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1、第七章 燃烧爆炸事故后果分析,事故： 造成主观上不希望出现的结果的意外发生的事件。包含： 死亡 疾病 伤害 财产损失 其他损失。,第七章 燃烧爆炸事故后果分析,重大事故 重大事故是指生产运行中突然发生重大泄漏、火灾或爆炸，其中涉及一种或多种有害物质，并给现场人员、公众或环境造成即刻的或延迟的严重危害的事件。 国际劳工组织ILO(International Labour Organization)定义Major accident: An unexpected, sudden occurrence including, in particular, a major emission, fire o
2、r explosion, resulting from abnormal developments in the course of an industrial activity, leading to a serious danger to workers, the public or the environment, whether immediate or delayed, inside or outside the installation and involving one or more hazardous substances.,第七章 燃烧爆炸事故后果分析,后果分析定量描述一个
3、可能发生的事故将造成的人员伤亡、财产损失和环境污染情况。意义:安全评价的组成部分；采取安全措施的依据；设置报警系统、压力释放系统、防火系统等；编制应急响应预案的依据。,第七章 燃烧爆炸事故后果分析,7.1 后果分析的一般程序7.2 泄漏7.3 蒸发与绝热膨胀7.4 气云在大气中的扩散7.5 火灾事故后果分析7.6 爆炸后果分析7.7 中毒,7.1 后果分析的一般程序7.1.1后果分析程序,（1）划分独立功能单元 划分原则：包含重大危险源重大危险源：重大危险源，是指长期地或者临时生产、搬运、使用或者储存危险物品，且危险物品的数量等于或者超过临界量的单元（包括场所和设施）。当一个单元内有多种危险物
4、质时，达到者定为重大危险源。式中，qi：第i种危险物质的实际保有量 Q i：第i种危险物质单独存在时的规定临界量,7.1.1后果分析程序,空间上相对独立；泄漏物料与其他单元隔离：有紧急切断阀；有液位或压力控制的自动阀；有清晰明确信号遥控的阀。同一堤坝内的储罐应作为一个单元考虑。,7.1.1后果分析程序,（2）计算单元中有害物质存量 根据工艺流程和设备参数，计算单元中有害物质的存量，并记录物质的种类、相态、温度、压力、体积或质量等。对于连续的流动系统需要估算。（3）找出设备的典型故障 将设备划分为10类，分析可能存在的典型故障，每种设备只考虑少数几种情况。 管道、挠性连接、过滤器、阀、压力容器/
5、反应器、泵、压缩机、贮罐（常压条件）、贮槽（加压或冷冻）、放空燃烧管/排气管 。,7.1.1后果分析程序,（4）计算泄漏量 分析故障可能造成瞬时的或连续的泄漏，计算泄漏量或泄漏流量。（5）计算后果 分析泄漏后可能造成的火灾、爆炸等后果，选择合适 的模型计算事故对生产现场内或现场外的影响。（6）整理结果 将计算结果整理成表格，并在单元平面图上划出影响范围。,7.1.1后果分析程序,7.1.2 后果分析所需参数,（1）有害物质的参数 包括有害物质的相态、最大质量或体积、温度、压力、密度，热力学性质如沸点、蒸发热、燃烧热、热容等，有害与毒性参数等。（2）设备的参数 工艺流程、设备类型、设备的可能故障
6、与泄漏位置、泄漏口形状尺寸等。（3）现场情况与气象情况 设备布置、人员分布、资金密度，设备地理位置，堤坝高度面积，常年主导风向、平均风速、大气稳定情况、日照情况，地形情况，地面粗糙度、建筑、树木高度等。,7.1.3 后果分析模式选择,确定有害物质存量和储存条件,可燃,有毒,气体,液体或两相,液体或两相,气体,BLEVE,其他情况,可燃气体事件树,BLEVE模型,可燃液体事件树,有毒液体事件树,毒性气体事件树,有害特性,过程或储槽中的相态,释放情形,事件树或模型,7.1.3 后果分析模式选择,BLEVE:沸腾液体膨胀性蒸汽爆炸（Boiling Liquid Expanding Vapor Exp
7、losions）缩写为BLEVE 池火（POOL FIRE）：可燃性液体泄露后，流到地面形成液池，或流到水面并覆盖水面，遇到引火源燃烧而形成池火。喷射火（JET FIRE) :气体从裂口喷出后立即燃烧，如同火焰喷射器。火球（FIRE BALL）：压力容器内液化气体过热使容器爆炸，内容物泄露并被点燃，产生强大的火球。,可燃气体释放,火球,闪火或爆炸,闪火或爆炸,闪火或爆炸,喷射火,闪火或爆炸,瞬时泄漏?,立即引燃?,密度大于空气?,延迟引燃?,是,是,是,是,是,是,是,是,是,否,否,否,否,否,否,否,否,否,估计释放时间计算释放速率,喷射扩散,重气扩散,中性扩散,重气扩散,中性扩散,绝热膨
8、胀,有毒气体释放,重气扩散,中性扩散,重气扩散,中性扩散,绝热膨胀,计算释放速率和时间,喷射扩散,是,是,否,否,否,是,瞬时泄漏?,密度大于空气?,可燃液体释放,评价火灾损失,接气体事件树,评价火灾损失,评价污染接气体事件树,评价火灾损失,评价火灾损失,接气体事件树,评价污染接气体事件树,瞬时泄漏?,立即引燃?,形成液池?,液池点燃?,估计泄漏时间和速率,绝热膨胀,火球,喷射火,计算扩展与蒸发,池火,计算扩展与蒸发,池火,有毒液体释放,评价污染接气体事件树,接气体事件树,评价污染接气体事件树,接气体事件树,绝热膨胀,估计泄漏时间和速率,计算扩展与蒸发,计算扩展与蒸发,瞬时泄漏?,形成液池?,
9、7.1.3 后果分析模式选择,7.1.3 后果分析模式选择,7.2 泄漏7.2.1 泄漏设备及损坏尺寸,泄漏往往是事故的开始物质泄漏可能引起火灾或爆炸，也可能产生毒气伤害。泄漏原因：设备损坏、失灵；错误操作；安全阀的正常或不正常动作。,十类典型设备：管道挠性连接过滤器阀压力容器/反应器泵压缩机贮罐（常压条件）贮槽（加压或冷冻）放空燃烧管/排气管,7.2.1 泄漏设备及损坏尺寸管道,泄漏设备及损坏尺寸管道,7.2.1 泄漏设备及损坏尺寸管道,7.2.1 泄漏设备及损坏尺寸挠性连接器,7.2.1 泄漏设备及损坏尺寸挠性连接器,7.2.1 泄漏设备及损坏尺寸过滤器,7.2.1 泄漏设备及损坏尺寸过滤
10、器,7.2.1 泄漏设备及损坏尺寸阀门,通用分类法 这种分类方法既按原理、作用又按结构划分，是目前国际、国内最常用的分类方法。一般分：闸阀、截止阀、节流阀、仪表阀、柱塞阀、隔膜阀、旋塞阀、球阀、蝶阀、止回阀、减压阀安全阀、疏水阀、调节阀、底阀、过滤器、排污阀等。,阀门的分类,阀门的编号,为了便于认识选用，每种阀门都有一个特定的型号，以说明阀门的类别、驱动方式、连接方式、结构形式、密封面和衬里材料、公称压力及阀体材料，阀门的型号由七个单元组成，按下列顺序编制。,1,(,(,),),2,3,4,5,6,7,驱动方式,连接方式,阀门类别,密封或衬里材料,结构形式,阀体材料,公称压力,1,阀体材料对于
11、PN1.6MPa的碳铸铁阀门或PN2.5MPa的碳钢阀门则略去本单元,公称压力(kgf/cm2),密封面和衬里材料T：铜合金H：不锈钢Y：硬质合金钢X：橡胶,结构形式（闸）：明杆楔式单闸阀：明杆楔式双闸板3：明杆平行单闸板4：明杆平行双闸板：暗杆楔式单闸板 6：暗杆楔式双闸板,连接形式：内螺纹：外螺纹：法兰 6 ：焊接,驱动形式3：蜗轮4：正齿轮6：气动7：液动9：电动对手轮、手柄式板手等直接传动的阀门省略本单元,阀门类型：闸阀：截止阀：旋塞阀：止回阀：减压阀：安全阀 Q：球阀D：蝶阀,(,(,),),2,3,4,5,6,7,四、阀门的编号,例： Z1H 6阀门的含义:,Z闸阀 驱动方式：手动
12、,4法兰连接,1明杆楔式单闸阀,H密封圈或衬里为不锈钢,16公称压力16Kgf/cm2,阀体材料：碳铸铁阀门,四、阀门的编号,7.2.1 泄漏设备及损坏尺寸阀门,7.2.1 泄漏设备及损坏尺寸阀门,7.2.1 泄漏设备及损坏尺寸阀门,7.2.1 泄漏设备及损坏尺寸阀门,7.2.1 泄漏设备及损坏尺寸阀门,7.2.1 压力容器 及反应器,7.2.1 泄漏设备及损坏尺寸泵,7.2.1 泄漏设备及损坏尺寸压缩机,7.2.1 泄漏设备及损坏尺寸贮罐,7.2.1 泄漏设备及损坏尺寸贮罐,7.2.1 泄漏设备及损坏尺寸加压或冷冻贮槽,7.2.1 泄漏设备及损坏尺寸放空燃烧管和排气管,7.2.1 泄漏设备及
13、损坏尺寸放空燃烧管和排气管,7.2.2 泄漏的原因,从人-机系统来考虑造成各种泄漏事故的原因主要有4类：（1）设计失误基础设计错误，如地基下沉，造成容器底部产生裂缝，或设备变形、错位等；选材不当，如强度不够，耐腐蚀性差、规格不符等；布置不合理，如压缩机和输出管没有弹性连接，因振动而使管道破裂；选用机械不合适，如转速过高、耐温、耐压性能差等；选用计测仪器不合适；储罐、贮槽未加液位计，反应器(炉)未加溢流管或放散管等。,7.2.2 泄漏的原因,（2）设备原因加工不符合要求，或未经检验擅自采用代用材料；加工质量差，特别是焊接质量差；施工和安装精度不高，如泵和电机不同轴、机械设备不平衡、管道连接不严密
14、等；选用的标准定型产品质量不合格；对安装的设备没有按机械设备安装工程及验收规范进行验收；设备长期使用后未按规定检修期进行检修，或检修质量差造成泄漏；计测仪表未定期校验，造成计量不准；阀门损坏或开关泄漏，又未及时更换；设备附件质量差，或长期使用后材料变质、腐蚀或破裂等。,7.2.2 泄漏的原因,（3）管理原因没有制定完善的安全操作规程；对安全漠不关心，已发现的问题不及时解决；没有严格执行监督检查制度；指挥错误，甚至违章指挥；让未经培训的工人上岗，知识不足，不能判断错误；检修制度不严，没有及时检修已出现故障的设备，使设备带病运转。,7.2.2 泄漏的原因,人为失误误操作，违反操作规程；判断错误，如
15、记错阀门位置而开错阀门；擅自脱岗；思想不集中；发现异常现象不知如何处理。,7.2.3 泄漏的控制,无论气体泄漏还是液体泄漏，泄漏量的多少都是决定泄漏后果严重程度的主要因素，而泄漏量又与泄漏时间有关。因此，控制泄漏应该尽早地发现泄漏并且尽快地阻止泄漏。通过人员巡回检查可以发现较严重的泄漏；利用泄漏检测仪器、气体泄漏检测系统可以发现各种泄漏。利用停车或关闭遮断阀停止向泄漏处供应料可以控制泄漏。一般来说，与监控系统连锁的自动停车速度快；仪器报警后由人工停车速度较慢，大约需3-15分钟。,7.2.4 泄漏量的计算,液体泄漏根据柏努利（Bernoulli）方程可以建立液体经小孔泄漏的速度计算公式：,Q液体泄漏流量，kg/s； Cd排放系数，通常取0.60.64A泄漏口面积，m2；泄漏液体密度，kg/m3；P容器内介质压力，Pa；P0环境压力，Pa；g重力加速度，9.8m/s2；h泄漏口上液位高度，m。,
