安全评价师

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[案例四]天津煤气公司第二灌装站液化石油气瓶爆炸

（1）事故的概况：

1988年4月15日9时30分，天津市煤气公司，第二灌装站3000只（充装量10-15kg）液化石油气瓶和一个50m3的液化石油气卧罐在充装过程中爆炸。爆炸后，燃烧火球高达数十米，震碎附近门窗玻璃。为保护相邻卧罐不致因烘烤超压爆炸，放空燃烧储气，长达68小时。事故中，烧毁了厂房和由丹麦进口的液化石油气自动灌装线（价值370000美元），烧掉液化石油气118t，直接经济损失估计1000000元，7人受伤。

（2）事故原因分析：

①违章操作是这次事故的直接原因。该职工忘掉（天津注射器厂、玻璃器皿厂）自己操作灌装四只大瓶（液氯钢瓶改装液化石油气），其中一只瓶超装，忙乱中未关闭瓶阀就拔掉充气管，液化石油气从瓶中猛烈喷出，一时关不住瓶阀，4~5s后由于静电火花引燃着火，无法灭掉，高温烘烤引爆3000多只液化石油气瓶，最远的飞出206.2m。同时还引爆了一台50m3的卧式储罐。

②领导安全生产意识淡薄，安全教育工作抓不紧。

（3）防范措施：

①严格劳动纪律，操作人员必须认真执行安全生产的多项规章制度。

②企业领导要把安全生产作为一项重要工作来抓，不断强化“安全第一，预防为主”的思想意识，并切实落实到生产的每一环节。

10.4火灾、爆炸伤害模型及伤害—破坏半径的计算

10.4.1 火灾、爆炸伤害模型

易燃危险物质储罐区最大的火灾爆炸风险是燃烧、爆炸，其伤害模型一般有两种：一种是蒸气云爆炸（VCE）模型；一种是沸腾液体扩展蒸气爆炸（BLEVE）模型。前者为爆炸型，后者为火灾型。

10.4.2 蒸气云爆炸（VCE）模型分析计算

（1）蒸气云爆炸（VCE）模型

当爆炸性气体储存在储槽内，如果一旦泄漏后，遇到延迟点火则可能发生蒸气云爆炸，如果遇不到火源，则将扩散并消失掉。用TNT当量法来预测其爆炸严重度。其原理是这样的：假定一定百分比的蒸气云参与了爆炸，对形成冲击波有实际贡献，并以TNT当量来表示蒸气云爆炸的威力。其公式

WTNT  =βAWfQf  / QTNT

式中WTNT蒸气云的TNT当量，kg；

β地面爆炸系数，取β=1.8；

A蒸气云的TNT当量系数，取值范围为0.02%～14.9%；

Wf蒸气云中燃料的总质量：kg；

Qf燃料的燃烧热，kJ/kg；

QTNTTNT的爆热，QTNT=4120～4690kJ/kg。

（2）沼气储槽蒸气云爆炸（VCE）分析计算

由于生产装置产生的副产沼气具有低闪点、低沸点、爆炸极限较宽，且点火能量低等特点，且相对密度较空气重，一旦泄漏，最具蒸气云爆炸概率。

若污水部沼气储槽因泄漏遇明火发生蒸气云爆炸（VCE），因其最大储量为2500m3，则其TNT当量计算为：

取地面爆炸系数：β=1.8；

蒸气云爆炸TNT当量系数，A=4%；

蒸气云爆炸燃烧时燃烧掉的总质量，

Wf=2500×1.29×1.5=4838（kg）；

沼气的爆热，取Qf=49000kJ/kg；

TNT的爆热，取QTNT=4500kJ/kg。

将以上数据代入公式，得

WTNT  =  1.8×0.04×4838×49000 / 4500=3793(kg)

=13.6(WTNT/1000) 0.37

=13.6×3.7930.37

=13.6×1.64=22.3(m)

重伤半径R2，由下列方程式求解：

△P2=0.137Z2-3+0.119 Z2-2+0.269 Z2-1-0.019

Z2=R2/(E/P0)1/3

△P2=△PS/P0

式中：

△PS引起人员重伤冲击波峰值，取44000Pa；

P0环境压力（101300Pa）；

E爆炸总能量（J），E=WTNT×QTNT。

将以上数据代入方程式，解得：

△P2=0.4344

Z2=1.07

R2=1.07×（3793×4500×1000/101300）1/3

=1.07×55.2=59.1(m)

轻伤半径R3，由下列方程式求解：

△P3=0.137Z3-3+0.119 Z3-2+0.269 Z3-1-0.019

Z3=R3/(E/P0)1/3

△P3=△PS/P0

式中：△PS引起人员轻伤冲击波峰值，取17000Pa。

将以上数据代入方程式，解得：

△P3=0.168，  Z3=1.95

轻伤半径R3=107.6（m）

（3）小结

通过计算，如果沼气储槽因泄漏引发蒸气云爆炸，相当于3.8T TNT爆炸威力。其死亡半径22.3m，重伤半径59.1m，轻伤半径107.6m，将给所在区域人员及财产带来巨大伤害和损失。

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