魏 培

(兵器工業(yè)衛(wèi)生研究所，陜西 西安 710065）

某試驗裝置的水蒸汽供應系統(tǒng)主要由水蒸汽發(fā)生裝置、酒精供應系統(tǒng)、液氧供應系統(tǒng)、蒸汽輸運系統(tǒng)、蒸汽發(fā)生器增壓配氣系統(tǒng)及軟化水供應系統(tǒng)組成。 水蒸汽供應系統(tǒng)中使用的燃料酒精屬于易燃易爆性物質(zhì)，以儲罐形式存放，且儲存量較大，在試驗過程中，若酒精發(fā)生泄漏，遇到明火、高溫、撞擊、電火花、靜電放電、雷電及化學能等作用，都有可能發(fā)生火災、爆炸事故。

本文通過建立定量風險評價方法—池火火焰與輻射強度模型以及蒸氣云爆炸（VCE）模型僅對酒精儲罐火災、爆炸產(chǎn)生的對人傷害和建筑物破壞程度進行研究，并分析火災、爆炸不同程度的影響范圍, 為某試驗裝置的水蒸汽供應系統(tǒng)酒精儲罐的安全設施設計或工藝平面布局提供依據(jù)。

1 建立可燃液體池火火焰與輻射強度、蒸氣云爆炸的數(shù)學模型

1.1 池火火焰與輻射強度數(shù)學模型

（1）燃燒速度確定。 當液池中可燃液體的沸點高于周圍環(huán)境溫度時， 液體表面上單位面積的燃燒速度dm/dt 的計算公式為[1]：

式中，dm/dt—單位表面積燃燒速度，kg/m2·s；Hc—液體燃燒熱，J/kg；Cp—液體的定壓比熱，J/kg·K；Tb—液體的沸點，K；To—環(huán)境溫度，K；H—液體的氣化熱，J/kg。

（2）熱輻射通量。 液池燃燒時放出的總熱輻射通量的計算公式為：

式中，Q—總熱輻射通量，W。

（3）火災損失。 不同入射通量造成傷害或損失的情況見下表[2]。

不同入射通量造成傷害或損失的情況表

2 酒精儲罐池火火焰與輻射強度、蒸氣云爆炸的研究

給定某試驗裝置的酒精容器間的尺寸為8m×12m×16m，酒精儲罐的工作壓力6MPa，工作溫度-30℃～+40℃，容積15m3，容器內(nèi)徑1800mm。

（1）TNT 當 量 的 確 定。 酒 精 儲 罐 容 積15m3， 酒 精 密 度0.79g/cm3，按80%充裝系數(shù)，計算燃料的總質(zhì)量：Wf=15×0.79×103×0.8=9480kg；取地面爆炸系數(shù)：β=1.8；蒸氣云的TNT 當量系數(shù)：A=4%； 酒精的燃燒熱：Qf=26749kJ/kg；TNT 的爆熱：QTNT=4520kJ/kg。

（2）死亡半徑R1。 可以計算出：

（3）重傷半徑R2。 可以計算出：

（4）輕傷半徑R3。 可以計算出：

（5） 結(jié)果分析。 該酒精儲罐發(fā)生蒸氣云爆炸時， 相當于4.0TTNT 的爆炸威力，其死亡半徑為22.9m，重傷半徑為60.4m，輕傷半徑為110.1m。

3 結(jié)束語

總之， 對某試驗裝置的水蒸汽供應系統(tǒng)的酒精儲罐的火災、爆炸危險性，通過采取上述措施后，能夠較大的減少事故造成的損失以及人員的傷亡，但在日常監(jiān)管中，仍應加強監(jiān)督管理，確保試驗裝置的正產(chǎn)運行。

[1]李美慶，董國強等編.安全評價員實用手冊.北京：化學工業(yè)出版社，2007

[2]吳宗之，工業(yè)危險辨識與評價.北京：氣象出版社，2000