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爆炸评价模型及伤害半径计算 1、蒸气云爆炸（VCE）模型分析计算 （1）蒸气云爆炸（VCE）模型 当爆炸性气体储存在贮槽内，一旦泄漏，遇到延迟点火则可能发生蒸气云爆炸，如果遇不到火源，则将扩散并消失掉。用TNT当量法来预测其爆炸严重度。其原理是这样的：假定一定百分比的蒸气云参与了爆炸，对形成冲击波有实际贡献，并以TNT当量来表示蒸气云爆炸的威力。其公式如下： β βAWfQf QTNT WTNT = 式中WTNT——蒸气云的TNT当量，kg； β——地面爆炸系数，取β=1.8； A——蒸气云的TNT当量系数，取值范围为0.02%～14.9%； Wf——蒸气云中燃料的总质量：kg； Qf——燃料的燃烧热，kJ/kg； QTNT——TNT的爆热，QTNT=4120～4690kJ/kg。 （2）水煤气储罐蒸气云爆炸（VCE）分析计算 由于合成氨生产装置使用的原料水煤气为一氧化碳与氢气混合物，具有低闪点、低沸点、爆炸极限较宽、点火能量低等特点，一旦泄漏，极具蒸气云爆炸概率。 若水煤气储罐因泄漏遇明火发生蒸气云爆炸（VCE），设其贮量为70%时，则为2.81吨，则其TNT当量计算为： 取地面爆炸系数：β=1.8； 蒸气云爆炸TNT当量系数，A=4%； 蒸气云爆炸燃烧时燃烧掉的总质量， Wf=2.81×1000=2810（kg）； 水煤气的爆热，以CO 30%、H2 43%计（氢为1427700kJ/kg,一氧化碳为10193 kJ/kg）：取Qf=616970kJ/kg； TNT的爆热，取QTNT=4500kJ/kg。 将以上数据代入公式，得 1.8× 1.8×0.04×2810×616970 4500 WTNT = =27739(kg) 死亡半径R1=13.6(WTNT/1000) 0.37 =13.6×27.740.37 =13.6×3.42=46.5(m) 重伤半径R2，由下列方程式求解： △P2=0.137Z2-3+0.119 Z2-2+0.269 Z2-1-0.019 Z2=R2/(E/P0)1/3 △P2=△PS/P0 式中： △PS——引起人员重伤冲击波峰值，取44000Pa； P0——环境压力（101300Pa）； E——爆炸总能量（J），E=WTNT×QTNT。 将以上数据代入方程式，解得： △P2=0.4344 Z2=1.07 R2=1.07×（27739×4500×1000/101300）1/3 =1.07×107=115(m) 轻伤半径R3，由下列方程式求解： △P3=0.137Z3-3+0.119 Z3-2+0.269 Z3-1-0.019 Z3=R3/(E/P0)1/3 △P3=△PS/P0 式中：△PS——引起人员轻伤冲击波峰值，取17000Pa。 将以上数据代入方程式，解得： △P3=0.168， Z3=1.95 轻伤半径R3=209（m） 2、沸腾液体扩展蒸气爆炸（BLEVE）模型分析计算 （1）沸腾液体扩展蒸气爆炸（BLEVE）模型 液态存贮的易燃液化气体突然瞬间泄漏时，立即遇到火源就会发生剧烈的燃烧，产生巨大的火球，形成强烈的热辐射，此种现象称为沸腾液体扩展蒸气爆炸，简称BLEVE。 沸腾液体扩展蒸气爆炸的主要危险是强烈的热辐射，近场以外的压力效应不重要。其火球的特征可用国际劳工组织（ILO）建议的蒸气爆炸模型来估算。 火球半径的计算公式为： R=2.9W1/3 式中R——火球半径，m； W——火球中消耗的可燃物质量，kg。 对单罐储存，W取罐容量的50%；双罐储存；W取罐容量的70%；多罐储存，取W为罐容量的90%。 （2）液氨储罐沸腾液体扩展蒸气爆炸（BLEVE）模型分析计算 由于生产装置液氨贮罐区的液氨罐为多罐贮存，（共六只贮罐，其中三只50M3，三只100M3）最大库存量为250T。氨比重约0.6，取100M3罐，则 由W=100×0.6×1000×90%=54000（kg） 代入式中，得到： 火球半径R=2.9(54000)1/3=109(m) 火球持续时间按下式计算: t=0.45W1/3 式中:火球持续时间,单位为S. 将数据代入式中,得到: t=0.45×(54000)1/3=17(s) 目标接收到热辐射通量的计算，按下式计算： q(r)=q0R2r(1-0.058 Inr)/(R2+r2)3/2 式中：r——目标到火球中心的水平距离，m； q0——火球表面的辐射通量，W/m2。对柱形罐取270kW