)據(jù)時，可取值為 1x i——點熱源到目標點的距離； m。值的選取，熱輻射強度2kW/m

對設(shè)備的損害 對人的傷害37.5操作設(shè)備全部損壞1%死亡10s100%死亡1min25在無火焰、長時間輻射下，重大損傷10s木材燃燒的最小能量100%死亡1min12.5