风险程度部分计算方法

1、山东省医药工业设计院成都慎恒化工技术效劳专篇风险程度计算方法1目的按照国家平安生产监督管理总局有关文件的规定和要求， 结合相关计算 方法，对?成都慎恒化工技术效劳危险化学品建设工程平安设施设 计 专篇编制规定? 所规定的平安设施设计专篇中的风险程度计算局部做出以 下 要求及说明。2使用范围本文件规定了危险化学品建设工程平安设施设计专篇中对风险程度的计算内容、方向及深度，需要设计人员根据不同工程的实际情况进行选择、计算。3风险程度的内容、深度要求3.1根据同类装置事故情况，对物料泄漏可能性进行分析从爆炸、火灾、毒性、腐蚀性等四个方面入手， 从工艺过程设备、管道 方 面分析设计上采取措施后发生物料

2、泄露的可能性。3.2作业场所出现泄漏后造成爆炸火灾事故条件和所需时间一、爆炸：1气体泄漏引发的爆炸首先根据以下准那么判断泄漏时气体流动属于音速还是亚音速。k音速：P0 2 k1 P k 1k亚音速：P2 k 10> k 1式中，Po为环境压力；P为事故容器内压均为绝对压力 PaQo Cd A PM kRT2 '"SO假设气体泄漏时为亚音速流动，其泄漏速度：kg/s k1M k 2 k 1Qo 丫 Cd A P RT k 1即圆裂口。A-M-R-T-Y-般取最大,式中,Cd-气体泄漏系数，圆裂口取1 ；三角形裂口取0.95 ；长方形取0.90.泄漏口面积。m2物质的分子量

3、-1气体常数J/mol.K -1 ,R=8.314 气体温度K气体膨胀因子上式中，气体膨胀因子 丫计算方法如下：Y =I1 1k-12Po气体泄漏到造成爆炸火灾事故所需时t Vg Vg为所确定爆炸气体体积X爆炸下限。2液体泄漏引发的爆炸液体泄漏速度：Qo Cd A 2gh 假设气体泄漏时为音速流动，其泄漏速度：kg/s 2 P P ok1k1 2 k 1 k 1 k1 P k 1 Po kk1式中： Cd- 气体泄漏系数，圆裂口取1；三角形裂口取0.95 ；长方形取般取最大，0.90. 即圆裂口A-泄漏口面积。 m2P-Pg-p-泄漏液体密度，kg/m 3事故容器内压， Pa0- 环境压力，P

4、a重力加速度，g=9.8m/s 2h-裂口之上液位高度Cd的选取值:雷诺数裂口形状圆形多边形三角形长方形>1000.650.600.55< 1000.500.450.40当容器内液体是过热液体，即液体的沸点低于周围环境温度，液体流过裂口时由于压力减小而突然蒸发。蒸发所需热量取自于液体本身，而容内剩下的液体温度将降至常压沸点。这种情况下闪蒸，泄漏直接蒸发器液TToCp H体所占百分比F可按下式计算：式中：Cp-液体的定压比热，J/kg.KT-泄漏前液体温度，KT 0-液体常压沸点H-液体气比热 J/kg注：F>0.2时，一般不会形成液池；F <0.2时，F与带走液体之比有

5、线性关系；F=0时，没有液体带走蒸发F=0.1时，有50%的液体带走。闪蒸时，t < 30s闪蒸量：Vf F=V， V可通过气体状态方程进行换算 一般液体扩散的扩散速度AQ Sh 1式中：a-分子扩散系数。m2/sSh舍伍德数，A-液池面积，m2L-液池长度，m3P1'-池体密度，kg/mSc 施密特数。Sc= VD= 1 pD其中： v黏滞系数，D扩散系数，1占滞系数，p 度所需时间：t VQgo ( Vg为所确定爆炸气体体积X爆炸下限3)两相流泄漏/流体用于两相流质均为易燃易爆物质，假设一相流质为不燃，那么按 气体扩散计算。Qo Cd A 2P Pc式中：Cd-两相流泄漏系数

6、，可取0.8 ；A- 裂口面积,m2 ；P-两相混合物的压力，Pa ；P c-临界压力，Pa，取Pc=0.55Pa ;p-两相流平均密度，kg/m 3。1Fv 1 Fv12式中：p-气相密度，kg/m 3;p2-液相密度，kg/m 3；Cp T TcHJ/kg.K -1 ；F v-气相比例。Fv式中：Cp-两相混合物的定压比热，T-两相混合物温度，K;T c-临界温度，K ；H-液体的气比热，J/kg。当Fv>1时，液相全部蒸发；Fv很小时，可近似流体泄漏、燃烧：由于可燃性物质燃烧所需条件为：可燃物、助燃物、点火源。燃烧无对可燃物浓度的要求，只要有点火源即可发生火灾3.3 作业场所出现具

7、有毒性的化学品泄漏后扩散速率及到达人的接触最高 限 值的时间一、有毒液化气体泄漏、扩散速度按前面对液体、气体物质泄漏、扩散 的公式进行计算。有毒液化气体蒸发蒸汽的体积：Vg 22.4W c t 1 0 273 t。M q273式中： W- 有毒物质量， kg ；t- 事故容器发生事故前的温度，C；c- 液体介质比热，KJ/kg. C;t 0-标准沸点，c；q- 汽化热， KJ/kg 。如某种有毒物质的危险浓度， 那么可求出其危险浓度下的有毒空气 体积：V=VgX 100/危险浓度同理求出人的接触最高限值的空气体积 V' 那么到达人的接触最高限值的 时间 t= V ' /Q03.

8、4 相应场所出现爆炸、火灾、中毒、灼烫事故造成人员伤亡的范围 一、爆 炸 死亡半径： RD=0.961 W TNT 0.429 重伤半径： RS=4.774 W TNT 0.332 轻伤半径公式：Rm=1.8Rs 财产损失半径为：Rf=5.6W tnt 1/3 /1+(3仃5/Wtnt)21/6、火灾(1)根据不同的火灾类型计算出火灾的辐射热通量池火可燃液体泄漏后流到地面形成液池，或流到水面并覆盖睡眠， 遇到火源燃烧而成池火。第一步先计算液体燃烧速度:a.当液池中的可燃液体的沸点高于环境温度时，其燃烧速度: dmdt Cp Tb To H°01Hc式中： dm/dt单位外表积燃烧速度

9、；kg/(m 2 s)HC Tb液体燃烧热；J/kg p液体的比定压热容；J/(kg K)液体的沸点；K环境温度；K液体的汽化热；J/kgTq Hb.当液体的沸点低于环境温度时，其单位面积的燃烧 速度为：dm O.OOIHc dt式中符号意义同前。(局部液体燃烧速度可从手册中直接查得)第二步，得到液体燃烧速度后，计算出火焰高度：设液池为一半径为r的圆形池子，其火焰高度可按下式计算:h 84rdm/dt1式中： dm/dt燃烧速度； kg/(m2 g 液池半径；m0.6o 2gr 2s)其余符号意义同前第三步，得出液体燃烧速度及液池火焰高度后，可按下式计算液池燃烧 放出的总的热辐射通量：Q r2

10、 2 rh dm Hc / 72 dm 1dt dt式中 Q 总辐射热通量； Wn 率因子；可取 0.130.35其余符号意义同前。 喷射火 加压的可燃物质泄漏时形成射流，如果在泄漏裂口处被点 燃，那么形成喷 射火。这里把整个喷射火看成是由沿喷射中心线上的几个 点热源组成，每个 点人员的热辐射通量相当。点热源的辐射通量为：q Qo He式中：q点热源热辐射通量， w ；n率因子；可取 0.35 ；Q 0泄漏速度， kg/s ； He 燃烧热， J/kg 。总的热辐射通量：Q=nqR式中：n 计算时选取的点热源数，一般取n=5 ；R 辐射率，可取 0.2 火球 低温可燃液化气体由于过热，容器内压

11、增大，使容器爆炸， 内容物释放 并被点燃，发生剧烈的燃烧，产生强大的火球，形成强烈的 热辐射。火球燃烧时放出的辐射热通量为：He M Q t式中：Q 火球燃烧时辐射热通量； WHe燃烧热；J/kgn 率因子；取决于容器内可燃物质的饱和蒸汽压，=0.27pn(2)热辐射造成人员伤亡的范围计算:式中I点热源i至目标x处的热辐射强度； W/m2 Q总热辐射通量； WXt e 热传导系数，在五相对理想的数据时，可取值为1x i点热源到目标点的距离；mI值的选取I，热辐射强度kW/m 2对设备的损害对人的伤害37.5操作设备全部损坏1%死亡10s 100% 死亡 1min25在无火焰、长时间辐射下， 木材燃烧的最小能量重大损伤10s100% 死亡 1mi