蒸汽云爆炸的傷害模型

蒸汽云爆炸是由于以“預(yù)混云”形式擴散的蒸汽云遇火后在某一有限空間發(fā)生爆炸而導致的。泄漏的油品如果沒有發(fā)生沸騰液體膨脹蒸汽云爆炸現(xiàn)象或立即引發(fā)大火，溶劑油或燃料油等物質(zhì)的低沸點組分就會與空氣充分混合，在一定的范圍聚集起來，形成預(yù)混蒸汽云。如果在稍后的某一時刻遇火點燃，由于氣液兩相物質(zhì)已經(jīng)與空氣充分混合均勻，一經(jīng)點燃其過程極為劇烈，火焰前沿速度可達50～100m／s，形成爆燃。對蒸汽云覆蓋范圍內(nèi)的建筑物及設(shè)備產(chǎn)生沖擊波破壞，危及人們的生命安全。發(fā)生蒸汽云爆炸現(xiàn)象最起碼應(yīng)具備以下幾個條件： ①周圍環(huán)境如樹木、房屋及其它建筑物等形成具有一定限制性空間； ②延緩了點火的過程； ③充分預(yù)混了的氣液兩相物質(zhì)與空氣的混合物； ④一定量的油品泄漏。 （2）爆源的TNT當量計算 TNT當量計算公式： WTNT=WQf／QTNT 式中：WTNT——易燃液體的TNT當量(kgTNT)； Wf——易燃液體的質(zhì)量(kg)； Qf——易燃液體的燃燒熱(MJ／kg)； QTNT--TNT的爆熱，取4.52MJ／kg； TNT爆熱為4.52MJ／kg， 由于本項目中易燃物較多，根據(jù)相關(guān)原則取最大的易燃液體的燃燒熱(MJ／kg)，故取溶劑油作為計算樣本。溶劑油燃燒熱值為43.69MJ／kg。 l節(jié)油罐車溶劑油的TNT當量： W溶TNT=43.69×790×0.8×60／4.52=3.67×105 kgTNT （3）自由蒸汽云爆炸時的死亡半徑 根據(jù)易燃液體的TNT當量，并且考慮參與了爆炸，對形成沖擊波有實際貢獻的蒸汽云的量，結(jié)合油庫區(qū)及周邊布置情況分析，采取地面爆炸系數(shù)1.8，蒸汽云的TNT當量系數(shù)0.04，運用范登伯(VandenBerg)和蘭諾伊(Lannoy)方程計算蒸汽云爆炸時死亡半徑為： R=13.6×(1.8×0.04×WTNT／1000)0.37 根據(jù)最大可能危險原則計算（石油副產(chǎn)品取溶劑油為樣本） 1節(jié)溶劑油罐車爆炸時的死亡半徑為： R溶=13.6×(1.8×0.04×3.67×105／1000) 0.37=45.4m 根據(jù)公司接卸設(shè)備能力，該專用線每次可接卸10個危險品罐車。倘若一節(jié)罐車危險品發(fā)生爆炸時，處理不及時、方法不得當，將可能造成其他罐車連鎖爆炸，而多節(jié)罐車裝卸或停留過程中若發(fā)生火災(zāi)爆炸事故會給評價區(qū)域及周邊區(qū)域內(nèi)的人員、財產(chǎn)造成重大損失： 綜合上述模型的計算，當危險化學品鐵路專用線接卸汽油、柴油、溶劑油（石腦油）、燃料油的罐車發(fā)生蒸汽云爆炸時，其1節(jié)罐車最大危害結(jié)果：最大死亡半徑45.4m；1節(jié)罐車TNT當量kg3.67×105