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1、火灾、爆炸事故后果模拟计算在化工生产中，火灾、爆炸和中毒事故不但影响生产的正常运行，而且对人员有较大的身体危害，导致人员的伤亡。本文运用地面火灾、蒸气云爆炸和中毒的三种数学模型，对年产 2 万吨顺酐装置的原料库来做多元化的分析， 分析各种事故对人员会造成的危害，借以帮企业在生产中采取对应的措施。事故后果分析是危险源危险性分析的一个主要组成部分，其目的是定量描述一个有几率发生的重大事故对工厂、对厂内人员、厂外居民甚至对环境能够造成危害的严重程度。一、 苯储罐泄漏池火灾后果分析苯系易燃液体，在苯贮罐区苯泄漏后遇到点火源就会被点燃而着火燃烧。由于贮罐区设有防火堤，苯泄漏后积聚在防火堤之内，它被点燃后的燃烧
2、方式为池火。模拟有关数据参数如下。苯储罐区有两台 800m 3、两台 500m 3 的苯储罐，苯储罐单罐直径10.5m， 每两台罐为一组，贮罐区防火堤尺寸为 3316 m，模拟液池半径为 18.3m；苯储罐单台最大贮存量 600t，泄漏量为 15% 时，足以在防火堤内形成液池；周围环境和温度设为 25；燃烧速度（公式 F5-1）当液池中的可以燃烧的液体的沸点高于周围环境和温度时，液体表面上单位面积的燃烧速度dm/dt为：dm/dt =0.001HcC （T T ）HPb0式中dm/dt单位表面积的燃烧速度，kg/m2.sH 液体燃烧热，J/kg。苯 Hc=41792344J/kg。cC 液体的定压比热容
5、的小球面辐射出来，则在距离池中心某一距离（X ）处的入射热辐射强度为：（公式 F5-4）QtI=c4 兀 X 2式中 I热辐射强度，W/m 2； Q 总热辐射通量，W ；t热传导系数，在无相对理想的数据时，可取值为 1；cX 目标点到液池中心距离，m ；例如，距离液池中心 20m 处的入射热辐射强度为：QtI=c200068980.5= 39822.6W/m24 兀X 243.14202火灾损失火灾通过辐射热的方式可影响周围环境。当火灾产生的热辐射强度足够大时，可使周围的物体燃烧或变形，强烈的热辐射可能烧毁设备甚至造成人员受伤或死亡。火灾损失估算建立在辐射通量与损失等级的相应关系的基础上。有资料提供
7、m 2）对设备的损害操作设备全部损坏在无火焰、长时间辐射下，木材燃烧的最小能量有火焰时，木材燃烧，塑料熔化的最低能量对人的伤害1% 死亡/10s100% 死亡/1min 重大烧伤/10s 100% 死亡./1min1 度烧伤/10s1% 死亡/1min20s 以上感觉疼痛，未必起泡长期辐射无不舒服感二、 苯储罐泄漏爆炸后果分析采用蒸气云爆炸（VCE ）伤害模型计算苯储罐泄漏爆炸的伤害/破坏半径， 在伤害/破坏半径所包围的封闭面积内人员多少、财产价值多少将影响事故严重度大小。有关参数苯储罐区有两台 800m 3、两台 600m 3 的苯储罐，储存物质：苯，单台最大储存量 600t。苯燃烧热 41
9、1792/4520=19971kgTNT死亡区内的人员如缺少防护，则被认为无例外地蒙受严重伤亡或死亡，其内径为零，外径为R1；重伤区内的人员如缺少防护，则被认为无例外地蒙受严重伤害，极少数人员可能死亡或受轻伤。其内径为 R1，外径为 R2;轻伤区内的人员如缺少防护，绝大多数人员将遭受轻微伤害， 少数人员将受重伤或无事，其内径为R2,外径为R3；安全区内的人员不会受到伤害，该区的内径为 R3o 各区的计算式如下：R =13.6(W /1000)0.371TNTP =0.137Z-3+0.119Z-2+0.269Z-1-0.019SZ=R (E/P )1/3 或Z=R (E/P )1/32o3oP
12、3m以上通过苯罐区的火灾爆炸事故案例，对易燃易爆液体储罐区火灾爆炸事故的评价方法选择和评价过程的介绍 能够准确的看出，对于易燃易爆液体储罐区火灾爆炸事故的评价，首先应采用美国道化公司的火灾爆炸危险指数法，评价出火灾爆炸事故的影响区域；其次利用池火灾伤害数学模型分析法，评价出事故对周围设施和人员损伤所致程度，同时还可以对前述道化学方法的评价结论做验证；最后建立火灾爆炸事故树，分析该事故发生的概率（必须有基本原因事件发生的记录或经验概率值）和找出导致火灾爆炸事故发生的基本原因事件，并求出各原因事件的主次作用，为安全对策措施的轻重缓急排序提供科学依据。重大事故后果分析方法：中毒有毒物质泄漏后生成有毒蒸气云，
13、在空气中飘移、扩散，直接影响现场人员并可能波及居民区。大量剧毒物质泄漏可能带来严重的人员受伤或死亡和环境污染。毒物对人员的危害程度取决于毒物的性质、毒物的浓度和人员与毒物接触时间等因素。有毒物质泄漏初期，其毒气形成气团密集在泄漏源周围，随后由于环境和温度、地形、风力和湍流等影响气团飘移、扩散，扩散范围变大，浓度减小。在后果分析中，往往不考虑毒物泄漏的初期情况，即工厂范围内的现场情况，主要计算毒气气团在空气中飘移、扩散的范围、浓度、接触毒物的人数等。描述毒物泄漏后果的概率函数法概率函数法是通过人们在一段时间接触，一定浓度所造成影响的概率来描述毒物泄漏后果的一种 表示法。概率与中毒死亡百分率有直接关系，二
15、0USCG1977光气-19.273.691.0USCG1977氟氢酸(单体)-26.43.351.0USCG1977使用概率函数表达式时，必须计算评价点的毒性负荷(cnt)，因为在一个已知点，其毒性浓度随着气团的通过和稀释而一直在变化，瞬时泄漏就是这样的一种情况。确定毒物泄漏范围内某点的毒性负荷，可把 气团经过该点的时间划分为若干区段，计算每个区段内该点的毒物浓度，得到各时间区段的毒性负荷， 然后再求出总毒性负荷：总毒性负荷=时间区段内毒性负荷一般说来，接触毒物的时间不会超过30 min，在最近一段时间里人能逃离现场或采取保护的方法。当毒物连续泄漏时，某点的毒物浓度在整个云团扩散期间没有变化。当设定某
16、死亡百分率时，由表 1 查出相应的概率Y 值，根据式 1 有：(2)计算出c 值，按扩散公式能算出中毒范围。如果毒物泄漏是瞬时的，则有毒气团在某点通过时该点处毒物浓度是变化的。这种情况下，考虑浓度的变动情况，计算气团通过该点的毒性负荷，算出该点的概率值Y ，然后查表 1 就可得出相应的死亡百分率。有毒液化气体容器破裂时的毒害区估算液化介质在容器破裂时会发生蒸气爆炸。当液化介质为有毒物质，如液氯、液氨、二氧化硫、氢氰酸等，爆炸后如果不燃烧，会造成大面积的毒害区域。设有毒液化气体质量为W(kg) ，容器破裂前器内介质温度为 t()，液体介质比热为 c(kJ(kg)，当容器破裂时，器内压力降至la
17、tm(01MPa) ，处于过热状态的液体温度迅速降至标准沸点t ()，此0时全部液体所放出的热量为：Q=Wc(t t)(3)0设这些热量全部用于器内液体的蒸发，如它的气化热为g(kJkg)，则其蒸发量为：(4)如介质的相对分子质量为M ，则在沸点下蒸发蒸气的体积Vg(m 3)为：(5)为便于计算，现将能承受压力的容器最常用的液氨、液氯、氢氰酸等的有关物理化学性能列于表3 中。关于一些有毒气体的危险浓度如表 4 所示。表 3 一些有毒物质的有关物化性能表 4 有毒气体的危险浓度如已知某种有毒物质的危险浓度，则可求出其危险浓度下的有毒空气体积。如二氧化硫在空气中的浓度达到 005时，人吸入 510 min 即致死，则Vg(m 3)的二氧化硫气可以令人致死的有毒空气体积为：V=Vg 100005=2000Vg假设这些有毒空气以半球形向地面扩散，则可求出该有毒气体扩散半径为：(6)式中 R 有毒气体的半径，m ；Vg 有毒介质的蒸气体积，m 3； c有毒介质在空气中危险浓度值，。有毒物质喷射泄漏时的毒害区估算关于有毒物质喷射泄漏的毒害区估算可参考式617 和式 618 进行。式中 b1、b2分布函数，其表达式如下：
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