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文档简介
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
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