2.2蒸气云爆炸的TNT当量
通常以TNT当量法来预测蒸气云爆炸的严重程度。蒸气云的TNT当量WTNT计算式如下:
WTNT=aWfQf/QTNT
式中WTNT——蒸气云的TNT当量,kg;
a——蒸气云的TNT当量系数,取4%;
Wf——蒸气云爆炸中燃烧的总质量,kg;
Qf——乙烯或EDC的燃烧热,kJ/kg;
QTNT——TNT的爆热,KJ/kg,取平均爆破能量值4520kJ/kg。
计算出蒸气云爆炸的TNT当量后,可用TNT当量法来估算其破坏后时的严重度。
2.3爆炸危害区
死亡区内的人员如缺少防护,则被认为无例外地蒙受严重伤亡或死亡,其内径为零,外径为R1;重伤区内的人员如缺少防护,则被认为无例外地蒙受严重伤害,极少数人员可能死亡或受轻伤。其内径为R1,外径为R2;轻伤区内的人员如缺少防护,绝大多数人员将遭受轻微伤害,少数人员将受重伤或无事,其内径为R2,外径为R3;安全区内的人员不会受到伤害,该区的内径为R3o各区的计算式如下:
R1=13.6(WTNT/1000)0.37
ΔP=0.137Z-3+0.119Z-2+0.269Z-1-0.019
Z=R2(E/Po)1/3或Z=R3(E/Po)1/3
E=WTNT。QTNT
式中:ΔP——引起人员伤害的冲击波峰值:重伤为44000Pa、轻伤为17000Pa;
E——爆源总能量,J;
Po——为环境压力,Pa;
QTNT——TNT的爆热,KJ/kg。
根据计算公式,爆炸伤害半径用计算机模拟计算得出。
2.4爆炸事故后果
单元 | 爆炸物 (TNT当量) | 死亡半径 (m) | 重伤半径 (m) | 轻伤半径 (m) |
乙烯管道 EDC反应器 | 0.54 0.11 | 10.8 6.1 | 31.5 18 | 56.3 33 |
注:以连续泄漏10min的物料量为计算依据.
3 中毒
有毒物质氯气泄漏后生成有毒气团,大量氯气的泄漏会带来严重的人员伤亡和环境污染。氯气对人员的危害程度取决于它的性质、浓度和人员与氯气的接触时间等因毒。
3.1中毒死亡概率计算
因为在一个已知点,有毒物质浓度随着气团的稀释而不断变化,因此在后果分析中,往往不考虑毒物氯气泄漏的初期情况,即工厂范围内的现场情况,而主要计算氯气气团在空气中扩散的范围、浓度、接触氯气的人数等。
概率函数法是通过人们在一定时间接触一定浓度毒物所造成影响的概率来描述毒物泄漏后果的一种表示法。
当死亡率为50%时,概率值Y的范围为5.25~5.50。概率值Y与接触毒物来描述毒物氯气浓度及接触时间的关系如下:
Y=-5.3+0.51n(C2.75t)
式中:C接触毒物的浓度,PPm;
t——接触毒物的时间,取值30min。
根据计算公式,接触毒物氯气的浓度范围用计算机模拟计算得出,结果为618~742PPm。
3.2事故后果分析
本装置的池火事故后果分析是以最小泄漏为计算依据,如果泄漏的时间较长或裂口尺寸较大,事故后果将更加严重。尤其是EDC反应器的操作条件苛刻,喷射火、池火、蒸气云爆炸等都可能发生,并且事故发生率较其它设备高。
虽然EDC反应器泄露的EDC液体的蒸发量仅为总量的10%,但危害程度相对而言却严重很多,建议设计单位在相应的位置布置可燃气体报警器,一旦EDC泄漏,可以采取相应的防护措施。