火灾事故后果分析课件(PPT100页)
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
▪ 计算结果为：单位面积燃烧速度为0.0254 kg/(m2·s)
1.1.2 火焰高度计算
▪ 当液池为一个半径r的圆形池时，火焰高度按下述公 式计算：
▪ 式中：h—火焰高度，m； r—液池半径，m，半径为12.25 m； ρ0—周围空气的体积质量，取值1.16 kg/m3； g—重力加速度，取值9.8 m/s2。
热辐射计算所得热辐射曲线
1.2 FDS模拟热辐射计算
FDS采用NIST的FDS火灾模拟器通过大涡模拟 来进行地面油罐火灾发展过程的可视化仿真。选取 油罐为中心的100 m3空间进行模拟，持续燃烧20s， 取以பைடு நூலகம்罐中心横截面来观察热辐射以及数据导出， 经Smokeview截图可看出火焰不停变动但总体趋势 稳定，故取中心截面火焰1/2高度处5~15 s的平均值 为导出数据（选取相同距离热辐射最大值）， Smokeview模拟视图见图1~3：图1、2是FDS模拟油 罐燃烧热辐射的三维图，图2是包含烟气情况下的 辐射图。图3为热辐射截面图。
池火灾实例
1999年，山西省某化工厂5000m3直径 为28.5米的汽油储罐发生火灾，顶部塌陷后 发展为池火灾，池液半径为12.25 m。顿时 周围一定范围内笼罩在强烈的热辐射中。 此事故造成16人死亡，百余人受伤，直接 经济损失5千万元，是一个典型的池火灾事 故。
池火灾事故后果分析方法
目前，对池火灾事故后果分析的方法大体有两 类： ▪ 一类是经验公式计算法
▪ 由此，我们将火灾分为池火灾、喷射火、火 球、突发火和固体火灾五类。
第一章 池火灾
由于油罐破裂或运输意外,造成泄漏事 故,当遇到点火源,极可能发生池火灾。灾害 一旦发生,人员暴露在火灾的热辐射下,将会 受到严重的伤害。
池火灾通过热辐射方式影响周围环境， 当热辐射强度足够大时，可使周围物体燃 烧或变形，强烈的热辐射可能烧毁设备， 并造成人员伤亡。
数据，对于大型油盘火灾，由于烟的屏蔽作用，使得 辐射分数随着油盘直径的增加而下降，该计算中取平 均值0.24);
Hc—最大发热量，J/mol，取43 728.8 J/mol。 ▪ 计算结果为：由该式计算得总热辐射量Q=61.9×103 kW。
1.1.4 目标入射热辐射强度的计算
假设全部辐射热量都由液池中心释放出来， 在距离液池中心点X（m）的某一点的入射热辐射 强度(目标入射热辐射强度)为：
▪ 计算结果为：火焰高度可达22.41 m（在大型火灾实 验中，火焰形状并不清晰，因为在火焰周围存在大量 的烟，所以上述火焰高度计算仅是理想情况下的估算 值）。
1.1.3 液池燃烧时的总辐射量
液池燃烧时的总辐射量按下述公式计算：
▪ 式中：Q—总辐射量，W； η—效率因子，介于0.13至0.35之间;(根据试验
火灾的分类
▪ 火灾时或失去控制蔓延的一种灾害性燃烧现 象，是各种灾害中发生最频繁且最具毁灭性的一 种。火灾的种类很多，通常包括森林、建筑、油 类以及可燃气体和粉尘爆炸所引起的火灾。这里 主要针对易燃易爆的气体或液体泄漏后遇到引火 源被点燃而着火燃烧而引起火灾和固体类物质起 火成灾进行火灾事故后果分析。
经验公式计算法步骤
1.1.1 燃烧速度的计算
▪ 由于燃烧速度极不稳定且不断变化，因 此取燃烧中期平均燃烧速度为准。不同直 径油罐液体表面上单位面积的燃烧速度为：
▪ 式中：Vb———直线燃烧速度，mm/s； D———油罐直径，m。
直线燃烧速度与质量燃烧速度的转换利用公 式：
▪ 式中：V———质量燃烧速度，kg/(m2·s)； ρ———液体体积质量，kg/m3。
这种计算方法方便实用，简单易行，可以规 律性地获取相关数据，便于掌握和预测油罐燃烧情 况的总体情况。 ▪ 一类是FDS软件模拟法
FDS (Fire Dynamics Simulator) 是美国国家技 术标准局（NIST）建筑火灾实验室开发的基于场模 拟的火灾模拟软件，该软件采用先进的大涡模拟技 术，得到众多实例验证，在火灾安全工程领域应用 广泛。
火灾事故后果分析课件(PPT100页)
火灾事故后果分析
火灾事故后果分析课件(PPT100页)
概述——历史上著名的火灾
火灾事故后果分析研究目的
▪ 火灾事故是工业重大危险事故里的主 要类型，对人的生命、财产和环境有巨 大的危害。火灾事故后果分析作为安全 评价的一种类型，对事故后果进行分析 及预测，为预测火灾、爆炸和中毒事故 造成的后果提供准确有效的数据，大大 缩短了灾害后果评估时间，提高灾害后 果评估精度，对预防、减少人员伤亡和 财产损失有积极影响，因此对火灾事故 进行事故后果分析是十分有必要的。
图1 模拟油罐燃烧热辐射的三维图
图2 包含烟气情况下的模拟油罐燃烧热辐射的三维图
图3 热辐射截面图模拟
热辐射计算所得热辐射曲线
经验公式计算法与FDS软件模拟 计算法之比较
两组数据对比可看出，计算数据更具有规律性，模拟 数据具有多变性和不对称性，但二者对于最大热辐射强度 的数值点的走向上是趋于一致的；通过对几个重要数值点 据在大部分时线完全拟合。 结论： a) 传统计算方法方便实用，可以规律性地获取相关数据，便 于掌握和预测油罐燃烧情况的总体情况。 b) FDS模拟对于火焰的动态变化情况更具实际意义，同时在 数值上对经验公式起到补充和完善作用。 c) 通过两种方法的结合，可以更全面准确地掌握油罐燃烧的 热辐射强度数据，更准确地预测油罐火灾的燃烧特性，对 实战具有重要的指导意义。
▪ 式中：I—入射热辐射强度，W/m3； 取值1；tc—热传导系数，在无相对理想数据时，可 X—目标点到火源（罐壁）的距离，m。
1.1.5 对比热辐射危害程度表
上述目标入射热辐射强度公式，反映 了热辐射能量与受害目标到火源距离之间 的关系。当入射热辐射通量是一个定值时， 可以计算出受害目标与火源之间的伤害距 离，参照辐射危害程度（表1），计算得 到 Ik2W=：2/m5当.02时Ik1=W,X3/73m=.512时9k.W9,Xm/m2；=21时I44=.,1X4m.10=；k1W1I3.=/4mm122；.5 时,X4=35.1m；I5=1.6 kW/m2时,X5=55.5 m。
1.1.2 火焰高度计算
▪ 当液池为一个半径r的圆形池时，火焰高度按下述公 式计算：
▪ 式中：h—火焰高度，m； r—液池半径，m，半径为12.25 m； ρ0—周围空气的体积质量，取值1.16 kg/m3； g—重力加速度，取值9.8 m/s2。
热辐射计算所得热辐射曲线
1.2 FDS模拟热辐射计算
FDS采用NIST的FDS火灾模拟器通过大涡模拟 来进行地面油罐火灾发展过程的可视化仿真。选取 油罐为中心的100 m3空间进行模拟，持续燃烧20s， 取以பைடு நூலகம்罐中心横截面来观察热辐射以及数据导出， 经Smokeview截图可看出火焰不停变动但总体趋势 稳定，故取中心截面火焰1/2高度处5~15 s的平均值 为导出数据（选取相同距离热辐射最大值）， Smokeview模拟视图见图1~3：图1、2是FDS模拟油 罐燃烧热辐射的三维图，图2是包含烟气情况下的 辐射图。图3为热辐射截面图。
池火灾实例
1999年，山西省某化工厂5000m3直径 为28.5米的汽油储罐发生火灾，顶部塌陷后 发展为池火灾，池液半径为12.25 m。顿时 周围一定范围内笼罩在强烈的热辐射中。 此事故造成16人死亡，百余人受伤，直接 经济损失5千万元，是一个典型的池火灾事 故。
池火灾事故后果分析方法
目前，对池火灾事故后果分析的方法大体有两 类： ▪ 一类是经验公式计算法
▪ 由此，我们将火灾分为池火灾、喷射火、火 球、突发火和固体火灾五类。
第一章 池火灾
由于油罐破裂或运输意外,造成泄漏事 故,当遇到点火源,极可能发生池火灾。灾害 一旦发生,人员暴露在火灾的热辐射下,将会 受到严重的伤害。
池火灾通过热辐射方式影响周围环境， 当热辐射强度足够大时，可使周围物体燃 烧或变形，强烈的热辐射可能烧毁设备， 并造成人员伤亡。
数据，对于大型油盘火灾，由于烟的屏蔽作用，使得 辐射分数随着油盘直径的增加而下降，该计算中取平 均值0.24);
Hc—最大发热量，J/mol，取43 728.8 J/mol。 ▪ 计算结果为：由该式计算得总热辐射量Q=61.9×103 kW。
1.1.4 目标入射热辐射强度的计算
假设全部辐射热量都由液池中心释放出来， 在距离液池中心点X（m）的某一点的入射热辐射 强度(目标入射热辐射强度)为：
▪ 计算结果为：火焰高度可达22.41 m（在大型火灾实 验中，火焰形状并不清晰，因为在火焰周围存在大量 的烟，所以上述火焰高度计算仅是理想情况下的估算 值）。
1.1.3 液池燃烧时的总辐射量
液池燃烧时的总辐射量按下述公式计算：
▪ 式中：Q—总辐射量，W； η—效率因子，介于0.13至0.35之间;(根据试验
火灾的分类
▪ 火灾时或失去控制蔓延的一种灾害性燃烧现 象，是各种灾害中发生最频繁且最具毁灭性的一 种。火灾的种类很多，通常包括森林、建筑、油 类以及可燃气体和粉尘爆炸所引起的火灾。这里 主要针对易燃易爆的气体或液体泄漏后遇到引火 源被点燃而着火燃烧而引起火灾和固体类物质起 火成灾进行火灾事故后果分析。
经验公式计算法步骤
1.1.1 燃烧速度的计算
▪ 由于燃烧速度极不稳定且不断变化，因 此取燃烧中期平均燃烧速度为准。不同直 径油罐液体表面上单位面积的燃烧速度为：
▪ 式中：Vb———直线燃烧速度，mm/s； D———油罐直径，m。
直线燃烧速度与质量燃烧速度的转换利用公 式：
▪ 式中：V———质量燃烧速度，kg/(m2·s)； ρ———液体体积质量，kg/m3。
这种计算方法方便实用，简单易行，可以规 律性地获取相关数据，便于掌握和预测油罐燃烧情 况的总体情况。 ▪ 一类是FDS软件模拟法
FDS (Fire Dynamics Simulator) 是美国国家技 术标准局（NIST）建筑火灾实验室开发的基于场模 拟的火灾模拟软件，该软件采用先进的大涡模拟技 术，得到众多实例验证，在火灾安全工程领域应用 广泛。
火灾事故后果分析课件(PPT100页)
火灾事故后果分析
火灾事故后果分析课件(PPT100页)
概述——历史上著名的火灾
火灾事故后果分析研究目的
▪ 火灾事故是工业重大危险事故里的主 要类型，对人的生命、财产和环境有巨 大的危害。火灾事故后果分析作为安全 评价的一种类型，对事故后果进行分析 及预测，为预测火灾、爆炸和中毒事故 造成的后果提供准确有效的数据，大大 缩短了灾害后果评估时间，提高灾害后 果评估精度，对预防、减少人员伤亡和 财产损失有积极影响，因此对火灾事故 进行事故后果分析是十分有必要的。
图1 模拟油罐燃烧热辐射的三维图
图2 包含烟气情况下的模拟油罐燃烧热辐射的三维图
图3 热辐射截面图模拟
热辐射计算所得热辐射曲线
经验公式计算法与FDS软件模拟 计算法之比较
两组数据对比可看出，计算数据更具有规律性，模拟 数据具有多变性和不对称性，但二者对于最大热辐射强度 的数值点的走向上是趋于一致的；通过对几个重要数值点 据在大部分时线完全拟合。 结论： a) 传统计算方法方便实用，可以规律性地获取相关数据，便 于掌握和预测油罐燃烧情况的总体情况。 b) FDS模拟对于火焰的动态变化情况更具实际意义，同时在 数值上对经验公式起到补充和完善作用。 c) 通过两种方法的结合，可以更全面准确地掌握油罐燃烧的 热辐射强度数据，更准确地预测油罐火灾的燃烧特性，对 实战具有重要的指导意义。
▪ 式中：I—入射热辐射强度，W/m3； 取值1；tc—热传导系数，在无相对理想数据时，可 X—目标点到火源（罐壁）的距离，m。
1.1.5 对比热辐射危害程度表
上述目标入射热辐射强度公式，反映 了热辐射能量与受害目标到火源距离之间 的关系。当入射热辐射通量是一个定值时， 可以计算出受害目标与火源之间的伤害距 离，参照辐射危害程度（表1），计算得 到 Ik2W=：2/m5当.02时Ik1=W,X3/73m=.512时9k.W9,Xm/m2；=21时I44=.,1X4m.10=；k1W1I3.=/4mm122；.5 时,X4=35.1m；I5=1.6 kW/m2时,X5=55.5 m。