柴油库池火灾模拟分析

柴油库池火灾模拟分析

1 依据

(1) 《化工企业定量风险评价导则》（AQ/T 3046-2013） (2) 《石油化工企业设计防火规范》（GB 50160-2008） 2 库区简况

估测：油库为长方形，长70m ，宽66m ；内由0.5m 高隔堤分隔成2×2000m 3罐区和6×1000m 3罐区两部分。

1 3

2 4

6

5 7

8

1000m 3

×6，规格：Φ11630×11960

2000m 3

×2，规格：Φ15920×12835

隔堤，0.5m 高

防火堤，1m 高

70m

66m

大罐区内面积 1880.08m 3

27m

3 泄露分析 3.1 泄漏场景

柴油储槽为常压储罐，以2000m 3储槽分析可信泄漏场景，其常见的泄露场景见表3.1-1。

表3-1 2000 m 3柴油罐常见泄露场景

注：完全破裂为1储槽柴油全部泄漏。 3.2 泄漏量计算

设2000 m 3柴油罐发生小孔泄露，泄露点位于距槽底0.4m 处，泄漏时储槽内柴油液位为10m ，则泄漏量计算见式3.2-1和3.2-2。

t A A gC gh p p AC Q L m 0

2

2

000

2ρρρ-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-= （3.2-1） 式中：

Q m ——瞬时泄漏质量流率，单位为Kg/s ；

P ——储罐内压力,单位为Pa ，同环境压力； P 0——环境压力,单位为Pa ；

C 0——液体泄漏系数，取1；

g ——重力加速度，9.8 m/s 2；

A ——裂口面积，单位为m 2； A 0——储槽截面积，单位为m 2；

h L ——裂口上方液面高度，为9.6 m ； t ——泄漏时间，单位为s 。

dt Q W t

m ⎰=0

（3.2-2）

式中：

W ——总泄露量，单位：kg ； 其计算结果见表3-2。

表3-2 不同泄漏场景的泄漏量

4 池火计算

柴油泄漏后在防火堤内聚集形成液池，若遇引火源可引发池火灾。池火灾的计算如下：

4.1 液池面积

根据泄漏的液体量和地面性质，按式4-1计算液池最大可能的池面积。

（4-1）

式中：

S ——液池面积，单位为m 2；

()

ρ⨯=min /H W S

H min ——最小物料层厚度，为0.005 m 。 4.2 确定火焰高度

液池火焰高度的计算见式如下：

61.00)]/([42gD m D

L f ρ⨯= （4-2）

式中：

L ——火焰高度，单位为m ； D ——池直径，单位为m ；

m f ——燃烧速率，为 0.04933 kg/（m 2·s ）； ρ0——空气密度，为1.29 kg/m 3； g ——重力加速度，为9.8 m/s 2。 4.3 液池燃烧总热辐射通量

液池燃烧总热辐射通量计算见式4-3：

]172[)2(61

.02++=f

c f m H m rL r Q ηππ （E.35）

式中：

Q ——总热辐射通量，为kw ； H C ——燃烧热，为42600 kJ/kg ； η——效率因子，取0.35。 池火计算见表4-1。

表4-1 池火计算

注：泄漏孔径为25mm 和100mm 时，泄漏柴油充满 2000m 3储槽区，泄漏后液池面积取2000m 3储槽区有效面积1380.08m 2；2000m 3储槽完全破裂时，泄漏柴油将充满整个储罐区，其泄漏后液池面积取整个储罐区有效面积3539.84m 2。

5 池火灾伤害半径

假设全部热辐射量由液池中心点得小球面辐射出来，则在距液池中心某一距离x 处的入射热辐射强度见式5-1：

2

4x

Qt I c

π=

（5-1） 式中：

I ——热辐射强度，kW/m 2

；

Q ——总热辐射通量，kW ；

c t ——热传导系数，此处取1；

x ——目标点到液池中心距离，m 。

不同入射热辐射通量造成人员伤害或财产损失的情况表5-1。

表5-1 不同入射热辐射通量造成人员伤害

或财产损失的情况

不同泄露场景入射通量造成伤害或损失的情况以及对应的池火焰中心的距离，见表5-2。

表5-2 不同场景的伤害半径