LNG液化天然气项目事故后果模拟分析评价

LNG液化天然气项目事故后果模拟分析评价根据天然气的特性，本项目最大危险事故是火灾爆炸。有关研究表明：当CH4百分比浓度在9.5％时其爆炸力最大，爆炸时的瞬间压力可达9通常应按最不利情况对天然气爆炸事故的影响范围、危害程6个，容积为150m3150吨/VCE)和沸腾液体扩展蒸气爆炸(BLEVE蒸汽云爆炸(VCE)后果模拟分析蒸汽云爆炸是指当泄漏到空气中的易燃易爆物质与空气到点火源发生的爆炸，其主要危害形式是冲击波。用TNT当量法和超压准则来预测。TNT当量TNTWTNTWTNT＝aWfQf/QTNT式中：TNT蒸汽云的TNT当量kg；a——TNT4%；——蒸汽云爆炸中燃烧掉的总质量（gQf——燃料的燃烧热，为56.1MJ/kg；QTNT——TNT 的爆热（MJ/kgQTNT=4.124.69MJ/kg，本次模拟取4.50MJ/kg。如果储罐内的液化天然气全部泄漏，则：Wf ＝kρV式中：k——单罐充装系数，取90%；ρ—泄漏前储罐内液化天然气的密度，为437.7kg/m3；V——储罐的容积，为150m3；得:Wf ＝0.9×437.7×150＝59089.5kgWTNT＝0.04×59089.5×56.1/4.5＝29466kg（TNT）可燃气体的爆炸总能量为：E=1.8aWfQf=1.8×0.04×29466×56.1=119019.1MJ相当于梯恩梯(TNT)的摩尔量为：N=WTNT/M=29466/16=1841.6mol蒸汽云爆炸的伤害分区利用超压准则模拟预测单个LNG储罐泄漏后发生蒸汽险源周围依次划分为死亡区、重伤区、轻伤区和安全区。——死亡区：该区内的人员如缺少保护，则被认为无例外地蒙受严重伤害或死亡，其内径为零，外经为1（该圆周处人员因冲击波作用导致肺出血而死亡的概率为50%，计算式为：R1＝13.6（WTNT/1000）0.37＝13.6（53038.7/1000）0.37＝40.92m≈41m1 ——重伤区：该区内的人员如缺少保护，则被认为将去为R，外经为R（1 s△P＝0.137Z-3+0.119Z-2+0.269Z-1－0.019Z＝R2/(E/P0)1/3sE＝WTNT×QTNT＝53038.7×4.50＝238674.15MJ式中：△Ps——44000Pa；——爆源总能量（MJ；P0——为环境压力（近似为aQTNTTNT的爆热（MJ/kg。得：R2 ＝104.61m≈105m——轻伤区：该区内的人员如缺少保护，绝大多数人将外经为R3（，计算式为：△Ps=0.137Z-3+0.119Z-2+0.269Z-1-0.019Z=R3/(E/P0)1/3E=WTNT×QTNT17000Pa；——爆源总能量（J；P0——为环境压力（近似为aTNT——TNT的爆热（MJ/kg。得：R3 ＝187.36m≈188m——R3，外经为无穷大。蒸汽云爆炸对建筑物的破坏蒸汽云爆炸会对爆源周围的建筑物等设施造成不同程度R财，计算公式为：R财＝KUWTNT1/3/（1+（3175/WTNT）2）1/6式中：R财——财产损失半径；KU——破坏系数；WTNT爆源的TNT当量(kg)。得：R财＝151.4m沸腾液体扩展蒸汽爆炸(BLEVE)事故后果模拟分析火球当量半径R火球当量半径：R＝2.9Wf1/3f火球持续时间：t＝0.45W1/3f式中：R——火球当量半径，m；t——火球持续时间，s；Wf——kg9090%。6个LNG150m3，LNGkg/m3，则：Wf＝6×0.9×0.9×150×437.7＝319083.3kg得：R＝198.2mt＝30.7s死亡、重伤、轻伤和财产损失热通量1当伤害几率5时，不同伤害程度热通量的计算公式如下死亡热通量量：Pr ＝－37.23+2.56ln(tq4/3)12重伤热通量：Pr ＝－43.14+3.0188ln(tq4/3)23轻伤热通量：Pr ＝－39.83+3.0186ln(tq财产损失的热通量q＝6730t+254003按上述不同伤害所需的热辐射通量，计算伤害，破坏半径。热辐射通量公式为：r q＝qR2r(1－0.058Inr)/(R2+r2)r 式中：qr——热辐射通量，kW/m2；q0——270kW/m2；R——火球当量半径，m；r——到火球中心的距离，m。r由上式计算，得扩展蒸气爆炸死亡、重伤、轻伤和财产损失热通量qkW/m211990.3kW/m25272.4kW/m2232011kW/m2半径分别是557m、699m、1067m、636m。r固有危险程度和风险程度分析通过以上计算可知，该项目储罐区一旦泄漏，如果没有得到有效控制，发生单个储罐蒸汽云爆炸，可燃气体的爆炸总能量为119019.1MJ，相当于梯恩梯(TNT188m1067mLNG储罐区泄漏爆炸事故模拟后果见表5-17。表5-17 LNG储罐区泄漏爆炸事故后果