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加油站儲油罐火災、爆炸危險性定量分析的探討

  
評論: 更新日期:2016年03月31日
各加油站的汽車用汽油和柴油為油品的一大種類,它們由四碳至十二碳復雜烷烴類的混合物,為無色或淡黃色液體,不溶于水,易燃,易爆。中國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、高溫會引起燃燒和爆炸,如果在一個受限空間空氣中含量為74~123克/立方米時遇明火、靜電、高溫會引起爆炸。通常25℃,101 kPa時,1 mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量,叫做該物質的燃燒熱,單位為kJ/mol我們如果以八碳烷烴的純物質計,101 kPa時,1 mol純物質完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時所放出的熱量,得到的燃燒熱是5331,kj/mol,合46.763Mj/Kg實驗室以工業(yè)油品的結果往往要低得多,因為我們常用的汽油是個烴類的混合物,如果考慮有5%純度和雜質問題,各汽油的平均熱值約可以取44425 kJ/kg(44.25 MJ/kg)進行計算。
看了有關安全生產評價的文獻:如《加油站儲油罐火災、爆炸危險性定量分析》、《加油站地下儲油罐爆炸能量傷害結果模擬評價》類似的報道中,引用汽油的“(Qf)燃燒熱為43.7kJ/ kg”比實際數(shù)值小了1000倍。應用于G·M萊克霍夫計算公式計算加油站儲油罐爆炸危險性定量分析,池火災熱輻射通量計算;實際汽油的熱值約可以取44425 kJ/kg(44.25 MJ/kg),否則使計算結果小了10倍。同樣也有些安全評價機構的注安師引用“汽油的(Qf)燃燒熱為43.7kJ/ kg”進行G·M萊克霍夫計算公式計算加油站儲油罐爆炸危險性定量分析,池火災熱輻射通量計算;如果用這個結果對加油站汽油儲罐爆炸或池火災事故進行分析,對周圍的人員和民用建筑、構筑物計算危害程度套用《汽車加油加氣站設計與施工規(guī)范》(GB50156-2002),來確定加油站油罐區(qū)與各類民用建筑、構筑物的安全距離的話,那么這個加油站油罐區(qū)距離與各類民用建筑、構筑物的安全距離就存在極大的安全隱患了。
采用 G·M 萊克霍夫計算方法和池火計算方法綜合分析加油站儲罐區(qū)的危險性,是能反映加油站儲罐區(qū)的危險性,在油站油罐區(qū)危險性定量分析方面有適用性。但是,各個加油站的現(xiàn)狀不一樣,也要具體的分析。
G·M萊克霍夫計算公式
G•M萊克霍夫經過沙質粘地中實驗得出的沖出波超壓與距離之間關系式為:
P=8[R/(WTNT1/33                       1)
轉換為:  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
發(fā)生爆炸時形成強大的沖擊波,沖擊波的超壓可造成人員傷亡和建筑物破壞。可以引用表中的超壓P0/MPa的參數(shù)分別對不同的傷害進行計算。
 
沖擊波超壓對人體的傷害作用         1

 

序號
超壓P0/MPa
傷害作用
1
0.02~0.03
輕微作用
2
0.03~0.05
聽覺器官損傷或骨折
3
0.05~0.10
內臟嚴重損傷或死亡
4
>0.1
大部分人員死亡
沖擊波超壓對建筑物的破壞作用       2

 

序號
超壓P0/MPa
傷害作用
1
0.005~0.006
門窗玻璃部分破碎
2
0.006~0.015
受壓面的門窗玻璃大部分破碎
3
0.015~0.02
窗框破壞
4
0.02~0.03
墻裂縫
5
0.04~0.05
墻大裂縫
6
0.06~0.07
木建筑廠房房柱折斷,房架松動
7
0.07~0.10
磚墻倒塌
8
0.10~0.20
防震鋼筋混泥土破壞,小房屋倒塌
9
0.20~0.30
大型鋼架結構破壞
 
G·M萊克霍夫計算公式計算是針對含有易燃,易爆氣體的空罐或空間,并沒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萊克霍夫計算公式計算的加油站儲油罐爆炸危險性定量分析還不夠真實的表現(xiàn)加油站危險程度;如果有幾個汽油罐呢,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比這個空的汽油罐要大很多倍,危害程度應該用幾種方法結合起來計算出最大的危害程度。單獨用一個G·M萊克霍夫計算公式計算加油站儲油罐爆炸危險性定量分析會有點自己安慰自己。
 

 

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