甲醇事故分析定量

2）形成池火事故的条件和范围本项目在事故状态下，可燃液体泄漏后流到地面形成液池，遇到火源燃烧而成池火。①燃烧速度当液池中的可燃液体的沸点高于周围环境温度时，液体表面上单位面积的燃烧速度dm／dt为：HTTcHdtdmbpC)(001.00式中dm／dt——单位表面积燃烧速度，kg／(m2·h)；Hc——液体燃烧热；J／kg；cp——液体的比定压热容；J／(kg.K)；Tb——液体的沸点，K；T0——环境温度，K；H——液体的气化热，J／kg。一些可燃液体的燃烧速度物质名称甲醇燃烧速度（)12hmkg57.6燃烧速度：)/(016.0)/(6.5722smkghmkgdtdm②火焰高度设液池为一半径为r的圆池子，其火焰高度可按下式计算：6.0210])2(/[84grdtdmrh式中h——火焰高度；m；r—液池半径；20m；ρ0——周围空气密度，1.29kg／m3；g——重力加速度，9.8m／s2；dm／dt——燃烧速度，0.016kg／(m2·s)。液池半径为6m时，火焰高度：)(66.8])68.92(29.1016.0[684])2(/[846.0216.0210mgrdtdmrh∴h=8.66m③热辐射通量当液池燃烧时放出的总热辐射通量为：]1)(72/[)2(60.02dtdmHdtdmrhrQC式中Q——总热辐射通量，W；η——效率因子，取0.13；其余符号意义同前。W106.2]1016.072/[10998.113.0016.0)66.8614.32614.3(]1)(72/[)2(66.0726.02dtdmHdtdmrhrQc∴Q=2.6×106W=26000KW④目标入射热辐射强度假设全部辐射热量由液池中心点的小球面辐射出来，则在距离池中心某一距离(X)处的入射热辐射强度为：24XQtIc式中I——热辐射强度，kw／m2；Q——总热辐射通量；kw；tc——热传导系数，在无相对理想的数据时，可取值为1；X——目标点到液池中心距离，m。热辐射强度：5.3714.341106.24232XXQtIcKW／m2,可得4.2X(m)，即：当I=37.5KW/m2时,X=2.4m;当I=25KW/m2时,X=2.9m;当I=12.5KW/m2时,X=4.1m;当I=4.0KW/m2时,X=7.2m;当I=1.6KW/m2时,X=11.4m;⑤火灾事故范围火灾通过辐射热的方式影响周围环境。当火灾产生的热辐射强度足够大时，可使周围的物体燃烧或变形，强烈的热辐射可能烧毁设备甚至造成人员伤亡等。火灾损失估算建立在辐射通量与损失等级的相应关系的基础上，下表为不同入射通量造成伤害或损失的情况。距池中心距离X，m入射通量，KW/m2对设备的损害对人体的伤害2.437.5操作设备全部损坏1%死亡/10s100%死亡/1min2.925在无火焰、长时间辐射下，木材燃烧的最小能量重大烧伤/10s100%死亡/1min4.112.5有火焰时，木材燃烧，塑料融化的最低能量1度烧伤/10s1%死亡/1min7.24.020s以上感觉疼痛，未必起泡11.41.6长期辐射无不舒服感从表中可看出，在较小辐射等级时，致人重伤需要一定的时间，这时人们可以逃离现场或掩蔽起来。（4）出现火灾事故造成人员伤亡的范围根据甲醇池火火灾事故模型计算，距储罐区液池中心点2.9m处，重大烧伤/10s，100%死亡/1min，即事故死亡半径为2.9m；距储罐区液池中心点4.1m处，1度烧伤/10s，1%死亡/1min，即事故重伤半径为4.1m。7.2m为设备、设施安全线；11.4m外即为人员安全线。（5）甲醇泄漏具备造成爆炸事故的条件甲醇的爆炸极限（V%/%）在5.5~44之间，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。空气中浓度处在爆炸极限范围时，若遇明火或火花，就会发生火灾爆炸事故。爆炸是物质的一种非常急剧的物理、化学变化，也是大量能量在短时间内迅速释放或急剧转化成机械功的现象。它通常是借助于气体的膨胀来实现。设罐区内2台50m3甲醇储罐（最大储量79t），甲醇全部泄漏蒸发成同质量的气体。甲醇爆炸范围5.5~44%，在爆炸范围的甲醇蒸汽遇到火源，发生蒸气云爆炸。下面以进行蒸汽云爆炸模拟计算。爆炸性气体瞬间泄漏后遇到火源，则可能发生蒸汽云爆炸。按下式预测蒸汽云爆炸的冲击波损害半径：R=CS（NE）1/3E=V×HC式中：R—损害半径，m；E—爆炸能量kj，可按下式计算：E=V×HCV—参与反应的可燃气体的体积。m3HC—可燃气体的高燃烧热值，甲醇HC=17948kj/m3（甲醇燃烧热为727kJ/mol=17948kj/m3）N—效率因子，其值与燃烧浓度持续展开所造成损耗的比例和燃烧材料所得机械能的数量有关，一般取N=10%。CS—经验常数，取决于损害等级，其取值情况见表。损害等级表损坏等级CS设备损坏人员伤害10.03重创建筑物和加工设备1%死亡于肺部；50%耳膜破裂；50%被碎片击伤20.06损坏建筑物外表,可修复性破坏1%耳膜破裂；1%被碎片击伤30.15玻璃破碎被玻璃击伤40.410%玻璃破碎无人员伤害一台50m3甲醇储罐的甲醇全部泄漏挥发后在常压下的体积（按理想气体计算）为：V=（50×790×8.34×298）/（101325×0.11）=78m3四个等级对应的损害半径分别为：等级1：R1=0.03×（0.1×78×17948）1/3=1.6m等级2：R2=0.06×（0.1×78×17948）1/3=3.2m等级3：R3=0.15×（0.1×78×17948）1/3=8m等级4：R4=0.4×（0.1×78×17948）1/3=20.8m由此可见，甲醇储罐发生蒸汽云爆炸的时候，建筑物和人员损害程度与爆炸中心距离关系以及实际对应建筑破坏情况为：等级损坏半径m设备损坏人员伤害实际可能破坏建筑物11.6m重创建筑物和加工设备1%死亡于肺部伤害；＞50%耳膜破裂＞50%被碎片击伤储罐中心22.6m范围内无建筑物；操作人员死亡范围23.2m损坏建筑物的外表，可修复性破坏1%耳膜破裂；1%被碎片击伤此范围内围墙、发酵车间建筑物外表受损。38m玻璃破碎被玻璃击伤生产车间玻璃破碎，人员被玻璃击伤。420.8m10%玻璃破碎无人员伤亡即距甲醇储罐1.6m以内区域中，危害等级为1级，为人员死亡范围；本项目储罐中心1.6m范围内无建筑物；距甲醇储罐1.6m至3.2m内危害等级为2级，为人员重伤范围；本项目储罐中心3m范围内无建筑物；距甲醇储罐3.2m至8m内危害等级为3级，为人员轻伤范围。可能发生生产车间玻璃破碎，人员被玻璃击伤事故；距甲醇储罐8m至20.8m的区域内为4级危害程度，危害最轻，只会造成建筑物少量的玻璃震碎，没有人员伤亡。当发生蒸汽云爆炸时，人员伤亡和建筑物损害范围在本企业内，对周边环境造成的安全影响在可承受范围内。