液氨泄漏数学模型

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1、（二）液氨储存过程中出现的泄漏1、储罐内的蒸气压力大大超过储罐的正常工作压力时，紧急排空系统就地排放；2、外部爆炸冲击波的冲击或外部爆炸飞行物的撞击，使罐体破坏而发生泄漏；3、外部火焰烘烤或强烈的热辐射作用，使得储罐耐火能力下降，而造成破损发生泄漏；4、由于储罐部件如出口管或阀件破损、连接储罐的管道破损造成泄漏；5、由于设计失误或运行中的严重腐蚀，使储罐壁过薄；制造过程中误用材料；或由于储罐存在较严重的材料缺陷或制造缺陷，如白点、焊接裂纹、焊缝咬边或未焊透等，且材料在工作温度下韧性较差，使储罐在工作压力下破坏而发生泄漏；6、由于储罐基础发生不均匀沉降或由于地震原因，造成储罐破损发生泄漏；7、人

2、为破坏使储罐破损发生泄漏。（一）液氨储罐泄漏毒性扩散模拟1、假设1（假设罐筒体水平半径处裂口） 输入参数泄漏模型：液体泄漏；扩散模型选择：连续排放；泄漏物质特性；有毒且可燃；扩散时间：18000s；物质名称：氨；物质总量：15000 Kg；裂口面积：0.001 m2；裂口形状：长方形；储存压力：1500000 Pa；气体喷射倾角：30度；裂口上液高：1 m；泄漏时间：600s；泄漏源高度：1.5 m；致死浓度：0.5 v%；中毒浓度：1750 mg/m3（接触半小时可危及生命）；爆炸下限：15.7 v%；爆炸上限：27.4 v%；大气稳定度：A （白天太阳强辐射）；平均风速：1.2 m/s；大

3、气压力：90020Pa；地形粗糙度：城市分散建筑；介质温度：313 K；环境温度：305.9 K（年平均最高温度）；液体密度：579.5 Kg/m3； 气体密度：12.005 Kg/ m3；液体汽化热：1370000J/Kg；常压沸点：239.5 K；分子量：17.03；临界温度：405.5 K；定压比热：501 J/KgK；气体绝热指数：1.4。 泄漏模拟计算结果 泄漏速度=22.28 kg/s； 气化情况分析：一般不会形成液池。 扩散模拟计算结果 下风向中毒危害距离=151.米； 下风向可燃爆距离=16.4 米； 横风向中毒危害距离=21.6 米； 横风向可燃爆距离=2.3 米。 模拟图见

4、下图注：图中黄色区域为下风向中毒范围 图中红色区域为下风向燃爆范围2、假设2 （假设罐筒体水平半径处裂口） 输入参数泄漏模型：液体泄漏；扩散模型选择：连续排放；泄漏物质特性；有毒且可燃；扩散时间：18000s；物质名称：氨；物质总量：15000 Kg；裂口面积：0.001 m2；裂口形状：长方形；储存压力：1500000 Pa；气体喷射倾角：30度；裂口上液高：1 m；泄漏时间：600s；泄漏源高度：1.5 m；致死浓度：0.5 v%；中毒浓度：1750 mg/m3（接触半小时可危及生命）；爆炸下限：15.7 v%；爆炸上限：27.4 v%；大气稳定度：B （白天太阳辐射弱）；平均风速：1.2

5、 m/s；大气压力：90020Pa；地形粗糙度：城市分散建筑；介质温度：313 K；环境温度：305.9 K（年平均最高温度）；液体密度：579.5 Kg/m3 ；气体密度：12.005 Kg/m3；液体汽化热：1370000J/Kg；常压沸点：239.5 K；分子量：17.03；临界温度：405.5 K；定压比热：501 J/KgK；气体绝热指数：1.4。 泄漏模拟计算结果泄漏速度=22.28 kg/s；气化情况分析：一般不会形成液池。 扩散模拟计算结果下风向中毒危害距离=216.6米； 下风向可燃爆距离=25.7 米； 横风向中毒危害距离=30.9 米； 横风向可燃爆距离=3.7 米。 模

6、拟图见下图注：图中黄色区域为下风向中毒范围 图中红色区域为下风向燃爆范围3、假设3（假设罐筒体水平半径处裂口） 输入参数泄漏模型：液体泄漏；扩散模型选择：连续排放；泄漏物质特性；有毒且可燃；扩散时间：18000s；物质名称：氨；物质总量：15000 Kg；裂口面积：0.001 m2；裂口形状：长方形；储存压力：1500000 Pa；气体喷射倾角：30度；裂口上液高：1 m；泄漏时间：600s；泄漏源高度：1.5 m；致死浓度：0.5 v%；中毒浓度：1750 mg/m3（接触半小时可危及生命）；爆炸下限：15.7 v%；爆炸上限：27.4 v%；大气稳定度：D （阴天的白天或夜晚）；平均风速：

7、1.2 m/s；大气压力：90020Pa；地形粗糙度：城市分散建筑；介质温度：313 K；环境温度：305.9 K（年平均最高温度）；液体密度：579.5 Kg/m3 ；气体密度：12.005 Kg/m3；液体汽化热：1370000J/Kg；常压沸点：239.5 K；分子量：17.03；临界温度：405.5 K；定压比热：501 J/KgK；气体绝热指数：1.4。 泄漏模拟计算结果 泄漏速度=22.28 kg/s。 气化情况分析：一般不会形成液池； 扩散模拟计算结果下风向中毒危害距离=285.1米； 下风向可燃爆距离=28 米； 横风向中毒危害距离=40.7 米； 横风向可燃爆距离=4 米。

8、模拟图见下图注：图中黄色区域为下风向中毒范围 图中红色区域为下风向燃爆范围4、假设4 （假设排空安全阀起跳后不能复位，紧急处理1小时）1. 输入参数泄漏模型：气体泄漏；扩散模型选择：连续排放；泄漏物质特性；有毒且可燃；扩散时间： s；物质名称：氨气；物质总量：14508 Kg；裂口面积：0.002 m2；裂口形状：圆形；储存压力：1500000 Pa；气体喷射倾角：0度；裂口上液高： m；泄漏时间：600s；泄漏源高度：4.5 m；致死浓度：0.5 v%；中毒浓度：1750 mg/m3（接触半小时可危及生命）；爆炸下限：15.7 v%；爆炸上限：27.4 v%；大气稳定度：A （白天太阳强辐射

9、）；平均风速：1.2 m/s；大气压力：90020Pa；地形粗糙度：城市分散建筑；介质温度：313 K；环境温度：305.9 K（年平均最高温度）；液体密度：579.5 Kg/m3 ；气体密度：12.005 Kg/m3；液体汽化热：1370000J/Kg；常压沸点：239.5 K；分子量：17.03；临界温度：405.5 K；定压比热：501 J/KgK；气体绝热指数：1.4。2. 泄漏模拟计算结果 泄漏速度=2.63 kg/s； 气体流动情况分析：音速流动。 3. 扩散模拟计算结果 下风向中毒危害距离=83.7米； 下风向可燃爆距离=8.8 米； 横风向中毒危害距离=12 米； 横风向可燃爆

10、距离=1.3 米。4. 模拟图见下图注：图中黄色区域为下风向中毒范围 图中红色区域为下风向燃爆范围5、假设5 （假设排空安全阀起跳后不能复位，紧急处理1小时）1. 输入参数泄漏模型：气体泄漏；扩散模型选择：连续排放；泄漏物质特性；有毒且可燃；扩散时间： s；物质名称：氨气；物质总量：14508 Kg；裂口面积：0.002 m2；裂口形状：圆形；储存压力：1500000 Pa；气体喷射倾角：0度；裂口上液高： m；泄漏时间：600s；泄漏源高度：4.5 m；致死浓度：0.5 v%；中毒浓度：1750 mg/m3（接触半小时可危及生命）；爆炸下限：15.7 v%；爆炸上限：27.4 v%；大气稳定

11、度：B （白天太阳辐射弱）；平均风速：1.2 m/s；大气压力：90020Pa；地形粗糙度：城市分散建筑；介质温度：313 K；环境温度：305.9 K（年平均最高温度）；液体密度：579.5 Kg/m3 ；气体密度：12.005 Kg/m3；液体汽化热：1370000J/Kg；常压沸点：239.5 K；分子量：17.03；临界温度：405.5 K；定压比热：501 J/KgK；气体绝热指数：1.4。2. 泄漏模拟计算结果 泄漏速度=2.63 kg/s； 气体流动情况分析：音速流动。 3. 扩散模拟计算结果 下风向中毒危害距离=71.7米； 下风向可燃爆距离=8.6 米； 横风向中毒危害距离=

12、10.2 米； 横风向可燃爆距离=1.2 米。4. 模拟图见下图注：图中黄色区域为下风向中毒范围 图中红色区域为下风向燃爆范围6、假设6 （假设排空安全阀起跳后不能复位，紧急处理1小时）1. 输入参数泄漏模型：气体泄漏；扩散模型选择：连续排放；泄漏物质特性；有毒且可燃；扩散时间： s；物质名称：氨气；物质总量：14508 Kg；裂口面积：0.002 m2；裂口形状：圆形；储存压力：1500000 Pa；气体喷射倾角：0度；裂口上液高： m；泄漏时间：600s；泄漏源高度：4.5 m；致死浓度：0.5 v%；中毒浓度：1750 mg/m3（接触半小时可危及生命）；爆炸下限：15.7 v%；爆炸上

13、限：27.4 v%；大气稳定度：D（阴天的白天或夜晚）；平均风速：1.2 m/s；大气压力：90020Pa；地形粗糙度：城市分散建筑；介质温度：313 K；环境温度：305.9 K（年平均最高温度）；液体密度：579.5 Kg/m3 ；气体密度：12.005 Kg/m3；液体汽化热：1370000J/Kg；常压沸点：239.5 K；分子量：17.03；临界温度：405.5 K；定压比热：501 J/KgK；气体绝热指数：1.4。2. 泄漏模拟计算结果 泄漏速度=2.63 kg/s； 气体流动情况分析：音速流动。 3. 扩散模拟计算结果 下风向中毒危害距离=83.7米； 下风向可燃爆距离=8.8

14、 米； 横风向中毒危害距离=12 米； 横风向可燃爆距离=1.3 米。4. 模拟图见下图注：图中黄色区域为下风向中毒范围 图中红色区域为下风向燃爆范围蒸气云爆炸的冲击波伤害、破坏半径液氨储罐如果发生泄漏，泄漏后的氨气将会与一定比例的空气混合，并达到爆炸极限，当遇到火源，将有可能发生蒸气云爆炸。蒸气云爆炸时所形成的超压，将对周边一定范围内的人员、财产造成程度不一的损失和伤害。1、 蒸气云爆炸计算根据荷兰应用科研院的建议，可按下式预测蒸气云爆炸的冲击波的 损害半径：R=CS(NE)1/3R损害半径E爆炸能量V参与反应的可燃气体的体积HC可燃气体的高热燃烧值N效率因子 ，一般取10CS-经验常数2、损害等级表表5.损害等级表