液氨泄漏数学模型.docx

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液氨泄漏数学模型

（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）

⑴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：

15000Kg；

裂口面积：

0.001m2；

裂口形状：

长方形；

储存压力：

1500000Pa；

气体喷射倾角：

30度；

裂口上液高：

1m；

泄漏时间：

600s；

泄漏源高度：

1.5m；

致死浓度：

0.5v%；

中毒浓度：

1750mg/m3（接触半小时可危及生命）；

爆炸下限：

15.7v%；

爆炸上限：

27.4v%；

大气稳定度：

A（白天太阳强辐射）；

平均风速：

1.2m/s；

大气压力：

90020Pa；

地形粗糙度：

城市分散建筑；

介质温度：

313K；

环境温度：

305.9K（年平均最高温度）；

液体密度：

579.5Kg/m3；

气体密度：

12.005Kg/m3；

液体汽化热：

1370000J/Kg；

常压沸点：

239.5K；

分子量：

17.03；

临界温度：

405.5K；

定压比热：

501J/Kg·K；

气体绝热指数：

1.4。

⑵泄漏模拟计算结果

泄漏速度=22.28kg/s；

气化情况分析：

一般不会形成液池。

⑶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。

⑷模拟图见下图

注：

①图中黄色区域为下风向中毒范围

②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）

⑴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：

15000Kg；

裂口面积：

0.001m2；

裂口形状：

长方形；

储存压力：

1500000Pa；

气体喷射倾角：

30度；

裂口上液高：

1m；

泄漏时间：

600s；

泄漏源高度：

1.5m；

致死浓度：

0.5v%；

中毒浓度：

1750mg/m3（接触半小时可危及生命）；

爆炸下限：

15.7v%；

爆炸上限：

27.4v%；

大气稳定度：

B（白天太阳辐射弱）；

平均风速：

1.2m/s；

大气压力：

90020Pa；

地形粗糙度：

城市分散建筑；

介质温度：

313K；

环境温度：

305.9K（年平均最高温度）；

液体密度：

579.5Kg/m3；

气体密度：

12.005Kg/m3；

液体汽化热：

1370000J/Kg；

常压沸点：

239.5K；

分子量：

17.03；

临界温度：

405.5K；

定压比热：

501J/Kg·K；

气体绝热指数：

1.4。

⑵泄漏模拟计算结果

泄漏速度=22.28kg/s；

气化情况分析：

一般不会形成液池。

⑶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。

⑷模拟图见下图

注：

①图中黄色区域为下风向中毒范围

②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）

⑴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：

15000Kg；

裂口面积：

0.001m2；

裂口形状：

长方形；

储存压力：

1500000Pa；

气体喷射倾角：

30度；

裂口上液高：

1m；

泄漏时间：

600s；

泄漏源高度：

1.5m；

致死浓度：

0.5v%；

中毒浓度：

1750mg/m3（接触半小时可危及生命）；

爆炸下限：

15.7v%；

爆炸上限：

27.4v%；

大气稳定度：

D（阴天的白天或夜晚）；

平均风速：

1.2m/s；

大气压力：

90020Pa；

地形粗糙度：

城市分散建筑；

介质温度：

313K；

环境温度：

305.9K（年平均最高温度）；

液体密度：

579.5Kg/m3；

气体密度：

12.005Kg/m3；

液体汽化热：

1370000J/Kg；

常压沸点：

239.5K；

分子量：

17.03；

临界温度：

405.5K；

定压比热：

501J/Kg·K；

气体绝热指数：

1.4。

⑵泄漏模拟计算结果

泄漏速度=22.28kg/s。

气化情况分析：

一般不会形成液池；

⑶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。

⑷模拟图见下图

注：

①图中黄色区域为下风向中毒范围

②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：

14508Kg；

裂口面积：

0.002m2；

裂口形状：

圆形；

储存压力：

1500000Pa；

气体喷射倾角：

0度；

裂口上液高：

m；

泄漏时间：

600s；

泄漏源高度：

4.5m；

致死浓度：

0.5v%；

中毒浓度：

1750mg/m3（接触半小时可危及生命）；

爆炸下限：

15.7v%；

爆炸上限：

27.4v%；

大气稳定度：

A（白天太阳强辐射）；

平均风速：

1.2m/s；

大气压力：

90020Pa；

地形粗糙度：

城市分散建筑；

介质温度：

313K；

环境温度：

305.9K（年平均最高温度）；

液体密度：

579.5Kg/m3；

气体密度：

12.005Kg/m3；

液体汽化热：

1370000J/Kg；

常压沸点：

239.5K；

分子量：

17.03；

临界温度：

405.5K；

定压比热：

501J/Kg·K；

气体绝热指数：

1.4。

2.泄漏模拟计算结果

泄漏速度=2.63kg/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；

横风向可燃爆距离=1.3米。

4.模拟图见下图

注：

①图中黄色区域为下风向中毒范围

②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：

14508Kg；

裂口面积：

0.002m2；

裂口形状：

圆形；

储存压力：

1500000Pa；

气体喷射倾角：

0度；

裂口上液高：

m；

泄漏时间：

600s；

泄漏源高度：

4.5m；

致死浓度：

0.5v%；

中毒浓度：

1750mg/m3（接触半小时可危及生命）；

爆炸下限：

15.7v%；

爆炸上限：

27.4v%；

大气稳定度：

B（白天太阳辐射弱）；

平均风速：

1.2m/s；

大气压力：

90020Pa；

地形粗糙度：

城市分散建筑；

介质温度：

313K；

环境温度：

305.9K（年平均最高温度）；

液体密度：

579.5Kg/m3；

气体密度：

12.005Kg/m3；

液体汽化热：

1370000J/Kg；

常压沸点：

239.5K；

分子量：

17.03；

临界温度：

405.5K；

定压比热：

501J/Kg·K；

气体绝热指数：

1.4。

2.泄漏模拟计算结果

泄漏速度=2.63kg/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=10.2米；

横风向可燃爆距离=1.2米。

4.模拟图见下图

注：

①图中黄色区域为下风向中毒范围

②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：

14508Kg；

裂口面积：

0.002m2；

裂口形状：

圆形；

储存压力：

1500000Pa；

气体喷射倾角：

0度；

裂口上液高：

m；

泄漏时间：

600s；

泄漏源高度：

4.5m；

致死浓度：

0.5v%；

中毒浓度：

1750mg/m3（接触半小时可危及生命）；

爆炸下限：

15.7v%；

爆炸上限：

27.4v%；

大气稳定度：

D（阴天的白天或夜晚）；

平均风速：

1.2m/s；

大气压力：

90020Pa；

地形粗糙度：

城市分散建筑；

介质温度：

313K；

环境温度：

305.9K（年平均最高温度）；

液体密度：

579.5Kg/m3；

气体密度：

12.005Kg/m3；

液体汽化热：

1370000J/Kg；

常压沸点：

239.5K；

分子量：

17.03；

临界温度：

405.5K；

定压比热：

501J/Kg·K；

气体绝热指数：

1.4。

2.泄漏模拟计算结果

泄漏速度=2.63kg/s；

气体流动情况分析：

音速流动。

3.扩散模拟计算结果

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