蒸气云爆炸模型
爆炸云模型简单算法概要
范登伯格兰诺伊蒸气云模型：TNT当量法关键模型：
W
TNT =aWQ/Q
TNT
(2-1)
W
TNT
，kg；a为LPG蒸气云当量系数（统计平均值为0.04，占统计的60%）；W为蒸气云
中LPG质量，kg；Q为LPG的燃烧热，J/kg; Q
TNT
为TNT的爆炸热,J/kg；z为R处的爆炸特征
长度；P
i
为R处的爆炸超压峰值。
LPG：装有液化气
物质当量：W P=aWQ/Q P 根据经验Ｗｐ＝W
TNT
／１０００
死亡半径指人在冲击波作用下头部撞击致死半径，由下式确定：
R 1=1.98W
P
0.447
(2-14)
W
P
为LPG蒸气云的丙烷当量(kg)
重伤半径指人在冲击波作用下耳鼓膜50%破裂半径，由下式确定：
R 2=9.187W
P
1/3
（2-15）
轻伤半径指人在冲击波作用下耳鼓膜1%破裂半径，由下式确定：
R 3=17.87W
P
1/3
（2-16）
财产损失半径指在冲击波作用下建筑物三级破坏半径，由下式确定：
R 4=K
III
W
TNT
1/3
/(1+(3175/W
TNT
)
2
)
1/6
(2-17)
K
III
建筑物三级破坏系数；
若知道LPG罐区的人员密度和财产密度，即可评价确定人员的伤亡数量和财产损失大小。
范登伯格兰诺伊蒸气云模型举例：
例如：氢的燃烧热为：Ｑ＝１２０．０２×１０６Ｊ／ｋｇ，。
爆炸评价模型及伤害半径计算讲解
0.15 玻璃破碎 被碎玻璃击伤
0.4 10%玻璃破碎
5.6-3 天然气蒸气云爆炸冲击波损害范围表
Cs NE （NE）1/3 损害半径R 设备损坏 人员伤害
m?J-
1/3） J J1/3 m
0.03
1
199.77 5.99 重创建筑物和 加工设备 1%死亡人员肺部伤害 >50%耳膜破裂 >50%被碎片击伤
2VR
.0103.26
278568.1
621
1000kg液氨气化成蒸气时可能发生中毒浓度的区
621m，即0.621公里，因此，其扩散时的可能发生中毒浓度的区域面
π×R2=3.14×0.6212=1.21（平方公里）
、水煤气泄漏事故的模拟计算
《工作场所有害因素职业接触限值》（GBZ2-2002）查得：水煤气（即
－可燃气体的燃烧热值；天然气高热值：39.86MJ／N m3；
－效率因子，一般取10％；
－经验常数，取决于损害等级。其具体取值情况见下表：
5.6-2 损害等级表
Cs/m?J-
1/3） 设备损害 人员伤害
0.03 重创建筑物的加工设备 1％死亡于肺部伤害；>50％耳
>50％被碎片击伤
0.06 损害建筑物外表可修复性
(5)
Es——水蒸气的爆破能量，kJ；
V——水蒸气的体积，m3；
Cs——干饱和水蒸气爆破能量系数，kJ／m3。
各种常用压力下的干饱和水蒸气容器爆破能量系数如表3所示。
3 常用压力下干饱和水蒸气容器爆破能量系数
1．2 介质全部为液体时的爆破能量
r——目标到火球中心的水平距离，m；
爆炸评价模型及伤害半径计算
爆炸评价模型及伤害半径计算爆炸评价模型及伤害半径计算1、蒸气云爆炸（VCE）模型分析计算（1）蒸气云爆炸（VCE ）模型当爆炸性气体储存在贮槽内，一旦泄漏，遇到延迟点火则可能发生蒸气云爆炸，如果遇不到火源，则将扩散并消失掉。
用TNT当量法来预测其爆炸严重度。
其原理是这样的：假定一定百分比的蒸气云参与了爆炸，对形成冲击波有实际贡献，并以TNT当量来表示蒸气云爆炸的威力。
其公式如下：B AWW NT = ------- --------QTNT式中WN——蒸气云的TNT当量，kg;B——地面爆炸系数，取B =1.8 ；A ――蒸气云的TNT当量系数，取值范围为0.02%〜14.9%;W f -------- 蒸气云中燃料的总质量：kg;Q f ――燃料的燃烧热，kJ/kg ;Q TNT――TNT的爆热，QTNT=412〜4690kJ/kg。
（2）水煤气储罐蒸气云爆炸（VCE分析计算由于合成氨生产装置使用的原料水煤气为一氧化碳与氢气混合物，具有低闪点、低沸点、爆炸极限较宽、点火能量低等特点，一旦泄漏，极具蒸气云爆炸概率。
若水煤气储罐因泄漏遇明火发生蒸气云爆炸（VCE,设其贮量为70%寸，则为2.81吨，则其TNT当量计算为：取地面爆炸系数：B =1.8 ;蒸气云爆炸TNT当量系数，A=4%蒸气云爆炸燃烧时燃烧掉的总质量，Wf=2.81 X 1000=2810 （kg）;水煤气的爆热，以CO30%"43%+ （氢为1427700kJ/kg, 一氧化碳为10193kJ/kg ）：取Q=616970kJ/kg ；TNT的爆热，取Q NT=4500kJ/kg。
将以上数据代入公式，得1.8X 0.04X 2810X 616970V T N T =4詔739(呦死亡半径R=13.6(W TN/1000) 0.37= 13.6 X 27.740.37=13.6 X 3.42=46.5(m)重伤半径R,由下列方程式求解:△P s/P。
爆炸评价模型及伤害半径计算
爆炸评价模型及伤害半径计算1、蒸气云爆炸（VCE ）模型分析计算（1）蒸气云爆炸（VCE ）模型当爆炸性气体储存在贮槽内，一旦泄漏，遇到延迟点火则可能发生蒸气云爆炸，如果遇不到火源，则将扩散并消失掉。
用TNT 当量法来预测其爆炸严重度。
其原理是这样的：假定一定百分比的蒸气云参与了爆炸，对形成冲击波有实际贡献，并以TNT 当量来表示蒸气云爆炸的威力。
其公式如下：W TNT =式中W TNT ——蒸气云的TNT 当量，kg ； β——地面爆炸系数，取β=1.8；A ——蒸气云的TNT 当量系数，取值范围为0.02%～14.9%； W f ——蒸气云中燃料的总质量：kg ； Q f ——燃料的燃烧热，kJ/kg ；Q TNT ——TNT 的爆热，QTNT=4120～4690kJ/kg 。
（2）水煤气储罐蒸气云爆炸（VCE ）分析计算由于合成氨生产装置使用的原料水煤气为一氧化碳与氢气混合物，具有低闪点、低沸点、爆炸极限较宽、点火能量低等特点，一旦泄漏，极具蒸气云爆炸概率。
若水煤气储罐因泄漏遇明火发生蒸气云爆炸（VCE ），设其贮量为70%时，则为2.81吨，则其TNT 当量计算为：取地面爆炸系数：β=1.8； 蒸气云爆炸TNT 当量系数，A=4%； 蒸气云爆炸燃烧时燃烧掉的总质量， Wf=2.81×1000=2810（kg ）；水煤气的爆热，以CO 30%、H 2 43%计（氢为1427700kJ/kg,一氧化碳为10193kJ/kg）：取Qf=616970kJ/kg；TNT的爆热，取QTNT=4500kJ/kg。
将以上数据代入公式，得W TNT死亡半径R1=13.6(W TNT/1000)=13.6×27.740.37=13.6×3.42=46.5(m)重伤半径R2，由下列方程式求解：△P2=0.137Z2-3+0.119 Z2-2+0.269 Z2-1-0.019 Z2=R2/(E/P0)1/3△P2=△P S/P0式中：△PS——引起人员重伤冲击波峰值，取44000Pa；P——环境压力（101300Pa）；E——爆炸总能量（J），E=WTNT ×QTNT。
蒸气云爆炸模型
蒸气云爆炸模型蒸气云爆炸的危害性蒸气云爆炸是一种工业事故，发生后可能会导致人员伤亡，设备损坏，环境污染等后果。
因此，研究蒸气云爆炸的模型对于预防事故的发生具有重要的意义。
蒸气云爆炸的定义蒸气云爆炸是指在一段时间内，由于放置在密闭容器中的气体或蒸气与外界发生焰接触后燃烧，导致大量的热能和压力释放的过程。
如果燃烧过程中产生的能量和压力超过容器的承载极限，容器会发生破裂，导致事故的发生。
蒸气云爆炸模型的基本组成部分蒸气云爆炸模型由以下三个基本组成部分构成：1. 蒸气云的形成蒸气云的形成是蒸气云爆炸模型中的第一个组成部分。
在工业设备中，可能会产生大量的蒸气或气体，如果这些气体或蒸气无法及时排放，就会形成密闭容器中的蒸气云。
2. 燃烧的点火源点火源是蒸气云爆炸模型中的第二个组成部分。
如果蒸气云与点火源发生接触，就会产生燃烧反应。
3. 爆炸的压力波一旦燃烧反应开始，就会产生大量的热能和气体，从而形成压力波。
这个压力波可以产生巨大的破坏力，导致容器破裂，事故发生。
蒸气云爆炸模型的预测方法为了预测蒸气云爆炸的发生，研究人员通常会选用一些数学模型，来模拟气体或蒸气与点火源相互作用后产生的反应。
常见的数学模型有：1. FLACS模型FLACS模型是一种三维计算流体动力学软件，它可以模拟气体或蒸气与点火源相互作用后产生的反应。
FLACS模型可以计算出散布云和火焰扩散等模型结果，从而预测事故后果。
2. CFD模型CFD模型是一种流体动力学模型，它可以计算气体或蒸气在复杂几何环境中的传输和燃烧行为，模拟气体与点火源相互作用后的反应。
CFD模型可以预测散布云和火焰扩散，以及破裂压力波等事故后果。
3. FDS模型FDS模型是一种火焰动力学模型，它可以预测气体或蒸气在火焰中的传输和燃烧行为，同时考虑到烟雾和热辐射等因素。
FDS模型适用于模拟火灾和爆炸等范围广泛的气体燃烧问题。
蒸气云爆炸是一种危险的工业事故，对于预防事故的发生，研究蒸气云爆炸模型具有重要的意义。
蒸气云爆炸伤害模型
液化石油气蒸气云爆炸伤害模型采用TNT当量法估计蒸气云爆炸的严重度。
如果某次事故造成的破坏状况与xkgTNT爆炸造成的破坏状况相当，则称此次爆炸的威力为xkgTNT当量。
1）TNT当量用TNT当量来预测蒸气云爆炸严重程度的原理是：假定一定百分比的蒸气参与了爆炸，对形成冲击波有实际的贡献，并以TNT当量来表示蒸气云爆炸的威力。
计算公式见式中的各参数单位及意义见表。
TNTffTNT QQWWα8.1=式表3-2 参数对照表W TNT蒸气云的TNT当量 kg α蒸气云的TNT当量系数 -- W f蒸气云中燃料的总质量 kgQ f燃料的燃烧热 MJ/kg Q TNT TNT的爆热 MJ/kg R死亡半径 m备注α=4℅，1.8为地面爆炸系数液化石油气的燃烧热Q f=45.217-46.055MJ/kg煤气的燃烧热Q f=8.38-8.79MJ/kg TNT的爆热Q TNT=4.12~4.69 MJ/kg（1）该企业液化石油气为116t，故TNT当量计算如下：kgQQWW TNTffTNT64.8432552.4116000636.4504.08.1α8.1=×××==因此，该危险源的爆炸事故的严重度相当于84325.64kgTNT爆炸造成的破坏状况。
死亡半径R1：通过TNT当量计算可知，液化石油气储罐发生蒸气云爆炸所造成的死亡半径如下：()()mWR TNT17.701000/64.843256.131000/6.1337.037.01=×=×=重伤半径R2：019.0-269.0119.0137.0Δ1-2-3-ZZZp S++=231020064.0)(RpERZ==，TNTTNT QWE×=，0p=101000pa=169.7m2R轻伤半径R3：019.0-269.0119.0137.0Δ1-2-3-ZZZp S++=331030064.0)(RpERZ==，TNTTNT QWE×=，0p=101000pa=225.6m3R财产损失半径R4[]61231)/3175(1/6.4TNTTNT WWR+×==4.6×43.85/1.00024 =201.71m依据蒸气云爆炸伤害模型，若液化石油气储罐发生蒸气云爆炸，死亡半径为70.17m，重伤半径为169.7m，轻伤半径为225.6m，财产损失半径为201.71m。
蒸汽云爆炸的伤害模型
蒸汽云爆炸的伤害模型蒸汽云爆炸是由于以“预混云”形式扩散的蒸汽云遇火后在某一有限空间发生爆炸而导致的。
泄漏的油品如果没有发生沸腾液体膨胀蒸汽云爆炸现象或立即引发大火，溶剂油或燃料油等物质的低沸点组分就会与空气充分混合，在一定的范围聚集起来，形成预混蒸汽云。
如果在稍后的某一时刻遇火点燃，由于气液两相物质已经与空气充分混合均匀，一经点燃其过程极为剧烈，火焰前沿速度可达50～100m／s，形成爆燃。
对蒸汽云覆盖范围内的建筑物及设备产生冲击波破坏，危及人们的生命安全。
发生蒸汽云爆炸现象最起码应具备以下几个条件：①周围环境如树木、房屋及其它建筑物等形成具有一定限制性空间；②延缓了点火的过程；③充分预混了的气液两相物质与空气的混合物；④一定量的油品泄漏。
（2）爆源的TNT当量计算TNT当量计算公式：WTNT=WQf／QTNT式中：WTNT——易燃液体的TNT当量(kgTNT)；Wf——易燃液体的质量(kg)；Qf——易燃液体的燃烧热(MJ／kg)；QTNT--TNT的爆热，取4.52MJ／kg；TNT爆热为4.52MJ／kg，由于本项目中易燃物较多，根据相关原则取最大的易燃液体的燃烧热(MJ／kg)，故取溶剂油作为计算样本。
溶剂油燃烧热值为43.69MJ／kg。
l节油罐车溶剂油的TNT当量：W溶TNT=43.69×790×0.8×60／4.52=3.67×105 kgTNT（3）自由蒸汽云爆炸时的死亡半径根据易燃液体的TNT当量，并且考虑参与了爆炸，对形成冲击波有实际贡献的蒸汽云的量，结合油库区及周边布置情况分析，采取地面爆炸系数1.8，蒸汽云的TNT当量系数0.0 4，运用范登伯(VandenBerg)和兰诺伊(Lannoy)方程计算蒸汽云爆炸时死亡半径为：R=13.6×(1.8×0.04×WTNT／1000)0.37根据最大可能危险原则计算（石油副产品取溶剂油为样本）1节溶剂油罐车爆炸时的死亡半径为：R溶=13.6×(1.8×0.04×3.67×105／1000) 0.37=45.4m根据公司接卸设备能力，该专用线每次可接卸10个危险品罐车。
穿越管道发生蒸汽云爆炸时的模型分析
炸只需要 ０ － ２ ８ ｍＪ的点火能量作 用即可 ，它所 产生的冲击 能
量会直接 对建筑物 构筑物和人体 造成不 同程 度的危害 ，强度
与 ＣＨ４气 体混 合物 的空间体 积有关 ，可 以采 用 以下 公式 进 行计算 ；
Ｌ ｈ＝Ｖ・ Ｈ． ４ ２７
１ ０ Ｋｐ ａ时 ，受 压面 的 门窗玻 璃大 部分 破碎 ；１ ５ ～ ２ ０ Ｋｐ ａ时 窗框损坏 ；２ ０ － ３ ０ Ｋ ｐ ａ时 ， 墙体 出现裂缝 ， 人体有轻微损伤 ：
４ ０ ～ ５ ０ Ｋｐ ａ时 ，墙体出现大裂缝 ，屋瓦掉下 ，对人体会损伤 听觉或骨折 ；６ ０ － ７ ０ Ｋｐ ａ时 ，建筑厂房等柱 折断 ，房梁松动 ， 对人体 内脏器官岁上严重或致死 ；２ ０ ０ ～ ３ ０ ０ Ｋ ｐ ａ时 ，大型钢 结构破坏 ，人会死亡 。 根据 Ｒ ０值 在 表 １～表 ３中找 出 巨 离为 Ｒ ０ 处 的超 压 Ａ Ｐ ０ ， 此 即所 求 距离 为 Ｒ处 的 超压 。根 据 表 １～表 ３所 示 ，人 员 死 亡 半 径 为 Ｒ＝ ２ ０×０ ． ７ ６ ８ ＝１ ５ ３ ６ ｍ；人 员 重 伤 半 径 为 Ｒ＝ ３ ０ Ｘ ０ ． ７ ６ ８ ＝ ２ ３ ． ０ ４ ｍ ： 人 员 轻 伤 半 径 为 Ｒ＝ ５ ５ Ｘ ０ ． ７ ６ ８ ＝ ４ ２ ． ２ ４ ｍ；事故 后 果模拟 分析 结 果如表 ４所
‘ ｃ ≥ １ ＝ ５ ９ ５ ２ ５ ‘
， ＝
管道内工作温度为常温 ，故气体温度为 ２ ９ ８ ． １ ５ Ｋ：
（ 南）
詈 （ ）
式中：ｐ Ｏ一环境压力 ，单位为 Ｐ ａ；
ｐ 一 容器内介 ｒ一 热 容比
化学爆炸冲击波能量计算
介 质泄 漏于 空气 中的 主要 原因 是在输 送 ＣＨ 的管 阀连 接处 和运行 过程 中的误 操作 以及管道 破损等 事故 因素 。ＣＨ
蒸汽云爆炸模型
5.6.2爆炸伤害模型TNT当量算法计算过程丙烷储罐爆裂伤害范围计算项目液态丙烷储罐区设100m3储罐8台,如1台不慎发生爆裂,发生火灾爆炸,其气体泄漏量计算：设裂口直径20cm, 温度为303K, 压力为1.6MPa。
按液体泄漏, 不考虑液位高度。
A=0.12×3.14=3.14-2×10m2Q=C d A p[2(p-p0)/p]0.5=0.6×3.14-2×100×1600{[2×(1.6-0.1)×106/1600}0.5=1305kg/s如泄漏的液态丙烷的全部气化,由于静电(或其他点火源)发生爆炸, 其蒸汽云爆炸伤害模型中的TNT当量法进行分析W TNT= a·W f·Q f/ Q TNT式中：W TNT﹣蒸汽中的TNT当量W f﹣蒸汽中燃料的总质量，Kg；a﹣蒸汽爆炸的效率因子。
C3H8：3%Q f﹣蒸汽的燃烧热，KJ/kg Q fc4=49150 Q TNT﹣TNT的爆炸热，一般取4520 KJ/Kg⑵死亡半径公式：R0.5=13.6（W TNT/1000）0.37⑶财产损失半径公式：R=4.6·W TNT1/3/【1+(3175/W TNT)2】1/6贮罐区汽化丙烷的量以上式估算泄漏量1305kg计算。
W TNT=1.8·a·W f· Q f/Q TNT=1.8×3%×1305×49150/4520=766.28Kg注：1.8是地面爆炸系数死亡半径计算:R0.5=13.6×(W TNT/1000)0.37=13.6×(766.28/1000)0.37=12.34≈12.30(m) 财产损失半径：R=4.6·W TNT1/3/【1+(3175/W TNT)2】1/6=4.6×766.281/3/【1+(3175/766.28)2】1/6=32.12≈32.10（m）根据以上计算，则丙烷储罐区丙烷储罐如发生破裂泄漏,以泄漏口直径20cm计,发生火灾爆炸，其死亡半径为12.30米，财产损失半径为32.10米。
爆炸评价模型及伤害半径计算
爆炸评价模型及伤害半径计算1、蒸气云爆炸（VCE ）模型分析计算（1）蒸气云爆炸（VCE ）模型当爆炸性气体储存在贮槽内，一旦泄漏，遇到延迟点火则可能发生蒸气云爆炸，如果遇不到火源，则将扩散并消失掉。
用TNT 当量法来预测其爆炸严重度。
其原理是这样的：假定一定百分比的蒸气云参与了爆炸，对形成冲击波有实际贡献，并以TNT 当量来表示蒸气云爆炸的威力。
其公式如下：W TNT =式中W TNT ——蒸气云的TNT 当量，kg ；β——地面爆炸系数，取β=；A ——蒸气云的TNT 当量系数，取值范围为%～%；W f ——蒸气云中燃料的总质量：kg ；Q f ——燃料的燃烧热，kJ/kg ；Q TNT ——TNT 的爆热，QTNT=4120～4690kJ/kg 。
（2）水煤气储罐蒸气云爆炸（VCE）分析计算由于合成氨生产装置使用的原料水煤气为一氧化碳与氢气混合物，具有低闪点、低沸点、爆炸极限较宽、点火能量低等特点，一旦泄漏，极具蒸气云爆炸概率。
若水煤气储罐因泄漏遇明火发生蒸气云爆炸（VCE），设其贮量为70%时，则为吨，则其TNT当量计算为：取地面爆炸系数：β=；蒸气云爆炸TNT当量系数，A=4%；蒸气云爆炸燃烧时燃烧掉的总质量，Wf=×1000=2810（kg）；水煤气的爆热，以CO 30%、H2 43%计（氢为1427700kJ/kg,一氧化碳为10193 kJ/kg）：取Q f=616970kJ/kg；TNT的爆热，取Q TNT=4500kJ/kg。
将以上数据代入公式，得W TNT死亡半径R1=(W TNT/1000)=×重伤半径R2，由下列方程式求解：△P2=+ Z2-2+Z2=R2/(E/P0)1/3△P2=△P S/P0式中：△P S——引起人员重伤冲击波峰值，取44000Pa； P0——环境压力（101300Pa）；E——爆炸总能量（J），E=W TNT×Q TNT。
爆炸评价模型及伤害半径计算
爆炸评价模型及伤害半径计算1、蒸气云爆炸（VCE ）模型分析计算（1）蒸气云爆炸（VCE ）模型当爆炸性气体储存在贮槽内，一旦泄漏，遇到延迟点火则可能发生蒸气云爆炸，如果遇不到火源，则将扩散并消失掉。
用TNT 当量法来预测其爆炸严重度。
其原理是这样的：假定一定百分比的蒸气云参与了爆炸，对形成冲击波有实际贡献，并以TNT 当量来表示蒸气云爆炸的威力。
其公式如下：W TNT式中W TNT ——蒸气云的TNT 当量，kg ； β——地面爆炸系数，取β=；A ——蒸气云的TNT 当量系数，取值范围为%～%； W f ——蒸气云中燃料的总质量：kg ； Q f ——燃料的燃烧热，kJ/kg ；Q TNT ——TNT 的爆热，QTNT=4120～4690kJ/kg 。
（2）水煤气储罐蒸气云爆炸（VCE ）分析计算由于合成氨生产装置使用的原料水煤气为一氧化碳与氢气混合物，具有低闪点、低沸点、爆炸极限较宽、点火能量低等特点，一旦泄漏，极具蒸气云爆炸概率。
若水煤气储罐因泄漏遇明火发生蒸气云爆炸（VCE ），设其贮量为70%时，则为吨，则其TNT 当量计算为：取地面爆炸系数：β=；蒸气云爆炸TNT 当量系数，A=4%； 蒸气云爆炸燃烧时燃烧掉的总质量， Wf=×1000=2810（kg ）；水煤气的爆热，以CO 30%、H 2 43%计（氢为1427700kJ/kg,一氧化碳为10193kJ/kg）：取Q f=616970kJ/kg；TNT的爆热，取Q TNT=4500kJ/kg。
将以上数据代入公式，得W TNT ==27739(kg)死亡半径R1=(W TNT/1000)=×重伤半径R2，由下列方程式求解：△P2=+ Z2-2+Z2=R2/(E/P0)1/3△P2=△P S/P0式中：△P S——引起人员重伤冲击波峰值，取44000Pa；P0——环境压力（101300Pa）；E——爆炸总能量（J），E=W TNT×Q TNT。
爆炸评价模型和伤害半径计算
爆炸评价模型及伤害半径计算1、蒸气云爆炸（VCE ）模型分析计算（1）蒸气云爆炸（VCE ）模型当爆炸性气体储存在贮槽内，一旦泄漏，遇到延迟点火则可能发生蒸气云爆炸，如果遇不到火源，则将扩散并消失掉。
用TNT 当量法来预测其爆炸严重度。
其原理是这样的：假定一定百分比的蒸气云参与了爆炸，对形成冲击波有实际贡献，并以TNT 当量来表示蒸气云爆炸的威力。
其公式如下：W TNT =式中W TNT ——蒸气云的TNT 当量，kg ； β——地面爆炸系数，取β=1.8；A ——蒸气云的TNT 当量系数，取值范围为0.02%～14.9%； W f ——蒸气云中燃料的总质量：kg ； Q f ——燃料的燃烧热，kJ/kg ；Q TNT ——TNT 的爆热，QTNT=4120～4690kJ/kg 。
（2）水煤气储罐蒸气云爆炸（VCE ）分析计算由于合成氨生产装置使用的原料水煤气为一氧化碳与氢气混合物，具有低闪点、低沸点、爆炸极限较宽、点火能量低等特点，一旦泄漏，极具蒸气云爆炸概率。
若水煤气储罐因泄漏遇明火发生蒸气云爆炸（VCE ），设其贮量为70%时，则为2.81吨，则其TNT 当量计算为：取地面爆炸系数：β=1.8； 蒸气云爆炸TNT 当量系数，A=4%； 蒸气云爆炸燃烧时燃烧掉的总质量， Wf=2.81×1000=2810（kg ）；水煤气的爆热，以CO 30%、H 2 43%计（氢为1427700kJ/kg,一氧化碳为10193kJ/kg ）：取Q f =616970kJ/kg ；TNT 的爆热，取Q TNT =4500kJ/kg 。
将以上数据代入公式，得W TNT 死亡半径R 1=13.6(W TNT /1000)=13.6×27.740.37 =13.6×3.42=46.5(m)重伤半径R 2，由下列方程式求解：△P 2=0.137Z 2-3+0.119 Z 2-2+0.269 Z 2-1-0.019 Z 2=R 2/(E/P 0)1/3 △P 2=△P S /P 0式中：△P S ——引起人员重伤冲击波峰值，取44000Pa ； P 0——环境压力（101300Pa ）； E ——爆炸总能量（J ），E=W TNT ×Q TNT 。
(完整word版)蒸汽云爆炸模型
5.6。
2爆炸伤害模型TNT当量算法计算过程丙烷储罐爆裂伤害范围计算项目液态丙烷储罐区设100m3储罐8台,如1台不慎发生爆裂,发生火灾爆炸，其气体泄漏量计算：设裂口直径20cm，温度为303K，压力为1。
6MPa。
按液体泄漏, 不考虑液位高度。
A=0.12×3。
14=3.14-2×10m2Q=C d A p［2（p-p0)/p]0。
5=0。
6×3。
14—2×100×1600｛［2×（1。
6—0.1）×106/1600｝0.5=1305kg/s如泄漏的液态丙烷的全部气化,由于静电(或其他点火源）发生爆炸，其蒸汽云爆炸伤害模型中的TNT当量法进行分析W TNT= a·W f·Q f/ Q TNT式中:W TNT﹣蒸汽中的TNT当量W f﹣蒸汽中燃料的总质量，Kg;a﹣蒸汽爆炸的效率因子。
C3H8：3％Q f﹣蒸汽的燃烧热，KJ/kg Q fc4=49150Q TNT﹣TNT的爆炸热，一般取4520 KJ/Kg⑵死亡半径公式：R0.5=13。
6（W TNT/1000）0.37⑶财产损失半径公式：R=4.6·W TNT1/3/【1+(3175/W TNT）2】1/6贮罐区汽化丙烷的量以上式估算泄漏量1305kg计算。
W TNT=1。
8·a·W f· Q f/Q TNT=1。
8×3％×1305×49150/4520=766.28Kg注：1。
8是地面爆炸系数死亡半径计算：R0.5=13。
6×(W TNT/1000)0。
37=13.6×(766。
28/1000）0。
37=12。
34≈12。
30(m)财产损失半径:R=4。
6·W TNT1/3/【1+（3175/W TNT）2】1/6=4。
6×766.281/3/【1+(3175/766.28）2】1/6=32。
蒸气云爆炸模型
５、4、1 蒸气云爆炸模型分析蒸气云爆炸能产生多种破坏效应，如冲击波超压、热辐射、碎片作用等，但最危险、破坏力最强得就是冲击波得破坏效应.常见得冲击波伤害-破坏准则有:超压准则、冲量准则、压力－冲量准则等。
本次评价采用超压准则。
蒸气云爆炸得超压使用ＴNＴ当量法进行计算.蒸气云爆炸得TNT 当量可用下式估算:式中：1、8：地面爆炸系数;α：蒸气云得TＮT当量系数,0、04;W f：液化石油气形成得蒸汽云中参与爆炸得燃料得质量，ｋg；Ｑｆ：燃料得燃烧热，kＪ／ｋg;Q TNT：ＴＮT得爆热,4520kJ／ｋg;WＴNT:蒸气云得TNT当量，ｋｇ;根据项目单位提供得资料，液化石油气成份为50％得丙烷、5０％得丁烷。
查物质系数与特性表可知,丙烷燃烧热Hc／(103Btu、lb—１)为１9、9，丁烷燃烧热Hｃ/(103Btu、lｂ－1)为19、4,则：液化石油气得燃烧热Qｆ=1９、9×103×０、5+19、4×１０３×0、5＝1９、7×1０3(Btu／ｌb)=19、7×103×1、０5５÷０、454=45779（kJ/ｋg)液化石油气密度取０、51t/m3，充装系数取０、9，设泄露得液化石油气形成得蒸汽云中参与爆炸得总体积百分数为30%,假设这个Ⅱ级供应站6m3得液化石油气全部泄露(实际就是不可能全部泄露得）.则：6m３得液化石油气全部发生泄漏时，液化石油气形成得蒸汽云中参与爆炸得燃料得质量W f=6×0、51×1０3×0、９×30%＝826(kg）W TＮＴ=1、８×0、0４×8２6×4５7７9/4５2０=6０2、3(kg）①死亡区该区内得人员如缺少防护，则被认为将无例外地蒙受严重伤害或死亡，其内径为零，外径记为Ｒ0,表示外圆周处人员因冲击波作用导致肺出血而死亡得概率为50%，它与爆炸量间得关系由下式确定：式中:ＷTＮＴ为爆源得TNT当量，ｋg。
爆炸云模型简单算法概要
范登伯格兰诺伊蒸气云模型：TNT当量法关键模型：
W
TNT =aWQ/Q
TNT
(2-1)
W
TNT
，kg；a为LPG蒸气云当量系数（统计平均值为0.04，占统计的60%）；W为蒸气云
中LPG质量，kg；Q为LPG的燃烧热，J/kg; Q
TNT
为TNT的爆炸热,J/kg；z为R处的爆炸特征
长度；P
i
为R处的爆炸超压峰值。
LPG：装有液化气
物质当量：W P=aWQ/Q P 根据经验Ｗｐ＝W
TNT
／１０００
死亡半径指人在冲击波作用下头部撞击致死半径，由下式确定：
R 1=1.98W
P
0.447
(2-14)
W
P
为LPG蒸气云的丙烷当量(kg)
重伤半径指人在冲击波作用下耳鼓膜50%破裂半径，由下式确定：
R 2=9.187W
P
1/3
（2-15）
轻伤半径指人在冲击波作用下耳鼓膜1%破裂半径，由下式确定：
R 3=17.87W
P
1/3
（2-16）
财产损失半径指在冲击波作用下建筑物三级破坏半径，由下式确定：
R 4=K
III
W
TNT
1/3
/(1+(3175/W
TNT
)
2
)
1/6
(2-17)
K
III
建筑物三级破坏系数；
若知道LPG罐区的人员密度和财产密度，即可评价确定人员的伤亡数量和财产损失大小。
范登伯格兰诺伊蒸气云模型举例：
例如：氢的燃烧热为：Ｑ＝１２０．０２×１０６Ｊ／ｋｇ，。
蒸气云爆炸模型
5.4.1 蒸气云爆炸模型分析蒸气云爆炸能产生多种破坏效应，如冲击波超压、热辐射、碎片作用等，但最危险、破坏力最强的是冲击波的破坏效应。
常见的冲击波伤害－破坏准则有：超压准则、冲量准则、压力－冲量准则等。
本次评价采用超压准则。
蒸气云爆炸的超压使用TNT当量法进行计算。
蒸气云爆炸的TNT当量可用下式估算：式中：1.8：地面爆炸系数；α:蒸气云的TNT当量系数，0.04；W f:液化石油气形成的蒸汽云中参与爆炸的燃料的质量，kg；Q f：燃料的燃烧热，kJ/kg；Q TNT：TNT的爆热，4520kJ/kg；W TNT：蒸气云的TNT当量，kg；根据项目单位提供的资料，液化石油气成份为50％的丙烷、50%的丁烷。
查物质系数和特性表可知，丙烷燃烧热Hc/(103Btu.lb-1)为19.9，丁烷燃烧热Hc/(103Btu.lb-1)为19.4，则：液化石油气的燃烧热Q f=19.9×103×0.5+19.4×103×0.5＝19.7×103（Btu/lb）＝19.7×103×1.055÷0.454=45779（kJ/kg）液化石油气密度取0.51t/m3，充装系数取0.9，设泄露的液化石油气形成的蒸汽云中参与爆炸的总体积百分数为30%，假设这个Ⅱ级供应站6m3的液化石油气全部泄露（实际是不可能全部泄露的）。
则：6m3的液化石油气全部发生泄漏时，液化石油气形成的蒸汽云中参与爆炸的燃料的质量W f=6×0.51×103×0.9×30%=826（kg）W TNT=1.8×0.04×826×45779/4520=602.3（kg）①死亡区该区内的人员如缺少防护，则被认为将无例外地蒙受严重伤害或死亡，其内径为零，外径记为R0，表示外圆周处人员因冲击波作用导致肺出血而死亡的概率为50％，它与爆炸量间的关系由下式确定：式中：W TNT为爆源的TNT当量，kg。
爆炸评价与衡量模型及伤害半径计算
爆炸评价模型及伤害半径计算1、蒸气云爆炸（VCE ）模型分析计算（1）蒸气云爆炸（VCE ）模型当爆炸性气体储存在贮槽内，一旦泄漏，遇到延迟点火则可能发生蒸气云爆炸，如果遇不到火源，则将扩散并消失掉。
用TNT 当量法来预测其爆炸严重度。
其原理是这样的：假定一定百分比的蒸气云参与了爆炸，对形成冲击波有实际贡献，并以TNT 当量来表示蒸气云爆炸的威力。
其公式如下：W TNT =式中W TNT ——蒸气云的TNT 当量，kg ； β——地面爆炸系数，取β=1.8；A ——蒸气云的TNT 当量系数，取值范围为0.02%～14.9%； W f ——蒸气云中燃料的总质量：kg ； Q f ——燃料的燃烧热，kJ/kg ；Q TNT ——TNT 的爆热，QTNT=4120～4690kJ/kg 。
（2）水煤气储罐蒸气云爆炸（VCE ）分析计算由于合成氨生产装置使用的原料水煤气为一氧化碳与氢气混合物，具有低闪点、低沸点、爆炸极限较宽、点火能量低等特点，一旦泄漏，极具蒸气云爆炸概率。
若水煤气储罐因泄漏遇明火发生蒸气云爆炸（VCE ），设其贮量为70%时，则为2.81吨，则其TNT 当量计算为：取地面爆炸系数：β=1.8； 蒸气云爆炸TNT 当量系数，A=4%； 蒸气云爆炸燃烧时燃烧掉的总质量， Wf=2.81×1000=2810（kg ）；水煤气的爆热，以CO 30%、H 2 43%计（氢为1427700kJ/kg,一氧化碳为10193kJ/kg ）：取Q f =616970kJ/kg ；TNT 的爆热，取Q TNT =4500kJ/kg 。
将以上数据代入公式，得W TNT 死亡半径R 1=13.6(W TNT /1000)=13.6×27.740.37 =13.6×3.42=46.5(m)重伤半径R 2，由下列方程式求解：△P 2=0.137Z 2-3+0.119 Z 2-2+0.269 Z 2-1-0.019 Z 2=R 2/(E/P 0)1/3 △P 2=△P S /P 0式中：△P S ——引起人员重伤冲击波峰值，取44000Pa ； P 0——环境压力（101300Pa ）； E ——爆炸总能量（J ），E=W TNT ×Q TNT 。
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5.4.1 蒸气云爆炸模型分析
蒸气云爆炸能产生多种破坏效应，如冲击波超压、热辐射、碎片作用等，但最危险、破坏力最强的是冲击波的破坏效应。
常见的冲击波伤害－破坏准则有：超压准则、冲量准则、压力－冲量准则等。
本次评价采用超压准则。
蒸气云爆炸的超压使用TNT 当量法进行计算。
蒸气云爆炸的TNT 当量可用下式估算：
TNT
f
f TNT Q Q W W α8.1=
式中：1.8：地面爆炸系数；
α:蒸气云的TNT 当量系数，0.04；
W f :液化石油气形成的蒸汽云中参与爆炸的燃料的质量，
kg ；
Q f ：燃料的燃烧热，kJ/kg ； Q TNT ：TNT 的爆热，4520kJ/kg ； W TNT ：蒸气云的TNT 当量，kg ；
根据项目单位提供的资料，液化石油气成份为50％的丙烷、50%的丁烷。
查物质系数和特性表可知，丙烷燃烧热Hc/(103Btu.lb -1)为19.9，丁烷燃烧热Hc/(103Btu.lb -1)为19.4，则：
液化石油气的燃烧热Q f =19.9×103×0.5+19.4×103×0.5＝19.7×103（Btu/lb ）＝19.7×103×1.055÷0.454=45779（kJ/kg ）
液化石油气密度取0.51t/m 3，充装系数取0.9，设泄露的液化石油
气形成的蒸汽云中参与爆炸的总体积百分数为30%，假设这个Ⅱ级供应站6m 3的液化石油气全部泄露（实际是不可能全部泄露的）。
则：
6m 3的液化石油气全部发生泄漏时，液化石油气形成的蒸汽云中参与爆炸的燃料的质量W f =6×0.51×103×0.9×30%=826（kg ）
W TNT =1.8×0.04×826×45779/4520=602.3（kg ） ①死亡区
该区内的人员如缺少防护，则被认为将无例外地蒙受严重伤害或死亡，其内径为零，外径记为R 0，表示外圆周处人员因冲击波作用导致肺出血而死亡的概率为50％，它与爆炸量间的关系由下式确定：
37
.00)1000/(6.13TNT W R
式中：W TNT 为爆源的TNT 当量，kg 。
代入W TNT =602.3（kg ，TNT ） 得死亡半径R 0=11.3m
可以认为该圆周内没有死亡的人数正好等于圆周外死亡的人数，即死亡区内的人员将全部死亡，而死亡区外的人员将无一死亡。
这一假设在破坏效应随距离急剧衰减的情况下是近似成立的。
②重伤区
该区内的人员如缺少防护，则绝大多数将遭受严重伤害，极少数人可能死亡或受伤。
其内径就是死亡半径R 0，外径记为R 1，代表该处人员因冲击波作用耳膜破裂的概率为50％，它要求冲击波峰值超压为44000Pa 。
冲击波超压△Ps 可按下式计算：
△Ps=0.137Z-3+0.119Z-2-0.019
3
/101)/(E P R Z
E=1.8αW f Q f
△Ps =44000/P 0 =0.4344 式中：
R 为目标到爆源的水平距离，m ；
P 为环境压力，Pa ；
E 为爆源总能量，J/kg 。
代入冲击波峰值超压44000Pa 可得到重伤半径： R 1=1.082（E/101300）1/3=32.4m ③轻伤区
该区内的人员如缺少防护，则绝大多数将遭受轻微伤害，少数人将受重伤或平安无事，死亡的可能性极小。
该区内径为重伤区域的外径R1，外径记为R 2，代表外边界处耳膜因冲击波作用破裂的概率为1％，它要求的冲击波峰值超压为17000Pa 。
按重伤半径的计算方法可的：
R 2=1.956（E/101300）1/3=58.6m ④安全区
该区内人员即使无防护，绝大多数人也不会受伤，死亡的概率几乎为零。
该区内径为轻伤区的外径R 2，外径为无穷大。
⑤建筑物的破坏分区
建筑物的破坏程度可参见如下方法确定。
表5.4.1 英国建筑物破坏等级的划分
注：在精度要求不太高的危险性评估中，可以此半径作为财产损失半径，并假定此半径内没有损失的财产与此半径外损失的财产相互抵消，或者说，可以假定此半径内的财产完全损失，此半径外的财产完全无损失。
各破坏等级区域外径由下式确定：
6/123
/1])/3175(1/[TNT TNT
i i W W K R +=
式中：i R 为i 区半径，m ；i K 为常量，计算财产损失半径时破坏等级i ＝2，取i K =4.6，代入上式得：
财产损失半径i R =67.9m 5.4.2 蒸气云爆炸模型后果评价结果
通过前面的蒸气云爆炸超压模型及超压准则，计算得出泄漏扩散后发生蒸气云爆炸造成的不同程度的人员伤害半径和财产损失半径，具体情况见表5.3.2。
表5.4.2 蒸气云爆炸破坏/伤害半径。