《安全评价技术》课件-沸腾液体扩展为蒸气云爆炸事故伤害后果评价

一、沸腾液体扩展为蒸气云爆炸（BLEVE）事故伤害后果评价目录1.BLEVE评价方法简介2.BLEVE事故伤害后果评价过程1.BLEVE评价方法简介1.BLEVE评价方法简介典型案例2012年10月6日6日上午9点10分，湖南怀化常吉高速公路官庄镇1117段地穆庵隧道口发生了一起液化石油气槽罐车侧翻事故，救援过程中发生爆炸，三名消防队员牺牲。这起爆炸事故是典型的沸腾液体扩散蒸汽爆炸（BoilingLiquidExpandingVaporExplosion简称BLEVE）。1.BLEVE评价方法简介当装有一定压力液体的容器暴露于火源中时，这种液体就会被加热，蒸汽压力升高，容器内的压力增加。当压力达到安全阀设定的压力，阀门打开，将蒸汽释放到大气中，容器的液面下降，液体对它接触的那部分容器壁有一定的冷却作用，但是蒸汽却没有这种作用。BLEVE原理描述当液体继续气化，被液体冷却的储罐表面积的比例也就逐渐减少，不一会儿，没有被冷却的储罐金属暴露于火源，金属变热，然后爆炸。1.BLEVE评价方法简介沸腾液体扩展为蒸气云爆炸（BLEVE）的过程将产生巨大火球，在这一过程中火球的热辐射是最主要的伤害形式。当然，BLEVE产生的碎片和冲击波也有一定的危害，但与爆炸产生的火球热辐射危害相比相对较小。所以BLEVE评价方法主要考虑火球的热辐射伤害。通过计算火球表面热辐射能量及热辐射强度分布，依据热辐射伤害准则，从而计算BLEVE造成人员的死亡半径、重伤半径以及轻伤半径。2.BLEVE事故伤害后果评价过程2.BLEVE事故伤害后果评价过程对于沸腾液体扩展为蒸气云爆炸，国际劳工组织（ILO)提出了三个典型计算模型：H.R.Greenberg提出的模型，J.J.Cramer

提出的模型和

A.F.Roberts提出的模型。本节采用

Greenberg和Cramer提出的模型。计算内容主要包括火球直径、火球燃烧时间、火球表面热辐射能量、视角系数、大气热传递系数及热辐射强度分布等，具体计算方法如下。①火球直径式中：D—火球直径，m;W—火球中消耗的可燃物质量，kg。对单罐储存，W取罐容量的50%；对双罐储存，W取罐容量的70%；对多罐储存，W取罐容量的90%。D=2.665W0.3272.BLEVE事故伤害后果评价过程②火球持续时间

式中：t——火球持续时间，s。t=1.089W0.327③火球抬升高度。火球在燃烧时，将抬升到一定高度。火球中心距离地面的高度H由下式估计：H=D④火球表面热辐射能量。假设火球表面热辐射能量是均匀扩散的，火球表面热辐射能量SEP由下式计算：

式中：FS—火球表面辐射的能量比；Ha—火球的有效燃烧热，J/kg。SEP=FsmHa/(πD²t)2.BLEVE事故伤害后果评价过程Fs与储罐破裂瞬间储存物料的饱和蒸气压力p（MPa）有关：Fs=0.27p0.32对于因外部火灾引起的BLEVE事故，上式中的p值可取储罐安全阀启动压力pv，（MPa）的1.21倍，即：p=1.21pvHs由右式求得：

式中：

Hs——液化气的燃烧热，J/kg；

Hv——液化气常沸点下的蒸发热，J/kg；

Cp——液化气的恒压比热容，J/(kg·K）；

T——火球表面火焰温度与环境温度之差，一般来说T=1700K，K。2.BLEVE事故伤害后果评价过程⑤视角系数视角系数F的计算公式如下：

式中：r——目标到火球中心的距离，m。令目标与液化气储罐的水平距离为X（m），则：

2.BLEVE事故伤害后果评价过程⑥大气热传递系数火球表面辐射的热能在大气中传输时，由于空气的吸收及散射作用，一部分能量损失掉了。假定能量损失比为a，则大气热传递系数τa=1-a。α和大气中的CO2和H2O的含量、热传输距离及辐射光谱的特性等因素有关。τa可由以下的经验公式来求取：

2.BLEVE事故伤害后果评价过程⑦火球热辐射强度分布函数。

在不考虑障碍物对火球热辐射产生阻挡作用的条件下，距离液化气容器

X

处的热辐射强度q（W/m²）可由下式计算：

⑧热辐射伤害准则。沸腾液体扩展蒸气云爆炸（BLEVE）与池火灾（pool

fire）事故伤害后果热辐射伤害准则相同，使用彼德森（Pietersen）提出的热辐射影响模型进行计算。

式中：q—人体接收到的热通量，W/m²；

t—人体暴露于热辐射中的时间，s；

Pr—人员伤害概率。2.BLEVE事故伤害后果评价过程⑧热辐射伤害准则。有衣服保护（20%皮肤裸露）时的死亡概率为：二度烧伤概率：一度烧伤概率：

式中，Cn为常数，一度烧伤取2.8×106，二度烧伤取8.434×106，死亡取1.459×107。本讲小结