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甲醇储罐爆炸事故后果分析

时间:2019-05-18 05:10:22 网站:公文素材库

甲醇储罐爆炸事故后果分析1)甲醇储罐及甲醇物料性质

物料

火灾等级

闪点(℃)

熔点(℃)

沸点(℃)

燃烧热

(kJ/mol)

爆炸极限(%)

容量(m3)

甲醇

11

-97.8

64.8

727.0

5.5~44

200

2)爆炸的能量

甲醇的容积为200m3,假设罐内充满最高爆炸上限44.0%的混合气体,则其中甲醇含量为200m3×0.44=88m3(气态);按标准状态下1mol=22.4×10-3m3计。

甲醇的燃烧热为727.0kJ/mol;

能量释放Q=88m3×727.0kJ/mol÷(22.4×10-3m3/mol)=2.86×106kJ;

冲击波的能量约占爆炸时介质释放能量的75%。

则冲击波的能量E=2.86×106kJ×75%=2.14×106kJ。

3)爆炸冲击波的伤害、破坏作用

冲击波是由压缩波迭加形成的,是波面以突进形式在介质中传播的压缩波。开始时产生的最大正压力即是冲击波波阵面上的超压△ρ。多数情况下,冲击波的伤害、破坏作用是由超压引起的。

冲击波伤害、破坏的超压准则认为,只要冲击波超压达到一定值时,便会对目标造成一定的伤害或破坏。超压波对人体的伤害和对建筑物的破坏作用见附表4-20和附表4-21。

附表4-20 冲击波超压对人体的伤害作用

超压△ρ(MPa)

伤害作用

0.02~0.03

轻微伤害

0.03~0.05

听觉器官损伤或骨折

0.05~0.10

内脏严重损伤或死亡

>0.10

人员死亡

附表4-21 冲击波超压对建筑物的破坏作用

超压△ρ(MPa)

破坏作用

超压△ρ(MPa)

破坏作用

0.005~0.006

门窗玻璃部分破坏

0.06~0.07

木建筑厂房柱折断,房架松动

0.006~0.015

受压面的门窗玻璃大部分破坏

0.07~0.10

砖墙倒塌

0.015~0.02

窗框损坏

0.10~0.20

防震钢筋混凝土破坏,小房屋倒塌

0.02~0.03

墙裂缝

0.20~0.30

大型钢架结构破坏

0.04~0.05

屋瓦掉下

1000kgTNT爆炸时的冲击波超压。

附表4-22中列出了超压△ρ时的1000kgTNT爆炸试验中的相当距离R。

附表4-22 1000kgTNT爆炸时的冲击波超压分别情况

距离R0(m)

5

6

7

8

9

10

12

超压△ρ(MPa)

2.94

2.06

1.67

1.27

0.95

0.76

0.50

距离R0(m)

14

16

18

20

25

30

35

超压△ρ(MPa)

0.33

0.235

0.17

0.126

0.079

0.057

0.043

距离R0(m)

40

45

50

60

65

70

75

超压△ρ(MPa)

0.033

0.027

0.0235

0.0205

0.018

0.016

0.013

4)后果模拟

①爆破能量E换算成TNT当量。因为1kgTNT爆炸所放出的爆破能量为4230~4836kJ/kg,一般取平均爆破能量为4500kJ/kg,故200m3甲醇罐爆炸时,其TNT当量为:

q=E/QTNT=E/4500=2.14×106/4500=476kg;

②爆炸的模拟比α:

α=(q/q0)1/3=(q/1000)1/3=0.4761/3=0.781

③根据附表4-20、附表4-21中列出的对人员和建筑物的伤害、破坏作用的超压△ρ,从附表4-22中找出对应的超压△ρ(中间值用插入法)时的1000 kgTNT爆炸式样中的相当距离R0,列于附表4-23、附表4-24中。

④根据R0=R/α,算出实际危害距离(距爆炸中心距离):

R=R0×α=R0×0.781

式中:R0——相当距离,m;R——实际距离,m。

⑤计算结果如附表4-23、附表4-24所示。

附表4-23甲醇储罐爆炸冲击波超压对人体的伤害作用

超压△ρ(MPa)

伤害作用

相当距离R0(m)

实际距离R(m)

0.02~0.03

轻微伤害

56~43

43.7~33.6

0.03~0.05

听觉器官损伤或骨折

43~33

33.6~25.8

0.05~0.10

内脏严重损伤或死亡

33~23

25.8~18.0

>0.10

人员死亡

<23

<18.0

附表4-24甲醇储罐爆炸冲击波超压对建筑物的破坏作用

超压△ρ(MPa)

破坏作用

相当距离R0(m)

实际距离R(m)

0.005~0.006

门窗玻璃部分破坏

>75

>58.6

0.006~0.015

受压面的门窗玻璃大部分破坏

>75

>58.6

0.015~0.02

窗框损坏

66~56

51.5~43.7

0.02~0.03

墙裂缝

56~43

43.7~33.6

0.04~0.05

屋瓦掉下

36~33

28.1~25.8

0.06~0.07

木建筑厂房柱折断,房架松动

29~27

22.6~21.1

0.07~0.10

砖墙倒塌

27~23

21.1~18.0

0.10~0.20

防震钢筋混凝土破坏,小房屋倒塌

23~17

18.0~13.3

0.20~0.30

大型钢架结构破坏

<17

<13.3

⑥模拟结果分析

A、由以上计算结果可知,距甲醇储罐中心43.7~33.6m,会对人员造成轻微伤害;距甲醇储罐中心33.6~25.8m,会对人员造成听觉器官损伤或骨折;距甲醇储罐中心25.8~18.0m,会对人员造成内脏严重损伤或死亡;距甲醛储罐中心小于18.0m,会对人员造成死亡。

B、距甲醇储罐中心21.1~18.0m会造成砖墙倒塌;距甲醇储罐中心>58.6m,会造成门窗玻璃部分破坏;

C、距甲醇储罐中心13.3m以内,会造成大型钢架结构破坏。

甲醇储罐爆炸造成人员伤亡范围见附图4-2甲醇储罐爆炸造成人员伤亡范围模拟图。

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