对可能发生的危险化学品事故后果的预测和模拟计算过程.docx

对可能发生的危险化学品事故后果的预测和模拟计算过程1、锅炉物理爆炸模拟计算过程本公司有1T快装锅炉两台，导热油炉一台。蒸汽锅炉当操作失误，炉内缺水或满水，极易引起锅炉物理爆炸。锅炉压力容器破裂爆炸时所释放的能量除少量消耗于将容器撕裂并将容器或其碎片抛出之外，大部分发生冲击波。冲击波是一种强扰动的传播波，冲击波的破坏作用主要是由波面上的超压引起的，冲击波超压的大小首先与爆炸能量的大小直接相关，同时也与该点同爆炸源的距离有关。在爆炸源或爆炸中心，空气冲击波超压可达几百甚至几千千帕，距爆炸源越远，冲击波超压越小，逐渐衰减为零。现就锅炉爆炸引起的冲击波超压产生对人和物的损害，模拟计算如下：过热状态下液态破裂时释放的爆炸能量可按下式计算：式中：—饱和水容器的爆破能量，KJ；V—容器内饱和水所占的容积，M3；—饱和水爆破能量系数，KJ／m3。可见下表：饱和水爆破能量系数表压力P (MPa) 0.3 0.5 0.8 1.3 2.5 3．0 Cw(KJ·m3)(1)爆破能量E，计算因锅炉最高工作压力为0.8MPa，故取；V=1m3所以=×1= (KJ)(2)将爆破能换算成TNT当量q因为1KgTNT爆炸所放出的爆破能量平均为KJ／kg故q=／=10.78(3求出爆炸模拟比a=0.1(4)1000 kg TNT爆炸后在不同距离产生的冲击波超压可通过实验测得如下表：=1000 kg TNT爆炸时的冲击波超压距离R0(M)56789101214161820冲击波超压△P0(MPa))2.9 42.061.671.270.950.760.500.330.2350.170.126距离R0(M)2530354045505560657075冲击波超压△P0(MPa))0.0 700.0570.0430.0330.0270.02350.02050.0180.0160.01430.013 (5)根据模拟比R=a·R0采用“比例法则”，确定锅炉R不同距离的超压值，计算见下表：距锅炉不同距离的超压值距离 R(M) 1.12.2l 3.29 6.6 10．O 13.2 16.0超压值△P0(MPa))2.94 0.760.28 0.057 0.0270.018 0.013(6)冲击波的破坏作用：冲击波超压对人体的伤害作用△P(MPa)伤害程度0.02—0.030.03—0.05O0.05—0.100.10轻微损伤听觉器官损伤或骨折内脏严重损伤或死亡大部分人员死亡冲击波超压对建筑物的破坏作用△P(MPa)破坏情况△P(MPa)破坏情况0.005一0.006门窗玻璃部分破碎0.06—0.07木建筑公司房屋柱折断房架松动0.006—0.01受压面门窗玻璃大部分破坏0.07—0.10砖墙倒塌0.015—0.02窗框损坏0.10—0.20防震钢筋混凝土破坏，小房屋倒塌0.02—0.03墙裂缝0.2—-0.3大型钢架结构破坏0.04—0.05墙大裂缝屋瓦掉下(7)锅炉物理爆炸在不同距离冲击波超压对人体、建筑物的伤害、破坏作用见下表：距离(M)△P(MPa)对人体的伤害对建筑物的破坏 3.290.28大部分人员死亡大型钢架结构破坏 6.6 0.057内脏严重损伤或死亡木建筑公司房屋柱折断房架松动 10 0.027轻微损伤墙裂缝 13.2 0.018轻微损伤窗框损坏 160.013轻微损伤受压面门窗玻璃大部分破坏从上表可以看出在距离爆炸中心16M以外的人员和建筑物、设备基本上不会受到伤害。 (8)锅炉物理爆炸在不同的距离其碎片对人和物的伤害程度也是不同的，其伤害程度取决于其动能碎片的动能正比于其质量及速度的平方，碎片在脱离壳体时常具有80-120M／S的初速、即使飞离爆炸中心较远时也常有20-30m／s的速度。在此速度下，质量为1kg的碎片动动能即可达200一450J，足可致人重伤或死亡。碎片还可能埙坏附近的设备和管道，引起连续爆炸，造成更大危害。2、桉叶油（樟脑油）——池火泄露火灾事故模拟计算桉叶油(樟脑油)泄漏后流到地面形成液池，或流到水面并覆盖水面，遇到火源燃后而成池火。1)燃烧速度当液池中的可燃液化的沸点高于周围环境温度时，液体表面上单位面积燃烧速度dm／dt为：式中dm／dt一单位表面积燃烧速度，Kg／㎡SH。—液体燃烧热，J／蚝；—液体的比定压热容，J／kgK—液体的沸点，K；—环境温度，K；H—液体的汽化热，J／kg。燃烧速度也可以从手册中直接得到。2)火焰高度设液池为半径r的圆池子，其火焰高度可按下式计算：H—火焰高度，r —液池半径，—周围空气密度，kg／m3；取1kg／m3g—重力加速度，dm／dt—燃烧速度，kg／(㎡S)3)热辐射通量当液池燃烧到放出的总热辐射通量为：式中