乙二醇、甲醇储罐池火灾计算法.docx

可燃性液体泄漏后流到地面形成液池，或流到水面并覆盖水面，遇到引火 源燃烧形成池火该厂储罐区的10000m 3乙二醇、1000m3甲醇储罐为重大危险源，本章假设储罐发生泄漏起火事故，利用池火灾计算模型对事故的后果进行计算分析5.3.1 燃烧速度的确定当液池的可燃物的沸点高于周围环境温度时，液池表面上单位面积燃烧速dmdt为：dm 0.001H— c dt C (T - T ) + Hp b 0式中： 单位表面积燃烧速度，kg/m2・s；dtH ——液体燃烧热， J/kg；cC ——液体的比定压热容，J/kg・K； p——液体沸点， K；b——环境温度， K； 0H ——液体蒸发热， J/kg当液池中液体的沸点低于环境温度时，如加压液化或冷冻液化气，液池表面 上单位面积的燃烧速度罟dm 0.001H— cdt H 式中符号意义同前乙二醇液池的沸点高于周围环境温度，故使用式①进行计算查得各个数据 H =281.9 kj/mol = 4.54X 106 J/kgcC =2.35X 103j/kg ・ K pT = 470.65KbT =279.15K0H =799.14X 103j/kg燃烧速度可算得dm =0.00363kg • m2/s dt同时，燃烧速度也可手册查得，下表 5-8列出了一些可燃液体的燃烧速度。

表 5-8物质名称汽油柴油原油苯甲苯乙醚甲醇燃烧速度(10-3kg •m2/s)92 〜8149.3321.1165.37138.29125.8457.6查表1-1可知甲醇的燃烧速度dm =0.0576kg・m2/sdt5.3.2 火焰高度的计算设池火为一半径为r的圆池子，其火焰高度可按下式计算:式中：hrh - 84r火焰高度， m；液池半径， m；dm / dtP (2gr)i/200.6P0周围空气密度， P =2.93 kg/m3；0g 重力加速度，g =9.8m/s2；dm 燃烧速度，kg/m2.sdt乙二醇池面积=4850 m2,折算半径= 39.3 m 甲醇池面积=2150 m2,折算半径= 26.2 m 将已知数据代入公式得：乙二醇火焰高度h =8.0879m甲醇火焰高度 h=32.029m5.3.3 热辐射通量当液池燃烧时放出得总热辐射通量为：Q - (nr2 + 2兀rh)dmv\H .. [72 蚁" dt < dtQ ——总热辐射通量 W ；效率因子，可取0.13〜0.35其它符号意义同前耳取决于物质的饱和蒸汽压,即 耳=o.27po.32乙二醇饱和蒸汽压取6.21 kPa，贝怙=O.27po.32 = O.484甲醇饱和蒸汽压取13.33kPa，贝怙=O.27po.32 = O.618故耳的值均取0.35其他数据取之前算好的结果，另外，甲醇 H =727 kj/mol = 22.69X 106 J/kg c将已知条件代入式④得乙二醇 Q = 1.18X107 W甲醇 Q=339.66X107 W5.3.4 目标入射热辐射强度假设全部辐射热量由液池中心点得小球面辐射出来，贝在距液池中心某一距离x处的入射热辐射强度为：I二里 ⑤4兀X 2式中 I ——热辐射强度， W/m2；Q ——总热辐射通量， W；t ——热传导系数，此处取 1；cx ——目标点到液池中心距离， m。

为了查明其影响范围程度，取 x=5、10、15、20、25 代入式⑤计算其对应的 I 值其计算结果如下表5-9 乙二醇辐射热/距离表距池中心5m10m15m20m25m乙二醇辐射 热 W/m237.6X1039.39X1034.18X1032.35X1031.50X103表 5-10 甲醇辐射热/距离表距池中心5m10m15m20m25m甲醇辐射热W/m21.08X1072.70X1061.20X1066.76X1054.33X105距池中心35m40m45m50m55m甲醇辐射热W/m22.21X1051.69X1051.34X1051.08X105& 94X104距池中心100m200m300m400m500m甲醇辐射热W/m22.70X1046.76X1033.00X1031.69X1031.08X1035.3.5 火灾损失火灾通过辐射热的方式影响周围环境，当火灾产生的热辐射强度足够大时，可使周围的物体燃烧或变形，强烈的热辐射可能烧毁设备甚至造成人员伤亡等火灾损失估算建立在辐射通量与损失等级的相应关系上的基础上表 5-11 为不同入射通量造成伤害或损失的情况以及相对应的距乙二醇、甲醇池火焰中心的距离。

入射通量/（w/m2）对设备的损害对人的伤害乙二醇的 距离（m）甲醇的距 离（m）37.5X103操作设备全部损坏1%死亡10s100% 死亡/1min5.0184.9225X103在无火焰、长时间辐射下， 木材燃烧的最小能量重大损伤1/10s100% 死亡/1min6.13104.0112.5X103有火焰时，木材燃烧，塑料 熔化的最低能量1度烧伤10s1% 死亡 /1min8.67147.094.0X10320s以上感觉疼痛，未 必起泡15.33260.11.6X103长期辐射无不舒服感24.23411.12由表5-11可知，对于乙二醇来说，距液池中心5.01m以内范围对设备、人 体的伤害情况为：操作设备全部损坏，人10s内1%死亡，1min内100%死亡；距 液池中心6.13m处对设备、人体的伤害情况为：在无火焰、长时间辐射下，木材 燃烧的最小能量， 1/10s 内对人体有重大损伤， 1min 之内 100%死亡；距液池中 心8.67m处对设备、人体的伤害情况为：有火焰时，木材燃烧，塑料熔化的最低 能量，10s内造成1度烧伤1min之内1%死亡；距液池中心24.23m以外对设备、 人体无伤害情况。

对于甲醇来说，距液池中心84.92m以内范围对设备、人体的 伤害情况为：操作设备全部损坏，人10s内1%死亡，1min内100%死亡；距液池中心104.01m处对设备、人体的伤害情况为：在无火焰、长时间辐射下，木材燃 烧的最小能量，1/10s内对人体有重大损伤，1min之内100%死亡；距液池中心 147.09m处对设备、人体的伤害情况为：有火焰时，木材燃烧，塑料熔化的最低 能量，10s内造成1度烧伤1min之内1%死亡；距液池中心411.12m以外对设备、 人体无伤害情况以下为根据表 1-2 表 1-3 所绘制的乙二醇、甲醇的热辐射强度/距离图12000000snnnnnn60000002000000贏;,3000025000200001-5010010000QEM)3^35000距池申心距离Cn.；甲舞热斃嶷强度?距隆图1W000000(连匡甲醇热辐射琵度/距离图20 100 -200 3130 400 500 60018000016000014000012000010000080000600004000020000距池中心距离(m)。