加油站儲(chǔ)油罐火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)性定量分析的探討
評(píng)論: 更新日期:2016年03月31日
各加油站的汽車(chē)用汽油和柴油為油品的一大種類(lèi),它們由四碳至十二碳復(fù)雜烷烴類(lèi)的混合物,為無(wú)色或淡黃色液體,不溶于水,易燃,易爆。中國(guó)石油的汽油一般為淡黃色液體,餾程為
30℃至
205℃。它們遵循三個(gè)原則:可燃物(油品)、火種(明火、靜電、高溫)、助燃劑(空氣中的氧氣),遇明火、靜電、高溫會(huì)引起燃燒和爆炸,如果在一個(gè)受限空間空氣中含量為
74~123克/立方米時(shí)遇明火、靜電、高溫會(huì)引起爆炸。通常在
25℃,
101 kPa時(shí),1 mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量,叫做該物質(zhì)的燃燒熱,單位為kJ/mol我們?nèi)绻?/span>以八碳烷烴的純物質(zhì)計(jì),在101 kPa時(shí),1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時(shí)所放出的熱量,得到的燃燒熱是5331,kj/mol,合46.763Mj/Kg實(shí)驗(yàn)室以工業(yè)油品的結(jié)果往往要低得多,因?yàn)?/span>我們常用的汽油是個(gè)烴類(lèi)的混合物,如果考慮有5%純度和雜質(zhì)問(wèn)題,各汽油的平均熱值約可以取44425 kJ/kg(44.25 MJ/kg)進(jìn)行計(jì)算。
看了有關(guān)安全生產(chǎn)評(píng)價(jià)的文獻(xiàn):如《加油站儲(chǔ)油罐火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)性定量分析》、《加油站地下儲(chǔ)油罐爆炸能量傷害結(jié)果模擬評(píng)價(jià)》類(lèi)似的報(bào)道中,引用汽油的“(Qf)燃燒熱為43.7kJ/ kg”比實(shí)際數(shù)值小了1000倍。應(yīng)用于G·M萊克霍夫計(jì)算公式計(jì)算加油站儲(chǔ)油罐爆炸危險(xiǎn)性定量分析,池火災(zāi)熱輻射通量計(jì)算;實(shí)際汽油的熱值約可以取44425 kJ/kg(44.25 MJ/kg),否則使計(jì)算結(jié)果小了10倍。同樣也有些安全評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)的注安師引用“汽油的(Qf)燃燒熱為43.7kJ/ kg”進(jìn)行G·M萊克霍夫計(jì)算公式計(jì)算加油站儲(chǔ)油罐爆炸危險(xiǎn)性定量分析,池火災(zāi)熱輻射通量計(jì)算;如果用這個(gè)結(jié)果對(duì)加油站汽油儲(chǔ)罐爆炸或池火災(zāi)事故進(jìn)行分析,對(duì)周?chē)娜藛T和民用建筑、構(gòu)筑物計(jì)算危害程度套用《汽車(chē)加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》(GB50156-2002),來(lái)確定加油站油罐區(qū)與各類(lèi)民用建筑、構(gòu)筑物的安全距離的話(huà),那么這個(gè)加油站油罐區(qū)距離與各類(lèi)民用建筑、構(gòu)筑物的安全距離就存在極大的安全隱患了。
采用 G·M 萊克霍夫計(jì)算方法和池火計(jì)算方法綜合分析加油站儲(chǔ)罐區(qū)的危險(xiǎn)性,是能反映加油站儲(chǔ)罐區(qū)的危險(xiǎn)性,在油站油罐區(qū)危險(xiǎn)性定量分析方面有適用性。但是,各個(gè)加油站的現(xiàn)狀不一樣,也要具體的分析。
G·M萊克霍夫計(jì)算公式
G•M萊克霍夫經(jīng)過(guò)沙質(zhì)粘地中實(shí)驗(yàn)得出的沖出波超壓與距離之間關(guān)系式為:
P=8[R/(WTNT)1/3]-3 (1)
轉(zhuǎn)換為: R=(8 WTNT/Pˊ)1/3 (2)
式中 P:爆炸沖擊波超壓,MPa (Pˊ=10P) ;
R:爆炸中心到所研究點(diǎn)的距離,m;
利用此公式可得到任意沖擊波超壓的距離。
爆炸危害效應(yīng)
發(fā)生爆炸時(shí)形成強(qiáng)大的沖擊波,沖擊波的超壓可造成人員傷亡和建筑物破壞??梢砸帽碇械某瑝篜0/MPa的參數(shù)分別對(duì)不同的傷害進(jìn)行計(jì)算。
沖擊波超壓對(duì)人體的傷害作用 表1
序號(hào)
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超壓P0/MPa
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傷害作用
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1
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0.02~0.03
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輕微作用
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2
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0.03~0.05
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聽(tīng)覺(jué)器官損傷或骨折
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3
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0.05~0.10
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內(nèi)臟嚴(yán)重?fù)p傷或死亡
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4
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>0.1
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大部分人員死亡
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沖擊波超壓對(duì)建筑物的破壞作用 表2
序號(hào)
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超壓P0/MPa
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傷害作用
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1
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0.005~0.006
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門(mén)窗玻璃部分破碎
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2
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0.006~0.015
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受壓面的門(mén)窗玻璃大部分破碎
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3
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0.015~0.02
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窗框破壞
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4
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0.02~0.03
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墻裂縫
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5
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0.04~0.05
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墻大裂縫
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6
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0.06~0.07
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木建筑廠(chǎng)房房柱折斷,房架松動(dòng)
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7
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0.07~0.10
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磚墻倒塌
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8
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0.10~0.20
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防震鋼筋混泥土破壞,小房屋倒塌
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9
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0.20~0.30
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大型鋼架結(jié)構(gòu)破壞
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用G·M萊克霍夫計(jì)算公式計(jì)算是針對(duì)含有易燃,易爆氣體的空罐或空間,并沒(méi)有表明被爆炸物體碎片的傷害作用。加油站的油罐都是空的嗎?如果不是空罐,里面的汽油會(huì)生成的二次蒸汽云爆炸被忽視了。如果使用G·M萊克霍夫計(jì)算公式計(jì)算的加油站儲(chǔ)油罐爆炸危險(xiǎn)性定量分析還不夠真實(shí)的表現(xiàn)加油站危險(xiǎn)程度;如果有幾個(gè)汽油罐呢,如果有汽油罐參與了殉爆呢,二次蒸汽云爆炸的危害程度是不是會(huì)比這個(gè)空的汽油罐要大很多倍,危害程度應(yīng)該用幾種方法結(jié)合起來(lái)計(jì)算出最大的危害程度。單獨(dú)用一個(gè)G·M萊克霍夫計(jì)算公式計(jì)算加油站儲(chǔ)油罐爆炸危險(xiǎn)性定量分析會(huì)有點(diǎn)自己安慰自己。