压力容器爆炸伤害事故后果分析及评价_张卫强

m3；N：效率因子，其值与燃烧浓 度 持 续 展 开 所 造 成 损 耗 的 比 例 和 燃 料
燃烧所得机械能的数量有关，一般取 N=1096；Cs：经验常数，取决于损
害等级，其取值情况见表 2-2。
表 2-2 损害等级表
损害等级 Cs/(mJ-1/3)
设备损坏
人员伤害
1
0.03
重创建筑物的加工设备
防震钢筋混凝土破坏， 小房 屋倒塌，大部分人员死亡
0.02~0.03
墙裂缝，对人体有轻 微损伤
0.20~0.30
0.04~0.05 增大裂缝，屋瓦掉下
大型钢架百度文库构破坏
2.2 冲击波的超压 冲击波波阵面上的超压与产生冲击波的能量
有关，同时也与距离爆炸中心的远近有关。 △p:冲击波波阵面 上 的 超
压 ，MPa；R: 距 爆 炸 中 心 的 距 离 ，m；n:衰 减 系 数 。 则 冲 击 波 的 超 压 与 爆 炸
(2)将爆破能量 q 换算成 TNT 当量 q。 因为 1kg TNT 爆炸所放出的
爆破能量为 4 230～4 836kJ ／ kg，一般取平均爆破 能 量 为 4500kJ ／ kg，故
其关系为：q=E ／ qTNT=E ／ 4500 (4)
(3) 按 式 (2) 求 出 爆 炸 的 模 拟 比 α， 即 ：α＝ 姨3 q/q0 ＝ 姨3 1/1000 0.1×
姨 若 R
3
＝
R0
q q0
=α 则△p=△p0
（2）
式中 R：目标与爆炸中心距离，m；R0：目标与基准爆炸中心的相当
距离，m；q0：基准 炸 药 量 ，TNT，kg；q：爆 炸 时 产 生 冲 击 波 所 消 耗 的 炸 药
量 ，TNT，kg；△p：目 标 处 的 超 压 ，MPa；△p0：基 准 目 标 处 的 超 压 ，MPa；
表 2-1 冲击波超压的破坏作用
△p/MPa
伤害作用
△p/MPa
伤害作用
0.005~0.006 门、窗玻璃部分破碎
0.05~0.07
木建筑厂房房柱折断， 房架 松动
0.006~0.015
受压面的门、窗玻璃 大部分破碎
0.07~0.10
砖墙倒塌，人内脏严重损伤
0.015~0.02 窗框损坏
0.10~0.20
3
姨
q
(5)
(4)求出在 1000kg TNT 爆炸试验中的相当距离 R0，即 R-α。
(5)根 据 R0 值 查 相 关 资 料 找 出 距 离 为 R0 处 的 超 压△P0(中 间 值 用
插入法)，此即所求距离为 R 处的超压。
(6)根 据 超 压△p 值 ，从 表 2-1 中 找 出 对 人 员 和 建 筑 物 的 伤 害 、破
形 成 蒸 气 云 [5]。
根 据 荷 兰 应 用 科 研 院 (TNO(1979)) 建 议 ， 可 按 下 式 预 测 蒸 气 云 爆 炸
的冲击波的损害半径：
R＝Cs（NE）1/3
(6)
式 中 R：损 害 半 径 ，m；E：爆 炸 能 量 ，kJ，可 按 下 式 取 ，E=V·Hc(7)；
V： 参与反应的可燃气体的体积，m3；Hc： 可燃气体的高燃烧热值，kJ ／
3.2 蒸 气 云 爆 炸 总 能 量 蒸 气 云 爆 炸 总 能 量 由 下 式 计 算 ：E=1.8 aVfQf
式 中 ：1.8－ 地 面 爆 炸 系 数 ；a － 可 燃 气 体 蒸 气 云 的 当 量 系 数 ， 取 0.04；Vf－氢 罐 内 气 体 体 积 ；Vf=2000Nm3Qf－氢 气 燃 烧 热 ，Qf=12770kJ/m3。 经 计 算 ：E=1839MJ
1%死 亡 于 肺 部 伤 害 ， >50%耳 膜 破 裂
2
0.06
损坏建筑物外表可修复性破坏
1%耳 膜 破 裂 ，1%被 碎片击伤
3
0.15
玻璃破碎
被碎玻璃击伤
4
0.4
10%玻 璃 破 碎
3.实 例 评 价 过 程
（下转第 537 页）
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● 【参考文献】
［1］《组织行为与 过 程 》 (美)安 科 拉 等 著 ；孙 非 译 大 连 ：东 北 财 经 大 学 出 版 社 2000.08． ［2］ 《 揭 开 行 为 的 奥 妙 —行 为 科 学 概 论 》 冬 青 编 著 北 京 ： 中 国 经 济 出 版 社 1987.07 第一版． ［3］《掌握组织行为》 (英)佩廷格著 刘天伟，裁晓岭，肖欢译 桂林：广西师范大 学 出 版 社 ，2001.03．
α：炸药爆炸试验的模拟比。 上式也可写成为：△p(R)=△p0(R/α) (3)
利用式(3)就可 以 根 据 某 些 已 知 药 量 的 试 验 所 测 得 的 超 压 来 确 定
任意药量爆炸时在各种相应距离下的超压。 综上所述，计算压力容器
爆破时对目标的伤害、破坏作用，可按下列程序进行。
(1)首先根据容器内所装介质的特性，计算出其爆破能量 E。
坏作用。
2.3 蒸气云爆炸的冲击波伤害、 破坏半径 爆炸性气体以液态储
存，如果瞬间泄漏后遇到延迟点火或气态储存时泄漏到空气中，遇到
火源，则可能发生蒸气云爆炸。 导致蒸气云形成的力来自容器内含有
的能量或可燃物含有的内能，或两者兼而有之。 “能”的主要表现形式
是压缩能、化学能或热能。 一般说来，只有压缩能和热量才能单独导致
1.压 力 容 器 安 全 评 价 的 必 要 性
安全评价也称安全性评价，或称危险性评价、风险评价。 “评价” (Assessment) 也 有 人 译 为 “评 估 ”。 安 全 评 价 是 对 系 统 发 生 的 危 险 性 进 行 定性或定量分析，评价系统发生危险的可能性及其严重程度，以寻求 最低的事故率、最少的损失和最优的安全投资效益。 安全评价是安全 管 理 和 决 策 科 学 化 的 基 础 ，是 现 代 科 学 技 术 预 防 事 故 的 具 体 体 现 [1]。
压力容器是化工生产的主要设备之一，由于压力容器极宽广的操 作范围(包括压力、温度、介质、周围环境等)，使其在设计、使用和管理 等方面与其他一般机械设备不同，尤其在安全性方面的要求更为苛刻 和严厉。 压力容器就其广义的定义而言，不仅是承受流体压力（包括内 压或外压）的密闭容器，从安全使用管理角度而言，更是一类具有潜在 爆炸危险的特种设备 ，一旦发生爆炸事故将造成严重的后果[2,3]。 也正 因为此，压力容器设备常常作为重大危险源的首先考虑对象。
组织技术和物质条件的提高， 能够使组织成员认同组织的优势， 并以内部优势为出发点去面对组织和自己的将来，这样有利于组织成 员形成积极的态度。
2．8 组织技术和物质条件的不断的追求，增加组织成员的信心 组织技术和物质条件的提高，增加了组织成员战略选择的范围且 提高了组织成员完成组织任务的效率，这会提高组织成员成果和能力 方面会起到很大的促进作用，进而进一步拓宽组织成员面对未来的能 力，从而提高组织成员的信心。 3．结 论 本文研究了组织技术和物质条件对组织成员的情感体验的影响 和通过组织技术和物质条件的改变提高组织成员情感体验的对策。 此 研究对更好地理解组织技术和物质条件对组织成员的情感体验的作 用并对组织技术和物质条件的提高、改善和创新的必要性提供了一定 的借鉴意义。 科
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2009 年 第 15 期
压力容器爆炸伤害事故后果分析及评价
张卫强 1 焦 强 2 崔 锋 3 （西安科技大学能源学院 陕西 西安 710054）
【摘 要】压力容器是化工生产的主要设备之一，本文通过引入压力容器爆炸事故后果分析、评价的方法，得出其危险能量和伤害半径，以 便于企事业管理者充分地认识到压力容器的危险性，更好地对其安全管理。
［责任编辑：张艳芳］
●
（上接第 493 页）3.1 蒸气云爆炸事故情景 假设一氢气站设有容 积 20m3 氢气储罐一个，事故预测时按超压（10Mpa）计算氢气量。
氢气储罐大规模破裂时，气体泄漏形成气云，达到爆炸极限时遇 激发能源即可发生气体爆炸，对气体爆炸，按超压－冲量准则预测蒸气 云爆炸事故后果。
中 心 距 离 的 关 系 为 ：△p∞R-n
(1)
衰减系数在空气中随着超压的大小而变化， 在爆炸中心附近为
2.5～3；当超压在数个大气压以内时，n=2；小于 1 个大气压，n=1.5。
实验数据表明，不同数量的同类炸药发生爆炸时 ，如果 R 与 R0 之 比与 q 与 q0 之比的三次方根相等，则所产生的冲击波超压 相 同 ，用 公 式表示如下：
2009 年 第 15 期
技术和物质条件充分地发挥化的作用；而对不利于组织发展的，阻碍 组织发展的技术和物质条件，要果断地进行淘汰和改进，从而使它们 更好地适应组织的目标。 在这一过程中，组织成员也在随着组织技术 和物质条件优化，组织成员的情感体验也在发生相应的变化，从而增 加自身的适应性。
2．3 组织技术和物质条件提高，增加组织成员的认同感 组织技术和物质条件提高，会提高组织成员优于组织同行业中其 他组织的感觉，从而会增加组织成员对组织的认同感。 2．4 组织技术的创新和发展，增加组织成员的使命感 组织技术的创新和发展，会增加组织面对外部环境的不确定性和 主动地去克服这种不确定性， 从而为组织成员创造一种新的心理优 势，为组织成员树立崇高的目标，为组织的使命而感到骄傲。 2．5 组织物质条件丰富，增加组织成员的安全感 组织成员的健全感体验是组织成员的一种重要体验。 组织成员的 很多行为都是在安全的基础上延伸而来的。 组织物质条件的丰富，会 更大增加组织成员的安全感体验，从而为组织的更崇高的情感体验打 下坚实的基础。 2．6 组织技术和物质条件的领先，增加组织成员的荣誉感 组织技术和物质条件的领先，增加了组织成员的战略选择以组织 成员在完成任务的过程中能够使自己的能力得到不断提高并不断能 够实现自我，因此，组织技术和物质条件的领先，能够增加组织成员的 荣誉感。 2．7 组织技术和物质条件的进步，改变组织成员的态度
2.压 力 容 器 爆 炸 伤 害 事 故 后 果 分 析 、评 价 方 法 介 绍
压力容器爆炸时，爆破能量在向外释放时是以冲击波能量、碎片 能量和容器残余变形能量 3 种形式表现出来的。 后二者所消耗的能量 只占总爆破能量的 3％～15％，也就是说大部分爆炸能量是用于产生空 气冲击波。
2.1 爆炸冲击波 冲击波是由压缩波叠加形成的 ， 是波阵面以突 进形式在介质中传播的压缩波[4]。 容器破裂时，器内的高压气体大量冲 出，使它周围的空气受到冲击波而发生扰动，使其状态(压力、密度、温 度等)发生突跃变化，其传播速度大于扰动介质的声速，这种扰动在空 气中的传播就成为冲击波。 在离爆破中心一定距离的地方，空气压力 会随时间发生迅速而悬殊的变化。 开始时，压力突然升高，产生一个很 大的正压力，接着又迅速衰减，在很短时间内正压降至负压。 如此反复 循环数次，压力渐次衰减下去。 开始时产生的最大正压力即是冲击波 波阵面上的超压△p。 多数情况下，冲击波的伤害、破坏作用是由超压 引起的（超压△p 可以达到数个甚至数十个大气压）。 超压波对人体的 伤害和对建筑物的破坏作用见表 2-1。
【关键词】压力容器；事故后果分析；伤害半径 【Abstract】Pressure vessels is one of the main equipment in Chemical production, through the introduction of the consequences of pressure vessel explosion analysis, evaluation methods, evaluate its energy and the damage radius as a purpose to make manages recogniz adequately the danger of pressure vessels, and be more better safety management. 【Key words】Pressure Vessels；The Consequences of the Accident Analysis；Damage radius