蒸汽云爆炸池火灾计算方法

附件4定量分析危险、有害程度的过程

附件4.1固有危险程度定量分析

1、具有爆炸性的化学品的质量及相当于梯恩梯（TNT）的摩尔量

附表4.7.1 相关数据

1、爆炸空间物质量计算

W f=VLmρ

式中：V-爆炸空间的体积大小m3,

Lm-最易爆炸浓度

ρ-可燃气体的密度

1）二硫化碳

IS90车间的晾晒厂房24*15*8=2880m3

二硫化碳的密度为3.17kg/m3

最易发生爆炸的总量W f=VLmρ=2880*7.5%*3.17=685kg

上限发生爆炸的总量W f=VLmρ=2880*44%*3.17=4020kg

2）氨

制冷车间厂房20*15*8=2400m3

氨的密度为0.71kg/m3

最易发生爆炸的总量W f=VLmρ=2400*17%*0.71=290kg

上限发生爆炸的总量W f=VLmρ=2400*25%*0.71=426kg

3）硫磺粉尘

IS60车间的粉碎厂房24*15*8=2880m3

硫磺的最易爆炸浓度为70g/m3=0.07kg/m3

W f=VLm=2880*0.07=202kg

硫磺的发生爆炸的上限浓度为1400g/m3=1.4kg/m3

W f=VLm=2880*1.4=4032kg

2、TNT当量计算

蒸汽云爆炸的TNT当量计算公式：W TNT=AW f Q f/Q TNT

式中 A－蒸汽云的TNT当量系数，取4％；

W TNT－蒸汽云的TNT当量，Kg；

W f－蒸汽云中燃料总质量，Kg；

Q f－燃料的燃烧热，MJ/Kg；

Q TNT－TNT的爆热， Q TNT=4520 kJ/kg；

1）二硫化碳蒸汽云爆炸的TNT当量计算：

W TNT1=AW f Q f/Q TNT＝0.04×685×1000/76.14×1030.8/4520＝82.1kg

W TNT2=AW f Q f/Q TNT＝0.04×4020×1000/76.14×1030.8/4520＝482kg

2）硫磺粉尘蒸汽云爆炸的TNT当量计算：

W TNT1=AW f Q f/Q TNT＝0.04×202×1000/32.06×297/4520＝16.6Kg W TNT2=AW f Q f/Q TNT＝0.04×4032×1000/32.06×297/4520＝331Kg 3）氨蒸汽云爆炸的TNT当量计算：

W TNT1=AW f Q f/Q TNT＝0.04×290×1000/17.07×361.25/4520＝54.3Kg

W TNT2=AW f Q f/Q TNT＝0.04×426×1000/17.07×361.25/4520＝80Kg

3、具有可燃性的化学品的质量及燃烧后放出的热量

1）二硫化碳燃烧后放出的热量

⑴生产车间二硫化碳的Q1＝1030.8×15000×1000/76.14=20.3×107J

⑵储罐区二硫化碳的Q2＝1030.8×30000×1000/76.14=40.6×107J

2）硫磺燃烧后放出的热量

⑴10t硫磺燃烧Q1＝297×10000×1000/32.06=9.26×107J

⑵15t硫磺燃烧Q2＝297×15000×1000/32.06=13.89×107J

⑶300t硫磺燃烧Q3＝297×3000000×1000/32.06=2778×107J

⑷500t硫磺燃烧Q4＝297×5000000×1000/32.06=4630×107J

3）全部氨燃烧Q＝361.25×1800×1000/17.07=3.81×107J

附件4.2爆炸事故影响的范围

1、爆炸事故的条件

引发爆炸的条件是：爆炸品（内含还原剂和氧化剂）或可燃物（可燃气、蒸气或粉尘）与空气混合物达到爆炸极限范围并由起爆能源同时存在引发爆炸。

引发火灾的三个条件是：可燃物、氧化剂和点火能源同时存在，相互作用。本项目爆炸性、可燃性的化学品的作业场所出现泄漏后，可能引发爆炸、火灾事故的条件见附表4.2.1。

附表4.2.1作业场所出现泄漏后爆炸、火灾事故的条件

2、爆炸事故造成人员伤害的范围

根据危险辨识，本项目最有可能发生爆炸的危险场所为硫磺粉碎作业场所发生的粉尘爆炸。

1）蒸气云爆炸事故伤亡范围计算

根据超压－冲量准则和概率模型得到的半死亡率半径R 0公式如下：

37

.05

.0)1000

(6.13TNT W R

式中：W TNT ——蒸汽云的TNT 当量，kg ；

2）蒸气云爆炸事故伤亡范围计算结果

本项目爆炸事故造成人员伤亡半径见下附表4.2.2.

附表4.2.2爆炸事故造成人员伤亡半径表

3）结果分析

以上计算是根据两个假设条件，一般来说达到爆炸上限而发生严重爆炸事故的可能性很小，而达到下限即发生较小爆炸的可能性也较小，每一种易燃易爆化学品都有它最易发生爆炸的浓度，这时的爆炸影响范围最可信。

（1）IS60车间硫磺粉尘发生爆炸，可能引起地面及墙壁上的粉尘飞扬而引起二次爆炸，二次爆炸的威力根据现场粉尘的总量，如果粉尘量很大，二次爆炸的威力和引起死亡的距离也要大很多，死亡半径达到8.83m。

（2）IS90车间发生二硫化碳蒸汽云爆炸的模拟计算是按照最易发生爆炸的浓度计算，如果大量泄漏，场所内的物料浓度达到上限，那么爆炸威力和影响范围也会大很多，死亡半径达到10.4m。

（3）制冷车间氨泄漏发生爆炸的上下极限相差不大，发生蒸汽云爆炸最大死亡半径也达到5.3m.