【文章內(nèi)容簡介】 氣云爆炸（UVCE）計算模型（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收率沸騰液體擴展蒸氣爆炸（BLEVE）計算模型池火災(zāi)的計算模型噴射火計算模型六、火災(zāi)爆炸的毀傷準則熱輻射傷害準則（1）熱通量準則（2）熱劑量準則（3）熱通量—時間準則沖擊波毀傷準則（1）超壓準則（2）沖量準則（3）超壓—沖量準則七、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、儲罐、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）可燃氣體泄露 可燃氣體泄露后與空氣混合達到燃燒極限時，遇到引火源就會發(fā)生燃燒或爆炸。泄露 后起火的時間不同，泄露后果也不同。 a) 立即起火可燃氣體從容器中往外泄出時即被點燃，發(fā)生擴散燃燒，產(chǎn)生噴射性火 焰或形成火球，他能迅速危及泄露現(xiàn)場，但很少會影響到廠區(qū)的外部。 b) 滯后起火。可燃氣體泄出后與空氣混合形成可燃蒸汽云團，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在空氣中擴散，有毒氣體的濃密云團將籠罩很大的空間，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)或地勢低洼處形成液池， 液體由于池表面風(fēng)的對流而緩慢蒸發(fā)，或若遇引火源就會發(fā)生池火災(zāi)。 2）加壓液化氣體泄露。一些液體泄露時將瞬時蒸發(fā)，剩下的液體將形成一個液池， 吸收周圍的熱量繼續(xù)蒸發(fā)。液體瞬時蒸發(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重程度的主要因素，而泄露量又于泄露時間長短等因素有關(guān)。 典型的泄露計算模型 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 計算泄露前首先應(yīng)判斷泄露氣體的流動性質(zhì)：單元1：事故后果預(yù)測當（公式28）成立時，為聲速流動；當（公式29）成立時，屬于亞聲速流動。對于聲流動，氣體泄漏量可以如下式表示：對于亞聲速流動，氣體泄漏量可以如下式表示：物質(zhì)泄漏后擴散危害的計算模型（1）泄漏物質(zhì)在大氣中擴散的計算模型如果化學(xué)危險物質(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散，則將造成大范圍內(nèi)的人員中毒事故。對于毒物在大氣中擴散的計算，可以根據(jù)下列情形進行計算。典型的工業(yè)火災(zāi)爆炸參數(shù)計算模型（1）壓力容器物理爆炸的計算模型（2）點源化學(xué)爆炸的計算模型（3）蒸氣云爆炸（UVCE）計算模型（4）沸騰液體擴展蒸氣爆炸（BLEVE）計算模型（5）池火災(zāi)的計算模型（6）噴射火計算模型（1）壓力容器物理爆炸的計算模型物理爆炸如壓力容器破裂時，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)，在容器破裂時產(chǎn)生的爆炸能量和爆炸過程不完全相同，其能量計算公式也不同。壓力容器爆炸時，能量向外釋放時以沖擊波能量、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性計算的關(guān)鍵在于確定爆炸能量。容器的爆炸能量一旦確定，即可將其折算成標準TNT炸藥的能量，然后可以套用點源TNT爆炸時爆炸場參數(shù)計算公式或模型計算，并進行毀傷效應(yīng)的評估。（2）點源化學(xué)災(zāi)爆炸的計算模型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，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假設(shè)和接近實際的CJ爆轟模型進行描述。當炸藥內(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）時的情形。③普通地面（如沙土、黏土等）爆安全評價精英論壇 。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)爆炸物爆炸時的空氣沖擊波參數(shù)以及地面質(zhì)點振動速度的計算方法及模型可知，爆炸物相當處于無約束狀態(tài)。也可稱為裸藥。當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，其危害除了考慮爆炸沖擊波對人員、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，進行危險性評估或計算時必須予以考慮。破片形成后以一定的初始速度飛行，其所能達到最遠距離是設(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，球形破片的迎風(fēng)面積最小，且飛行時空氣阻力系數(shù)相對較小，因而飛行距離最大，產(chǎn)生的危害也最大。當然，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)。實際過程中，殼體爆破大多形成不規(guī)則的非球形破片，它們在空中飛行時由于受到空氣阻力的作用會不斷翻轉(zhuǎn)，飛行距離也小于球形破片。具體計算過程參見教材。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)場所（例如，露天礦山、靜爆試驗場等）爆炸噪聲是一種應(yīng)該考慮的危險有害因素。爆炸物爆炸以后，爆炸能量向四周傳播，進入空氣中形成空氣沖擊波。隨著傳播距離的增加，在距爆源較遠的地方，空氣如果聲波以聲壓水平LP表示強度，當Lp小于180dB（）時，將按聲波的規(guī)律傳播。聲波在介質(zhì)中傳播時，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)場標志物的計算及反設(shè)計通?？梢杂米鳂酥疚锏挠薪ㄖ锏拈T窗玻璃、墻、梁、柱以及炸坑等。所謂標志物反設(shè)計，就是通過對爆炸事故后現(xiàn)場留下的標志物受破壞情況的觀察、分析，對爆源的性質(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炸坑標志物的計算及反設(shè)計②玻璃標志物的計算及反設(shè)計③墻標志物的計算及反設(shè)計。（4）沸騰液體擴展蒸氣爆炸（BLEVE）計算模型沸騰液體擴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，并隨即被火焰點燃而產(chǎn)生爆炸。準確地說，沸騰液體擴展蒸氣爆炸并非爆炸，而屬于火災(zāi)。例如，LPG貯罐破裂時，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，遠場尤其如此。（5）池火災(zāi)的計算模型（6）噴射火計算模型以上三種情形相對比較簡單，請參考教材自學(xué)?；馂?zāi)爆炸的毀傷準則熱輻射傷害準則目前常見的熱輻射傷害準則有：熱通量準則熱劑量準則熱量時間準則熱通量時間準則熱通量準則熱通量準則以熱通量作為衡量目標是否被傷害的指標，當目標受到的熱通量大于或等于引起目標傷害所需的臨界熱通量時，目標被傷害。其適同范圍為：熱通量作用時間比目標達到熱平衡所需要的時間長。熱劑量準則熱劑量準則以熱劑量作為衡量目標是否被傷害的指標，當目標受到的熱劑量大于或等于引起目標傷害所需的界熱劑量時，目標被傷害。其適用范圍為：熱通量作用于目標的時間非常短，以至于接收到的熱量來不及散失掉。熱通量時間準則當熱通量準則或熱劑量準則均不適用時，應(yīng)該使用熱通量時間準則。沖擊波毀傷準則a) 包括：超壓準則、沖量準則、超壓一沖量準則。b) 當沖擊波正壓作用時間大于10倍建筑物的自振周期時，沖擊波對物體的作用相當于靜壓，采用超壓準則。（大藥量和核爆炸時采用）c) ，沖擊波對物體的作用時間相當短，須采用沖量準則。d) 在兩者之間，采用壓力沖量準則。第2節(jié) 事故概率分析與評價學(xué)習(xí)目標：掌握事故概率常用的分析與評價方法；能夠針對評價單元、評價要素進行事故發(fā)生概率的定量計算。知識要求：概率風(fēng)險分析（PRA）或概率安全分析(PSA)定量風(fēng)險評價（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)計圖表分析法等。一、事故頻率分析基本知識樣本空間與隨機事件事件之間的關(guān)系與運算事件的頻率與概率古典概型三、事故概率的分析與評價概率風(fēng)險分析的應(yīng)用：定量風(fēng)險分析方法（QRA）是對某一設(shè)施或作業(yè)活動中發(fā)生事故的估算頻率和/或后果進行表達的系統(tǒng)方法，也可以講它是一種對風(fēng)險進行量化管理的技術(shù)手段。其基本的內(nèi)容包括：風(fēng)險的識別或者風(fēng)險篩選；對危險發(fā)生的頻率的評估；對危險產(chǎn)生后果的評估；風(fēng)險評估；風(fēng)險管理。致因因素致因因素是指能夠引起風(fēng)險事故發(fā)生頻率和大小的因素，它是風(fēng)險事故發(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)可分為實質(zhì)性致因因素、道德性致因因素、心理致因因素。事故場景事故場景就是發(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。事故概率分析與評價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估不確定性分析事故概率分析與評價普遍存在的問題（1）評價過程的完整性問題（2）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)缺乏及準確性問題（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，難以嚴格按科學(xué)的標準進行分析；專家判斷法固有的主觀性；評價對象的描述、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）表達不確定性問題（5）對象和評價技術(shù)的復(fù)雜性問題技術(shù)系