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池火灾事故后果模拟计算过程

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电梯直达

1^#

发表于 2010-5-19 14:39:24 |只看该作者 |倒序浏览

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（1）柴油泄漏量
设定一个5000m3柴油罐底部DN200进油管管道破裂出现长50cm，宽1 cm的泄漏口，泄漏后10分钟切断泄漏源。泄漏的液体在防火堤内形成液池，泄漏时工况设定情况见表9-4。
表9-4       油品连续泄漏工况
泄漏源
介质温度( 0C)
介质压力（Mpa）
介质密度（kg/m3）
泄口面积
(m2)
泄漏时间
(min)
备注
柴油罐
常温
常压
870
0.005
10
按10分钟后切断泄漏源计

柴油泄漏量用柏努利公式计算：
Q = CdAρ [2(P-P0)/ ρ+2gh]1/2
W = Q.t
式中: Q－泄漏速率（kg/s）；
   W－泄漏量（kg）；
t－油品泄漏时间（s），t=600 s
Cd－泄漏系数，长方形裂口取值0.55（按雷诺数Re＞100计）；
A－泄漏口面积（m2）；A =0.005 m2
ρ－泄漏液体密度（kg/ m3）；
P－容器内介质压力（Pa）；
P0 －大气压力（Pa）；
g－重力加速度（9.8 m /s2）；
h－泄漏口上液位高度（m），柴油罐液面安全高度15.9 m。
经计算Q = 42.23 kg/s、W = 25341 kg（10分钟泄漏量）
（2）泄漏柴油总热辐射通量Q（w）
柴油泄漏后在防火堤内形成液池，遇点火源燃烧而形成池火。总热辐射通量Q（w）采用点源模型计算：
      Q = (л r2 + 2л rh) •m f •η•Hc/（ 72 m f 0。61+ 1）
式中: m f—单位表面积燃烧速度kg/m2 .s，柴油为 0.0137；
Hc—柴油燃烧热，Hc = 43515kJ/kg；
h—火焰高度h（m），按下式计算：
h = 84 r{ m f /[ρO（2 g r）1/2]}0.6
ρO—环境空气密度，ρO=1.293kg/ m3；
g—重力加速度，9.8 m /S2
η—燃烧效率因子，取0.35；
r —液池半径(m)， r =（4S/π）1/2
S—液池面积，S=3442 m2；
W—泄漏油品量kg
ρ－柴油密度，ρ=870kg/ m3；
火灾持续时间：T= W/S.m f
计算结果： Q（w）=1006347（kw）
         T=537s=9min
（3）池火灾伤害半径
火灾通过辐射热的方式影响周围环境，根据概率伤害模型计算，不同入射热辐射通量造成人员伤害或财产损失的情况表9-5。
表9-5    热辐射的不同入射通量造成的伤害及损失
入射通量
kw/m2
对设备的损害
对人的伤害
37.5
操作设备全部损坏
1%死亡/10s
100%死亡/1min
25
在无火焰,长时间辐射下,木材燃烧的最小能量
重大烧伤/10s，100%死亡/1min
12.5
有火焰时,木材燃烧,塑料熔化的最小能量
1度烧伤/10s，1%死亡/1min
4.0

20 s以上感觉疼痛,未必起泡

设全部辐射热量由液池中心小球面发出，则距池中心某一距离（x）处的入射的热辐射强度I（w/m2）为：
I = Q tc/4 л x2
式中: Q—总热辐射通量（w）；
tc—热传导系数，取值1；
x—目标点到液池中心距离及火灾伤害半径（m）。
距液池中心不同距离热辐射强度预测值见表9-6。
表9-6 距液池中心不同距离热辐射强度预测值
X（m）
20
30
40
50
60
70
80
I（kw/m2）
200
89
50
32
22
16
13
X（m）
90
100
110
120
130
140
150
I（kw/m2）
10
8
6.6
5.6
4.7
4.1
3.6

油库区内建构筑物受到的热辐射强度见表9-7。
表9-7    建构筑物受到的热辐射强度预测值
建构筑物
汽车发油台
营业室
消防泵室
油处理设施
综合楼
南面围墙
I（kw/m2）
14
6.8
28
28
22
18
离防火堤距离（m）
36
70
16
16
21.8
28
各伤害等级距池中心的距离计算结果见表9-8。
表9-8       柴油罐泄漏池火灾热辐射伤害距离
伤害等级
死亡半径
重伤半径
轻伤半径
无影响半径
辐射强度(kw/m2)
37.5
25
12.5
4
伤害半径(m)
46
57
80
142