事故后果模拟分析举例

压力容器物理爆炸

本节按照安全评价事故最大化原则，对该项目可能发生的重大事故进行模拟计算对可能发生的事故作出如下模拟评价。

介质为压缩空气的实验压力容器基本数据： 体积：V=250L=0.25m 3，绝对压力：P=8.1 Mpa 1. 计算发生爆炸时释放的爆破能量：E g =C g ·V ；

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⎫ ⎝⎛-=p pV C g

式中：E g —气体的爆破能，kJ ； C g ——压缩气体爆破能量系数，kJ/m 3； V ——容器的容积，m 3； p-容器内气体的绝对压力，MPa ；

根据公式：代入数据得：C g =14458.73 kJ/m 3， E g =3614.68 kJ 2.将爆破能量E g 换成TNT 当量q ，代入数据： q=E g /q TNT =E g /4500则：q=0.80 3.爆炸的模拟比a ，即：

a=（q/q 0）1/3=（q/1000）1/3=0.1q 1/3则： a=0.0928

4.在1000kgTNT 爆炸试验中相当的距离R 0，则 R 0 = R/a 或R = R 0·a

式中，R —目标与爆炸中心的距离，m ；

R0—目标与基准爆炸中心的相当距离，m。

△p(R)=△p0(R／α) 或△p(R0·a)=△p0(R0)

附表1 1000kgTNT爆炸时的冲击波超压

5.根据附表1给出的相关数据，在距离爆炸中心不同半径处的超压，见附表2。

附表2距离爆炸中心不同半径处的超压

6.离爆炸中心不同半径处冲击波超压对建筑物的破坏作用

附表3 冲击波超压对建筑物的破坏作用

由附表2和见附表3可知，离爆炸中心不同半径处冲击波超压对建筑物的破坏作用见附表4。

附表3-4 不同半径处冲击波超压对建筑物的破坏作用

7. 不同半径处冲击波超压对人体的伤害作用

附表5 冲击波超压对人体的伤害作用

由附表2和见附表5可知，离爆炸中心不同半径处冲击波超压对人体的伤害作用见附表6。

附表6不同半径处冲击波超压对人体的伤害作用

实验地坑长4m，宽3m，深2.2m，地坑周围为实心混凝土墙，起到防爆的作用，加上气源控制室离地坑上边缘距离为 3.1m，离地坑中心的距离为4.6m，其中控制室墙体厚0.6m，因此可以判断实验地坑内的250L实验压力容器发生物理爆炸时对控制室的人员和设备不会造成太大影响，能保证人员和设备的安全。

TNT当量法-蒸汽云爆炸

本节按照安全评价事故最大化原则，对该项目可能发生的重大事故进行模拟计算对可能发生的事故作出如下模拟评价。

地下储罐区

考虑到该地下储罐区空间未用沙土填实，存在油气积聚的可能，故采用TNT当量法分析储油罐泄露、油气蒸发等原因形成蒸汽云，遇点火源发生爆炸的影响范围。

(1) 油库地下储罐区的汽油储罐、柴油储罐总燃烧热值计算：

汽油的燃烧热值为46×103kJ／kg；柴油的燃烧热值为42.6×103kJ／kg。

油库地下储罐区有2个25 m3的汽油罐、2个25 m3的柴油罐，其充装系数都按0.85计算，汽油密度为750kg/m3、柴油密度为860kg/m3。

储罐区可燃液体总燃烧热=2×25×750×0.85×46+2×25×860×0.85×42.6=3023280×103 kJ

(2) TNT当量计算：

W TNT＝W f❒H c,f/❒H TNT

式中：W TNT-可燃物质完全燃烧时产生的能量相当TNT质量，kg W f-可燃物质质量，kg；

❒H c,f-可燃物质燃烧热kJ／kg；

❒H TNT-TNT炸药的爆炸能，取4500kJ／kg；

W TNT＝3023280×103/4500=671840kg

经计算结果表明：油库地下储罐区最大量储存油品完全燃烧时产生的能量，相当于671840 kg TNT炸药的爆炸能。

(3) 地下储罐区单个汽油储罐发生部分汽油爆炸事故模拟计算

1）假设地下储罐区单个汽油储罐发生最大储量的1%泄露形成蒸汽云，遇点火源发生爆炸。爆炸后形成的人员伤害半径估算如下：

W TNT＝aW f❒H c,f/❒H TNT

式中：W TNT-蒸汽云爆炸产生的能量相当TNT质量，kg；

W f-可燃物质质量，kg；

a-蒸汽云爆炸TNT当量系数，取0.04

❒H c,f-可燃物质燃烧热kJ／kg；

❒H TNT-TNT炸药的爆炸能，取4500kJ／kg；

W TNT＝0.04×1%×25×0.85×750×46×103/4500=65.17kg

经计算结果表明：地下储罐区单个汽油储罐发生最大储量1%泄露形成蒸汽云，遇点火源发生爆炸产生的能量，相当于65.17kg TNT 炸药的爆炸能。

爆炸区对人员伤害计算：

A、死亡区半径（R1）计算

R1=13.6×(W TNT /1000)0.37=13.6×(65.17/1000)0.37=4.95m

B、重伤区半径R2的计算：

重伤半径R2=Z(E/P0)1/3

其中Z=0.996，P0=102300Pa，E=参与爆炸总能量=65.17×4500=293265×103J。

R2=0.996×（293265×103/102300）1/3=14.15 m

C、轻伤区半径R3的计算

轻伤区半径R3=Z(E/P0)1/3

其中Z=1.672，P0=102300Pa，E=参与爆炸总能量=65.17×4500=293265×103J

R3=1.672×（293265×103/102300）1/3=23.75m

2)假设地下储罐区单个汽油储罐发生最大储量5%泄露形成蒸汽