甲醇储罐爆炸事故后果分析.docx
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甲醇储罐爆炸事故后果分析
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甲醇储罐爆炸事故后果分析
1）甲醇储罐及甲醇物料性质
物料
火灾等级
闪点（℃）
熔点（℃）
沸点（℃）
燃烧热
（kJ/mol）
爆炸极限（％）
容量（m3）
甲醇
甲
2019
-97.8
64.8
727.0
5.5～44
200
2）爆炸的能量
甲醇的容积为200m3，假设罐内充满最高爆炸上限44.0％的混合气体，则其中甲醇含量为200m3×0.44=88m3（气态）；按标准状态下1mol=22.4×2019-3m3计。
甲醇的燃烧热为727.0kJ/mol；
能量释放Q＝88m3×727.0kJ/mol÷（22.4×2019-3m3/mol）=2.86×20196kJ；
冲击波的能量约占爆炸时介质释放能量的75％。
则冲击波的能量E＝2.86×20196kJ×75％＝2.2019×20196kJ。
3）爆炸冲击波的伤害、破坏作用
冲击波是由压缩波迭加形成的，是波面以突进形式在介质中传播的压缩波。
开始时产生的最大正压力即是冲击波波阵面上的超压△ρ。
多数情况下，冲击波的伤害、破坏作用是由超压引起的。
冲击波伤害、破坏的超压准则认为，只要冲击波超压达到一定值时，便会对目标造成一定的伤害或破坏。
超压波对人体的伤害和对建筑物的破坏作用见附表4－20和附表4－21。
附表4－20冲击波超压对人体的伤害作用
超压△ρ（MPa）
伤害作用
0.02～0.03
轻微伤害
0.03～0.2019
听觉器官损伤或骨折
0.2019～0.2019
内脏严重损伤或死亡
＞0.2019
人员死亡
附表4－21冲击波超压对建筑物的破坏作用
超压△ρ（MPa）
破坏作用
超压△ρ（MPa）
破坏作用
0.02019～0.02019
门窗玻璃部分破坏
0.2019～0.2019
木建筑厂房柱折断,房架松动
0.02019～0.02019
受压面的门窗玻璃大部分破坏
0.2019～0.2019
砖墙倒塌
0.02019～0.02
窗框损坏
0.2019～0.20
防震钢筋混凝土破坏,小房屋倒塌
0.02～0.03
墙裂缝
0.20～0.30
大型钢架结构破坏
0.04～0.2019
屋瓦掉下
201900kgTNT爆炸时的冲击波超压。
附表4－22中列出了超压△ρ时的201900kgTNT爆炸试验中的相当距离R。
附表4－22201900kgTNT爆炸时的冲击波超压分别情况
距离R0（m）
5
6
7
8
9
2019
2019
超压△ρ（MPa）
2.94
2.2019
1.67
1.27
0.95
0.76
0.50
距离R0（m）
2019
2019
18
20
25
30
35
超压△ρ（MPa）
0.33
0.235
0.2019
0.20196
0.20199
0.20197
0.043
距离R0（m）
40
45
50
60
65
70
75
超压△ρ（MPa）
0.033
0.027
0.0235
0.022019
0.018
0.02019
0.02019
4）后果模拟
①爆破能量E换算成TNT当量。
因为1kgTNT爆炸所放出的爆破能量为4230～4836kJ/kg，一般取平均爆破能量为4500kJ/kg，故200m3甲醇罐爆炸时，其TNT当量为：
q＝E/QTNT＝E/4500＝2.2019×20196/4500＝476kg；
②爆炸的模拟比α：
α＝（q/q0）1/3=（q/201900）1/3＝0.4761/3=0.781
③根据附表4－20、附表4－21中列出的对人员和建筑物的伤害、破坏作用的超压△ρ，从附表4－22中找出对应的超压△ρ（中间值用插入法）时的201900kgTNT爆炸式样中的相当距离R0，列于附表4－23、附表4－24中。
④根据R0＝R/α，算出实际危害距离（距爆炸中心距离）：
R＝R0×α＝R0×0.781
式中：
R0——相当距离，m；R——实际距离，m。
⑤计算结果如附表4－23、附表4－24所示。
附表4－23甲醇储罐爆炸冲击波超压对人体的伤害作用
超压△ρ（MPa）
伤害作用
相当距离R0（m）
实际距离R（m）
0.02～0.03
轻微伤害
56～43
43.7～33.6
0.03～0.2019
听觉器官损伤或骨折
43～33
33.6～25.8
0.2019～0.2019
内脏严重损伤或死亡
33～23
25.8～18.0
＞0.2019
人员死亡
＜23
＜18.0
附表4－24甲醇储罐爆炸冲击波超压对建筑物的破坏作用
超压△ρ（MPa）
破坏作用
相当距离R0（m）
实际距离R（m）
0.02019～0.02019
门窗玻璃部分破坏
＞75
＞58.6
0.02019～0.02019
受压面的门窗玻璃大部分破坏
＞75
＞58.6
0.02019～0.02
窗框损坏
66～56
51.5～43.7
0.02～0.03
墙裂缝
56～43
43.7～33.6
0.04～0.2019
屋瓦掉下
36～33
28.1～25.8
0.2019～0.2019
木建筑厂房柱折断,房架松动
29～27
22.6～21.1
0.2019～0.2019
砖墙倒塌
27～23
21.1～18.0
0.2019～0.20
防震钢筋混凝土破坏,小房屋倒塌
23～2019
18.0～2019.3
0.20～0.30
大型钢架结构破坏
＜2019
＜2019.3
⑥模拟结果分析
A、由以上计算结果可知，距甲醇储罐中心43.7～33.6m，会对人员造成轻微伤害；距甲醇储罐中心33.6～25.8m，会对人员造成听觉器官损伤或骨折；距甲醇储罐中心25.8～18.0m，会对人员造成内脏严重损伤或死亡；距甲醛储罐中心小于18.0m，会对人员造成死亡。
B、距甲醇储罐中心21.1～18.0m会造成砖墙倒塌；距甲醇储罐中心＞58.6m，会造成门窗玻璃部分破坏；
C、距甲醇储罐中心2019.3m以内，会造成大型钢架结构破坏。
甲醇储罐爆炸造成人员伤亡范围见附图4-2甲醇储罐爆炸造成人员伤亡范围模拟图。
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