【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 氣云爆炸（UVCE）計(jì)算模型（1）蒸氣云爆炸的火球效應(yīng)（2）蒸氣云爆炸的沖擊波效應(yīng)（3）蒸氣云爆炸的TNT收率沸騰液體擴(kuò)展蒸氣爆炸（BLEVE）計(jì)算模型池火災(zāi)的計(jì)算模型噴射火計(jì)算模型六、火災(zāi)爆炸的毀傷準(zhǔn)則熱輻射傷害準(zhǔn)則（1）熱通量準(zhǔn)則（2）熱劑量準(zhǔn)則（3）熱通量—時(shí)間準(zhǔn)則沖擊波毀傷準(zhǔn)則（1）超壓準(zhǔn)則（2）沖量準(zhǔn)則（3）超壓—沖量準(zhǔn)則七、模擬案例 工業(yè)泄露的主要設(shè)備 根據(jù)各種設(shè)備泄露情況分析，可將工廠（特別是化工廠）中易發(fā)生泄露的設(shè)備歸納為 以下10類：管道、撓性連接器、過濾器、閥門、壓力容器或反應(yīng)器、泵、壓縮機(jī)、儲(chǔ)罐、加壓或冷凍氣體容器及火炬燃燒裝置或放散管等。需了解各種設(shè)備泄露時(shí)裂口尺寸的估算。 泄露后果的初步分析 （1） 泄露形式 泄露一旦出現(xiàn)，其后果不單于物質(zhì)的數(shù)量、易燃易爆性、反應(yīng)性、毒性有關(guān)，而且于 泄露物質(zhì)的相態(tài)、壓力、溫度等狀態(tài)有關(guān)。這些狀態(tài)可有多種不同的結(jié)合，在后果分析中，常見的可能結(jié)合有四種：常壓氣體、加壓液化氣體、低溫液化氣體、加壓氣體。 （2） 泄露后果 泄露物質(zhì)的物性不同，其泄露后果也不同。 1）可燃?xì)怏w泄露 可燃?xì)怏w泄露后與空氣混合達(dá)到燃燒極限時(shí)，遇到引火源就會(huì)發(fā)生燃燒或爆炸。泄露 后起火的時(shí)間不同，泄露后果也不同。 a) 立即起火可燃?xì)怏w從容器中往外泄出時(shí)即被點(diǎn)燃，發(fā)生擴(kuò)散燃燒，產(chǎn)生噴射性火 焰或形成火球，他能迅速危及泄露現(xiàn)場(chǎng)，但很少會(huì)影響到廠區(qū)的外部。 b) 滯后起火?？扇?xì)怏w泄出后與空氣混合形成可燃蒸汽云團(tuán)，并隨風(fēng)飄移，遇火源 發(fā)生燃燒或爆炸，能引起較大范圍的破壞。 2）有毒氣體泄露 有毒氣體泄露后形成云團(tuán)在空氣中擴(kuò)散，有毒氣體的濃密云團(tuán)將籠罩很大的空間，影響范圍大。 （3） 液體泄露 一般情況下，泄露的液體在空氣中蒸發(fā)而生成氣體，泄露后果與液體的性質(zhì)和儲(chǔ)存條件（溫度、壓力）有關(guān)。 1）常溫常壓下液體泄露。這種液體泄露后聚集在防液堤內(nèi)或地勢(shì)低洼處形成液池， 液體由于池表面風(fēng)的對(duì)流而緩慢蒸發(fā)，或若遇引火源就會(huì)發(fā)生池火災(zāi)。 2）加壓液化氣體泄露。一些液體泄露時(shí)將瞬時(shí)蒸發(fā)，剩下的液體將形成一個(gè)液池， 吸收周圍的熱量繼續(xù)蒸發(fā)。液體瞬時(shí)蒸發(fā)的比例決定于物質(zhì)的性質(zhì)及環(huán)境溫度。 有些泄露物可能在泄露過程中全部蒸發(fā)。 3）低溫液體泄露。這類液體泄漏時(shí)將形成液池，吸收周圍熱量后蒸發(fā)，蒸發(fā)量低于 加壓液化氣體的泄露量，高于常溫常壓下液體的泄露量。 無論是氣體泄露還是液體泄露，泄露量的多少都是決定泄露后果嚴(yán)重程度的主要因素，而泄露量又于泄露時(shí)間長(zhǎng)短等因素有關(guān)。 典型的泄露計(jì)算模型 1）氣體或蒸汽經(jīng)小孔泄露模型 2）液體經(jīng)管道泄露模型 3）液體經(jīng)管道上小孔泄露模型 4）儲(chǔ)罐中的液體經(jīng)小孔泄露模型 5）兩相流泄露模型 1）氣體或蒸汽經(jīng)小孔泄露模型 計(jì)算泄露前首先應(yīng)判斷泄露氣體的流動(dòng)性質(zhì)：?jiǎn)卧?：事故后果預(yù)測(cè)當(dāng)（公式28）成立時(shí)，為聲速流動(dòng)；當(dāng)（公式29）成立時(shí)，屬于亞聲速流動(dòng)。對(duì)于聲流動(dòng)，氣體泄漏量可以如下式表示：對(duì)于亞聲速流動(dòng)，氣體泄漏量可以如下式表示：物質(zhì)泄漏后擴(kuò)散危害的計(jì)算模型（1）泄漏物質(zhì)在大氣中擴(kuò)散的計(jì)算模型如果化學(xué)危險(xiǎn)物質(zhì)只是具有易燃易爆性，則發(fā)生泄漏后雖然可能產(chǎn)生極為嚴(yán)重的火災(zāi)、爆炸事故。但是影響的范圍不大，局限于廠區(qū)內(nèi)部或臨近的區(qū)域。但是，若該物質(zhì)具有毒性，泄漏后能在大氣中擴(kuò)散，則將造成大范圍內(nèi)的人員中毒事故。對(duì)于毒物在大氣中擴(kuò)散的計(jì)算，可以根據(jù)下列情形進(jìn)行計(jì)算。典型的工業(yè)火災(zāi)爆炸參數(shù)計(jì)算模型（1）壓力容器物理爆炸的計(jì)算模型（2）點(diǎn)源化學(xué)爆炸的計(jì)算模型（3）蒸氣云爆炸（UVCE）計(jì)算模型（4）沸騰液體擴(kuò)展蒸氣爆炸（BLEVE）計(jì)算模型（5）池火災(zāi)的計(jì)算模型（6）噴射火計(jì)算模型（1）壓力容器物理爆炸的計(jì)算模型物理爆炸如壓力容器破裂時(shí)，氣體膨脹所釋放的能量（即爆炸能量，也稱爆破能量）不僅與氣體壓力和容器的體積有關(guān)，而且與介質(zhì)在容器內(nèi)的物理性質(zhì)有關(guān)。有的介質(zhì)以氣態(tài)存在，如空氣、蒸氣、氫氣等；有的以液態(tài)存在，如液氫、液氯等液化氣體以及高溫飽和水等。容積與壓力相同而相態(tài)不同的介質(zhì)，在容器破裂時(shí)產(chǎn)生的爆炸能量和爆炸過程不完全相同，其能量計(jì)算公式也不同。壓力容器爆炸時(shí)，能量向外釋放時(shí)以沖擊波能量、破片能量和容器殘余變形能三種形式表現(xiàn)出來，但后兩者所消耗的能量只占釋放總能量的3%15%，即絕大部分的能量以沖擊波的形式釋放，故壓力容器物理爆炸的危險(xiǎn)性計(jì)算的關(guān)鍵在于確定爆炸能量。容器的爆炸能量一旦確定，即可將其折算成標(biāo)準(zhǔn)TNT炸藥的能量，然后可以套用點(diǎn)源TNT爆炸時(shí)爆炸場(chǎng)參數(shù)計(jì)算公式或模型計(jì)算，并進(jìn)行毀傷效應(yīng)的評(píng)估。（2）點(diǎn)源化學(xué)災(zāi)爆炸的計(jì)算模型1）化學(xué)爆炸的基本特征在一般工廠中經(jīng)常發(fā)生的爆炸事故多為壓力容器的物理爆炸及物質(zhì)的化學(xué)爆炸。從統(tǒng)計(jì)的結(jié)果來看，化學(xué)爆炸事故的數(shù)量更多。造成的危害也更大，因此，這里主要討論化學(xué)爆炸問題。炸藥的化學(xué)爆炸過程有如下三個(gè)基本特征：極快的反應(yīng)速度，反應(yīng)的放熱性，生成氣體產(chǎn)物。這構(gòu)成了爆炸反應(yīng)的“三要素”。2）凝聚態(tài)化學(xué)物質(zhì)爆炸凝聚態(tài)化學(xué)物質(zhì)（如固、液態(tài)炸藥）爆炸時(shí)，首先在炸藥內(nèi)部發(fā)生爆轟。爆轟的過程可以采用等容瞬時(shí)假設(shè)和接近實(shí)際的CJ爆轟模型進(jìn)行描述。當(dāng)炸藥內(nèi)部爆轟完成后，將在炸藥周圍的空氣中形成災(zāi)爆炸沖擊波。利用上述方法，同樣可以處理下述幾種情形的爆炸沖擊波的超壓；②炸藥在剛性地面爆炸（如巖石、混凝土等）時(shí)的情形。③普通地面（如沙土、黏土等）爆安全評(píng)價(jià)精英論壇 。④炸藥在坑道里爆炸的情形⑤直列裝藥的情形。E）爆炸破片由凝聚態(tài)爆炸物爆炸時(shí)的空氣沖擊波參數(shù)以及地面質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度的計(jì)算方法及模型可知，爆炸物相當(dāng)處于無約束狀態(tài)。也可稱為裸藥。當(dāng)爆炸物處于金屬殼體或其他約束的情況下，爆炸物發(fā)生爆炸時(shí)，其危害除了考慮爆炸沖擊波對(duì)人員、建（構(gòu)）筑物的毀傷外，容器殼體爆炸破裂形成的破片同樣具有毀傷作用，往往是后者的危害更大、更明顯，因此，進(jìn)行危險(xiǎn)性評(píng)估或計(jì)算時(shí)必須予以考慮。破片形成后以一定的初始速度飛行，其所能達(dá)到最遠(yuǎn)距離是設(shè)置相應(yīng)的安全距離的參考。一般而言，破片在空氣中飛行時(shí)，球形破片的迎風(fēng)面積最小，且飛行時(shí)空氣阻力系數(shù)相對(duì)較小，因而飛行距離最大，產(chǎn)生的危害也最大。當(dāng)然，球形破片是一種理想情況，只在軍事應(yīng)用中（如殺傷爆破彈丸中預(yù)置鋼珠）才能出現(xiàn)。實(shí)際過程中，殼體爆破大多形成不規(guī)則的非球形破片，它們?cè)诳罩酗w行時(shí)由于受到空氣阻力的作用會(huì)不斷翻轉(zhuǎn)，飛行距離也小于球形破片。具體計(jì)算過程參見教材。F）爆炸噪聲爆炸噪聲是爆炸作業(yè)中最棘手的問題之一。盡管絕大多數(shù)工業(yè)爆炸事故中，不會(huì)形成反復(fù)多次的爆炸噪聲，但在某些特定的爆炸作業(yè)場(chǎng)所（例如，露天礦山、靜爆試驗(yàn)場(chǎng)等）爆炸噪聲是一種應(yīng)該考慮的危險(xiǎn)有害因素。爆炸物爆炸以后，爆炸能量向四周傳播，進(jìn)入空氣中形成空氣沖擊波。隨著傳播距離的增加，在距爆源較遠(yuǎn)的地方，空氣如果聲波以聲壓水平LP表示強(qiáng)度，當(dāng)Lp小于180dB（）時(shí)，將按聲波的規(guī)律傳播。聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，將發(fā)生反射、衍射、折射等現(xiàn)象，并在傳播過程中衰減。聲波衰減通常包括隨著距離的發(fā)散衰減Ad、空氣吸收引起的衰減Aa、地面吸收引起的衰減Ag、屏障引起的衰減Ab和氣象條件引起的衰減Am等?？偟乃pA則是各種衰減的總和：A＝Ad+Aa+Ag+Ab+Am(公式269)g)凝聚態(tài)爆炸物爆炸現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)志物的計(jì)算及反設(shè)計(jì)通?？梢杂米鳂?biāo)志物的有建筑物的門窗玻璃、墻、梁、柱以及炸坑等。所謂標(biāo)志物反設(shè)計(jì)，就是通過對(duì)爆炸事故后現(xiàn)場(chǎng)留下的標(biāo)志物受破壞情況的觀察、分析，對(duì)爆源的性質(zhì)、位置及爆炸藥量等作出判斷，從而為事故原因的調(diào)查、分析提供參考依據(jù)。①炸坑標(biāo)志物的計(jì)算及反設(shè)計(jì)②玻璃標(biāo)志物的計(jì)算及反設(shè)計(jì)③墻標(biāo)志物的計(jì)算及反設(shè)計(jì)。（4）沸騰液體擴(kuò)展蒸氣爆炸（BLEVE）計(jì)算模型沸騰液體擴(kuò)展蒸氣爆炸是指液化氣容器在外部火焰的烘烤下突然發(fā)生延性破裂。壓力平衡被破壞，液體急劇氣化，并隨即被火焰點(diǎn)燃而產(chǎn)生爆炸。準(zhǔn)確地說，沸騰液體擴(kuò)展蒸氣爆炸并非爆炸，而屬于火災(zāi)。例如，LPG貯罐破裂時(shí)，絕大部分液體以霧狀散落在空氣中，與周圍的空氣混合而著火燃燒，雖然，沸騰液體擴(kuò)展蒸氣爆炸產(chǎn)生的破片和沖擊波超壓有一定的危害，但與爆炸產(chǎn)生的火球輻射危害相比，其的危害可以忽略，遠(yuǎn)場(chǎng)尤其如此。（5）池火災(zāi)的計(jì)算模型（6）噴射火計(jì)算模型以上三種情形相對(duì)比較簡(jiǎn)單，請(qǐng)參考教材自學(xué)?；馂?zāi)爆炸的毀傷準(zhǔn)則熱輻射傷害準(zhǔn)則目前常見的熱輻射傷害準(zhǔn)則有：熱通量準(zhǔn)則熱劑量準(zhǔn)則熱量時(shí)間準(zhǔn)則熱通量時(shí)間準(zhǔn)則熱通量準(zhǔn)則熱通量準(zhǔn)則以熱通量作為衡量目標(biāo)是否被傷害的指標(biāo)，當(dāng)目標(biāo)受到的熱通量大于或等于引起目標(biāo)傷害所需的臨界熱通量時(shí)，目標(biāo)被傷害。其適同范圍為：熱通量作用時(shí)間比目標(biāo)達(dá)到熱平衡所需要的時(shí)間長(zhǎng)。熱劑量準(zhǔn)則熱劑量準(zhǔn)則以熱劑量作為衡量目標(biāo)是否被傷害的指標(biāo)，當(dāng)目標(biāo)受到的熱劑量大于或等于引起目標(biāo)傷害所需的界熱劑量時(shí)，目標(biāo)被傷害。其適用范圍為：熱通量作用于目標(biāo)的時(shí)間非常短，以至于接收到的熱量來不及散失掉。熱通量時(shí)間準(zhǔn)則當(dāng)熱通量準(zhǔn)則或熱劑量準(zhǔn)則均不適用時(shí)，應(yīng)該使用熱通量時(shí)間準(zhǔn)則。沖擊波毀傷準(zhǔn)則a) 包括：超壓準(zhǔn)則、沖量準(zhǔn)則、超壓一沖量準(zhǔn)則。b) 當(dāng)沖擊波正壓作用時(shí)間大于10倍建筑物的自振周期時(shí)，沖擊波對(duì)物體的作用相當(dāng)于靜壓，采用超壓準(zhǔn)則。（大藥量和核爆炸時(shí)采用）c) ，沖擊波對(duì)物體的作用時(shí)間相當(dāng)短，須采用沖量準(zhǔn)則。d) 在兩者之間，采用壓力沖量準(zhǔn)則。第2節(jié) 事故概率分析與評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)目標(biāo)：掌握事故概率常用的分析與評(píng)價(jià)方法；能夠針對(duì)評(píng)價(jià)單元、評(píng)價(jià)要素進(jìn)行事故發(fā)生概率的定量計(jì)算。知識(shí)要求：概率風(fēng)險(xiǎn)分析（PRA）或概率安全分析(PSA)定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)（QRA）與此相關(guān)的方法有故障類型及影響分析、事故樹分析方法、概率分析方法、馬爾可夫模型分析方法、概率分析方法、馬爾可夫模型分析方法、原因結(jié)果分析方法、事件樹分析方法、統(tǒng)計(jì)圖表分析法等。一、事故頻率分析基本知識(shí)樣本空間與隨機(jī)事件事件之間的關(guān)系與運(yùn)算事件的頻率與概率古典概型三、事故概率的分析與評(píng)價(jià)概率風(fēng)險(xiǎn)分析的應(yīng)用：定量風(fēng)險(xiǎn)分析方法（QRA）是對(duì)某一設(shè)施或作業(yè)活動(dòng)中發(fā)生事故的估算頻率和/或后果進(jìn)行表達(dá)的系統(tǒng)方法，也可以講它是一種對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行量化管理的技術(shù)手段。其基本的內(nèi)容包括：風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別或者風(fēng)險(xiǎn)篩選；對(duì)危險(xiǎn)發(fā)生的頻率的評(píng)估；對(duì)危險(xiǎn)產(chǎn)生后果的評(píng)估；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；風(fēng)險(xiǎn)管理。致因因素致因因素是指能夠引起風(fēng)險(xiǎn)事故發(fā)生頻率和大小的因素，它是風(fēng)險(xiǎn)事故發(fā)生的潛在原因，是造成損失的間接或內(nèi)在的原因。按性質(zhì)可分為實(shí)質(zhì)性致因因素、道德性致因因素、心理致因因素。事故場(chǎng)景事故場(chǎng)景就是發(fā)生事故的事件鏈，包括初始事件、一系列的中間事件（環(huán)節(jié)事件）和后果事件。事故概率分析與評(píng)價(jià)的步驟研究熟悉系統(tǒng)分析初始事件事件序列分析初始建件和中間事件概率的評(píng)估不確定性分析事故概率分析與評(píng)價(jià)普遍存在的問題（1）評(píng)價(jià)過程的完整性問題（2）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)缺乏及準(zhǔn)確性問題（3）假設(shè)和專家判斷法可靠性問題分析過程中都要進(jìn)行假設(shè)，所有的假設(shè)都要求判斷是否合適，專家易陷入自己的分析思路中，難以嚴(yán)格按科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析；專家判斷法固有的主觀性；評(píng)價(jià)對(duì)象的描述、假設(shè)和使用模式方面存在的差異引起的結(jié)果的差異性。（4）表達(dá)不確定性問題（5）對(duì)象和評(píng)價(jià)技術(shù)的復(fù)雜性問題技術(shù)系