蒸汽云爆炸伤害半径计算模型

C.7蒸汽云爆炸模型分析

该工程建设项目原料罐区设100m 3异丁烯储罐2台,如1台不慎发生爆裂,发生火灾爆炸,其气体泄漏量计算公式如下：

gh p p p A C Q d L 220+⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛-=ρ

式中：

Q L ——液体泄漏速度，kg/s ； C d ——液体泄漏系数； A ——裂口面积，m 2； ρ——泄漏介质密度，kg/m 3； P ——容器内介质压力，Pa ； P 0——环境压力，Pa ； g ——重力加速度；

h ——裂口之上液位高度，m 。

现假设异丁烯储罐破裂形成80mm ，宽20mm 的长方形裂口，裂口之上液位高度忽略，泄漏时间取1min ，液体密度取670kg/m 3，环境大气压取0.1MPa ，介质压力取0.6MPa ，液体泄漏系数取0.5。经计算，异丁烯泄漏速度为1.695kg/s ，泄漏量为101.7kg 。

根据荷兰应用科研院提供的蒸汽云爆炸冲击波伤害半径计算公式计算伤害半径：

()3

/1C S H V N C R ∙∙=

式中：

R ——损害半径，m ；

C S——经验常数，取决于损害等级，具体损害等级见表C-5；

N——效率因子，一般取10%；

V——参与爆炸的可燃气体体积，m3；

H C——高热值，kJ/m3，取240771.7 kJ/m3；

表C-5 损害等级表

损害

等级

Cs 人员伤害设备损坏备注

1 0.03

1%死亡于肺部伤害

＞50%耳膜破裂

＞50%被碎片击伤。

重创建筑物和设备

2 0.06

1%耳膜破裂。

1%被碎片击伤。

造成建筑物外表的可

修复性破坏

3 0.15 被玻璃击伤玻璃破碎

4 0.4 10%玻璃破碎

通过现假设异丁烯储罐破裂并泄漏1min，计算出泄漏量为101.7kg，折算成气体体积为40599.7704m3。异丁烯的高热值取120772.321kJ/m3。

结合表C-5中C S的值，带入公式，计算出不同损害等级的半径如下：

表C-6 损害半径表

损害

等级

Cs 人员伤害设备损坏损害半径（m）备注

1 0.03 1%死亡于肺部伤害

＞50%耳膜破裂

＞50%被碎片击伤

重创建筑物和设备23.66

2 0.06

1%耳膜破裂

1%被碎片击伤

造成建筑物外表的可

修复性破坏

47.32

3 0.15 被玻璃击伤玻璃破碎118.3

4 0.4 10%玻璃破碎315.42

从伤害模型的计算结果可以看出：当异丁烯储罐泄漏，假设泄漏时间1min，泄漏的异丁烯全部气化，在爆炸中心周边23.66m范围内

的建筑及设备受到重创，人员1%死亡于肺部伤害、＞50%耳膜破裂、＞50%被碎片击伤；在爆炸中心周边47.23m范围内的建筑物外表将造成可修复性破坏，人员1%耳膜破裂、1%被碎片击伤；在爆炸中心周边118.3m范围内的建筑玻璃破碎，人员可能被玻璃击伤。因此，异丁烯储罐泄漏形成的蒸汽云爆炸事故的危害较大。