蒸气云爆炸冲击波uvce

模拟事故及条件

液化石油气（LPG）一旦大量泄漏，极易与周围空气混合形成爆炸性混合物，如遇到明火引起火灾爆炸，其产生的爆炸冲击波及爆炸热火球热辐射破坏、伤害作用极大。LPG罐区发生过的事故类型主要有蒸气云爆炸（UVCE）和沸腾液体扩展蒸气云爆炸（BLEVE）。蒸气云爆炸（UVCE）是指可燃气体或蒸气与空气的云状混合物在开阔地上空遇到点火源引发的爆炸。UVCE发生后的危害主要是爆炸冲击波对周围人员、建筑物、储罐等设备的伤害、破坏。沸腾液体扩展蒸气云爆炸（BLEVE）是指液化气体储罐在外部火焰的烘烤下突然破裂，压力平衡破坏，液化石油气（LPG）急剧气化，并随即被火焰点燃而产生的爆炸。BLEVE发生后的危害主要是火球热辐射危害，同时爆炸产生的碎片和冲击波也有一定的危害。

恒源石化炼油厂液化气储罐区共有液化气储罐9台，总储量3000 m3，最大储罐1000m3。 蒸气云爆炸（UVCE）定量模拟评价

TNT当量法是一种对UVCE定量评价的主要方法，首先按超压-冲量准则确定人员伤亡区域及财产损失区域。冲击波超压破坏准则见表1：

表1 冲击波超压破坏、伤害准则

超压/kPa 5.88-9.81 20.7-27.6 68.65-98.07 196.1-294.2 建筑物破坏程度 受压面玻璃大部分破碎 油储罐破裂 砖墙倒塌 大型钢架结构破坏 超压/kPa 20-30 30-50 50-100 >100 人伤害程度 轻微伤害 中等损伤 严重损伤 大部分死亡

1 发生蒸气云爆炸（UVCE）的LPG的TNT当量WTNT及爆炸总能量E： LPG的TNT当量：WTNT=αWLPGQ/QTNT （1） α为LPG蒸气云当量系数（统计平均值为0.04）；

WLPG为蒸气云中LPG质量（在此模拟400 m3储罐，折合约240t）； Q为LPG燃烧热，46.5MJ/kg； QTNT 为TNT爆炸热5.066 MJ/kg；

由式（1）可求得LPG的TNT当量：WTNT=88.1t； 2爆炸冲击波正相最大超压ΔP：

LPG的爆炸冲击波正相最大超压：

（1）

式中，

△P—为冲击波的正相最大超压（kPa）; R—为距UVCE中心距离（m）； W—为TNT质量或TNT当量（kg）。

14— 对比距离。

12108ln(ΔP)6420147101316192225283134374043464952555861R(×10m)64

图1 冲击波的正相最大超压-距UVCE中心距离对数曲线

由表1和图1可得出以下结果（表2）：

表2 冲击波超压破坏、伤害距离

超压/kPa 距UVCE中心距离 m 建筑物破坏程度 超压/kPa 距UVCE中人伤害程度 心距离 m 5.88-9.81 20.7-27.6 68.65-98.07 196.1-294.2 797-491 263-216 132-114 88-77 受压面玻璃大部分破碎 油储罐破裂 砖墙倒塌 大型钢架结构破坏 20-30 30-50 50-100 >100 261-201 201-154 154-113 <113 轻微伤害 中等损伤 严重损伤 大部分死亡

沸腾液体扩展蒸气云爆炸（BLEVE）定量模拟评价

BLEVE是在LPG储罐暴露于火源时发生的，是由储罐区发生的小型火灾引发的。BLEVE的基本特点：容器损坏；超热液体的蒸气突然燃烧；蒸气燃烧并形成火球。

BLEVE发生后的最主要危害是产生火球强热辐射，火球当量半径R可由下式计算：

R=2.9W1/3 （）

火球持续时间t可由下式计算：

t=0.45W1/3 （）

W：发生BLEVE的LPG质量，单位 kg

模拟1000 m3储罐发生BLEVE，其火球当量半径R=244m，持续时间t=38s。

定量模拟评价总结

蒸气云爆炸（UVCE）和沸腾液体扩展蒸气云爆炸（BLEVE）是液化石油气罐区（LPG）发生可能性较大，且危害极大的两种事故类型，石油化工企业多起重特大事故都是这两种事故或次生事故造成的，从以上模拟计算得出的结果（UVCE中等损伤事故距离201-154米m，BLEVE火球当量半径244 m）可见这两种事故一旦发生，其破坏作用是灾难性的，覆盖区域内人员大部分伤亡，设备大部分损坏，原油罐区、渣油罐区、成品油罐区接连发生爆炸和火灾，而且对北侧恒源工业园内临近的企业也会造成很大的危害。因此针对能够导致这两种事故发生的所有因素都要采取严格的控制措施，制定科学有效的事故应急预案，协助北侧北侧恒源工业园内临近的企业制订并严格执行有效的控制措施，制订协同应急救援

预案。

蒸气云爆炸（UVCE）和沸腾液体扩展蒸气云爆炸（BLEVE）发生的形式规模是多种多样的，灾害覆盖范围随LPG量和自然条件变化会发生一定的变化本章只是对其中一种进行了模拟评价，旨在给企业提供一种方法和给于一定的警示，企业可以参照这种方法模拟分析各种量的这两种事故。

火球覆盖范围

图2、 1000 m3LPG储罐发生沸腾液体扩展蒸汽云爆炸（BLEVE），火球覆盖范围图