工程事故分析第15章 燃爆事故与处理.ppt

土木工程事故分析与处理 第15章 燃爆事故与处理 主 要 内 容 概述 一 燃爆机理及对建筑结构的影响 二 燃爆灾害事故实例 三 燃爆灾害后的调查与处理 四 15.1 概述 城市燃气的使用特别是民用燃气使用的日益普及，为生活和生产带来便利的同时，燃气爆炸事故也越来越多，尤其是燃气爆炸往往与火灾伴生，给人类的生产和生活带来了极大的威胁和危害。 2014.3.12位于曼哈顿 的建筑物发生燃气爆炸。 15.2 燃爆机理及对建筑结构的影响 15.2.1燃爆机理及其特征 1.凝聚相与分散相爆炸 爆炸是能量突然释放并产生压力波向周围传播的现象，燃气爆炸与一般化学爆炸不同。 2.爆燃与爆轰 燃气爆炸属于爆燃，特点是已爆介质向相邻未爆介质起爆过程较慢，且永远低于爆炸物质的声速，其作用主要依靠热学效应。 3.燃烧速度与爆炸的上下限 燃气爆炸需要氧的参与，是一个快速燃烧过程，正常燃烧时的速度都小于1m/s，燃烧速度又与可燃气体在空气中的浓度有关。 15.2 燃爆机理及对建筑结构的影响 4.压力时间曲线 核爆、化爆和燃爆三种不同的压力时间曲线 5.泄压保护 燃气爆炸大都是分散相爆炸，升压时间慢，压力峰值低。 15.2 燃爆机理及对建筑结构的影响 6.冲击波与压力波 所有爆炸都压缩周围的空气而产生超压，通常所说的爆炸压力均指超过正常大气压的超压，核爆、化爆、燃爆都产生超压，只是幅度不同而已。 7.燃爆的物理力学特征 燃气爆炸的物理力学特征主要概括：燃气爆炸属分散相爆炸，要有氧助燃，与周围环境、燃气的组分和浓度密切相关；燃气爆炸多为爆燃过程，爆炸的扩大和延伸主要依靠热学效应，已爆介质向未爆介质的传播较慢，低于爆炸介质声速；每种燃气均存在一个上限和下限，超出这个范围，无论浓度过高或过低，即使点燃，也不会引发爆炸等。 15.2 燃爆机理及对建筑结构的影响 15.2.2燃爆灾害的特点 由燃爆的特性可以看出，燃爆作为一种灾害，相对于其他灾害如地震、咫风、洪水等具有如下特点： 1.频率高，偶然性大。 2.常与火灾伴生，燃爆既是火灾的引发源，也是火灾的次生、伴生灾害。 3.燃爆灾害具有局部性。 4.燃爆灾害具有显著的人为特征。 5.抗灾措施较易实施。 15.2 燃爆机理及对建筑结构的影响 15.2.3燃爆对建筑结构的影响 混凝土结构及砌体结构的基本自振周期大约在20~50ms范围内，在爆炸荷载作用下，结构构件的运动由于加速度的存在而产生惯性力。对燃气爆炸来说，荷载的升压时间与结构构件的基本自振周期相比，加载时间足够缓慢，以至于惯性力小到可以忽略不计，因此可以认为室内燃爆对建筑结构的作用，基本上不产生动力效应，属于一种静力作用，破坏荷载只是压力波的峰值压力，而不是冲击波的破坏。 15.3燃爆灾害事故实例 可燃气体与空气混合后，一经点燃就可能发生猛烈的爆炸，民用燃气的组分决定了它具有一般可燃气体爆炸的特性，燃气一般要经过生产、输送、贮配、使用四个环节才能实现能量转换即使用效果，其中每一个环节都可能发生爆炸酿成灾害。下下面是在各个环节发生的若干典型燃爆灾害实例。 15.3.1生产环节的爆炸 1.新疆克拉2气田中央处理厂6号装置发生爆炸 2005年6月3日15时10分左右，位于新疆南部拜城县克孜尔乡境内的西气东输主力气源克拉2气田中央处理厂6号装置发生爆炸，中央处理厂6号和5号处理装置全部烧毁，造成2人死亡，9人重伤，主力气田停止向西气东输管道供气。 15.3燃爆灾害事故实例 2.巴西圣保罗库巴坦炼油厂发生爆炸 1984年3月25日，巴西圣保罗库巴坦炼油厂，输油管故障破裂，遇明火引爆。流出大量油品，使附近贫民区上空充满雾气，爆后火焰温度达1000 oC，可将人牙烧成灰。造成508人死亡，127人受伤，死亡中有300名是3岁以下婴儿和6岁以下幼儿，2000名幸存者无家可归，毁坏房屋无数。 3.某市石油六厂合成车间发生爆炸 1970年7月21日，某市石油六厂合成车间发生爆炸，该车间聚异丁烯装置试运行，7号釜石棉垫片被冲破，高压釜油气喷出，离地1m高内充满可燃气，配电间开关打火引爆。 15.3燃爆灾害事故实例 15.3.2输送环节的爆炸 1.四川眉山仁寿县发生输气管道爆炸 2006年1月20日12时17分，四川眉山市仁寿县中石油西南油气田分公司输气管理处仁寿运销部富加输气站出站处管线发生管道爆炸，埋在地下的管线爆炸形成十几米长、两三米深的大坑。造成10人死亡，3人重伤，47人轻伤。 2.美国伊利诺州横穿克利圣特城市中心街的铁道上—火车运输 1970年6月21日，牵引10节液化石