液体火灾(池火)事故后果评价

液体火灾事故后果（池火）分析

（孙自涛整理）

一、池火半径r 的计算

池火半径(多用于罐区)r=(S/π)1/2 （单位m ）

池火半径(多用在船舱或其他不规则形态)r=(3s/π) 1/2/2 式中：S 为防火堤内面积或其他不规则形面积。 π取3.14（以下略）

二、池火燃烧速度（Mf ）计算

1、可燃液体沸点高于周围环境温度时。单位面积燃烧速度Mf 值计算公式为：（有些物质可查表）

H T Tb Cp Hc

dt dm Mf +-=

=

)0(001.0

式中: MF 为单位面积燃烧速度，（Kg/m 2s ）

H C 为液体燃烧热；（J/Kg ）(也可查表) Cp 为定亚比热；(J/Kg.K) (可查表) T b 为物质沸点；（K ）(可查表) T 0为环境温度；（K ）(可查表) H 为物质气化热；（J/Kg ）(可查表)

2、可燃液体沸点低于周围环境温度时。单位面积燃烧速度Mf 值计算公式为：

H

Hc dt dm Mf 001.0=

= 式中:各符号表示内容同上。

三、计算燃烧时间（即池火持续时间）

SMf

W

t =

式中: t 为池火持续时间 ， （s ）

W 为液池液体的总质量，（Kg ）

S 为液体的面积，m 2

Mf 为液体单位面积燃烧速度，（Kg/m 2s ）

四、计算燃烧火焰高度

1、计算公式

根据托马斯池火火焰高度经验公式，计算池火的火焰高度h ：

h = 84r{Mf/[ρo （2gr ）0.5] }0.6

式中: h 为池火火焰高度m;

r 为液池半径或等效半径,（单位m ）

p 0为周围空气密度。（取1.29 Kg/m 3）

g 为重力加速度，（9.8m/S 2）

Mf 即dm/dt 为液体单位面积燃烧速度，（Kg/m 2s ）

或使用池火焰高度的经验公式转换如下：

61.00)]/([42gD m D

L

h f ρ⨯==

式中：L 为火焰高度（m ），

D 为液池直径（m ）， m f 为燃烧速率（kg/m 2s ），

ρ0为空气密度（kg/m 3），g 为引力常数。

2、列出物质相关参数

甲醇池火计算相关参数

例；某单位一甲醇罐池火火焰高度计算

h = 84r{Mf/[ρo（2gr）0.5] }0.6

= 84×15.9×{0.016/[1.293×（2×9.8×15.9）0.5] }0.6

=17.1（m）

五、计算总热辐射通量

1、计算公式

Q = [rπ(r+2h）（dm/dt）ηHc]/[72(dm/dt)0.60+1]

= [15.9π(15.9+2×17.1)×0.016×0.25×2.269×107]/[72×0.0160.6+1]

=3.2325×107（W）（例题计算）

Q ＝[rπ(r+2h）（dm/dt）ηHc]/[72(dm/dt)0.60+1]

或＝(πr2+2πrh)(dm/dt)×ηHc/[72(dm/dt)0.60+1]

式中：Q—总热辐射通量，W；

r－为液池半径或等效半径,（单位m）

dm/dt－为Mf即液体单位面积燃烧速度，（Kg/m2s）

η－为效率因子，取0.13－0.35之间

Hc－为HC为液体燃烧热；（J/Kg）(也可查表)

六、计算目标入射通量与距离确定

1、入射通量:假设全部辐射热量由液池中心点的小球面辐射出来，则距液池中心某一距离χ处的入射通量（目标入射热辐射强度）计算公式为：

I=Qt c/[4πx2]

式中：I：目标入射热辐射强度，又叫入射通量，kW/m2；

Q：总热辐射通量， kW；

t c: 热传导系数，在无相对理想的数据时，可取1；

x：目标点到液池中心距离，m。

2、计算出目标点到液池中心距离：当入射通量（或热辐射强度）为不同值时，可用代入法计算出目标点到液池中心距离x，当I1=37.5kW/m2时，求出x值；

例：χ1=(Qt C/4πI1)0.5

=[32325×1/(4π×37.5)]0.5= 8.3 m

当I2=25.0kW/m2时，求出x值；

例：χ2=(Qt C/4πI)0.5

=[32325×1/(4π×25.0)]0.5= 10.1 m

当I3=12.5kW/m2时，求出x值；

例：χ3=(Qt C/4πI)0.5

=[32325×1/(4π×12.5)]0.5= 14.3m

当I4=4.0kW/m2时，求出x值；

例：χ4=(Qt C/4πI)0.5

=[32325×1/(4π×4.0)]0.5=25.4m

当I5=1.6kW/m2时，求出x值；

例：χ5= (Qt C/4πI)0.5

=[32325×1/(4π×1.6)]0.5=40.1m

3、不同入射通量（或热辐射强度）危害程度确定

火灾通过热辐射的方式影响周围环境，当火灾产生的热辐射强度足够大时，可造成周围设施受损甚至人员伤亡。不同入射通量造成的危害程度可见如下参照表:

不同入射热辐射强度（或通量）所造成的危害程度参照表

4、按照入射通量（或热辐射强度）为不同值时，用代入法计算出的目标点到液池中心距离，列表说明其危害程度。

不同入射热辐射强度（或通量）所造成的危害程度

例：从计算结果可知，当甲醇储罐发生池火事故时，要达到“财产不受损失”、“人员长时间辐射无不舒服感”的危害程度以下，则与液池的有效安全距离应大于40.1m。25米以外则为可避免重伤发生的距离。