汉军RMS软件说明书SSRMSsR410V10

储罐池火灾计算法

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、1000m 3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 度 dt dm 为： H T T C H dt dm b p c +-=)(001.00――――――――① 式中： dt dm ——单位表面积燃烧速度，kg/m 2?s ； c H ——液体燃烧热，J/kg ； p C ——液体的比定压热容，J/kg ·K ； b T ——液体沸点，K ； 0T ——环境温度，K ； H ——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dt dm 为 H H dt dm c 001.0= ―――――――――② 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c H ＝281.9 kJ/mol ＝4.54×106 J/kg p C ＝2.35×103J/kg ·K b T ＝470.65K 0T ＝279.15K H ＝799.14×103 J/kg

燃烧速度可算得 dt dm ＝0.00363kg ·m 2 /s 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 查表1-1可知甲醇的燃烧速度 dt ＝0.0576kg ·m 2/s 5.3.2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： 6 .02/10)2(/84? ? ????=gr dt dm r h ρ―――――――③ 式中：h ——火焰高度，m ； r ——液池半径，m ； 0ρ——周围空气密度，0ρ=2.93 kg/m 3； g ——重力加速度，g ＝9.8m/s 2 ； dt dm ——燃烧速度，kg/m 2 .s 。 乙二醇池面积＝4850 m 2，折算半径＝39.3 m 甲醇池面积＝2150 m 2，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 ＝32.029m 。 5.3.3热辐射通量 当液池燃烧时放出得总热辐射通量为： ]172 [)2(61 .02 ++=dt dm H dt dm rh r Q c ηππ――――④ Q ——总热辐射通量。W ； η——效率因子，可取0.13～0.35。其它符号意义同前。 η取决于物质的饱和蒸汽压，

池火灾解析

原油罐区池火火灾模型分析 孟庆萍 辽宁工程技术大学机械系，辽宁阜新(123000 E-mail ： 摘要: 火灾、爆炸是原油罐区最常见的重大事故，经常造成严重的人员伤亡和巨大的财产损失，但人们对该类安全事故的认识大都停留在定性阶段。本文详细论述了池火火灾模型，在此基础上应用该模型对原油罐区所发生火灾的危险性进行了定量分析。本文将能加深人们对原油罐区火灾的认识，提高安全防范意识。 关键词：原油罐区；池火；火灾模型；人机系统 1．引言 在油田联合站、长输管线的首末站及石化炼厂中，原油罐区是储存原油最集中的场所，储存的原油量较大，由于生产操作、储罐及与其相连的设备、管理等原因，原油罐区极易发生油气的跑冒滴漏，存在很大的火灾安全隐患。原油罐区一旦发生油气泄露，极有可能发生火灾、爆炸事故，造成严重的人员伤亡和巨大的财产损失。 原油泄露的原因从人－机系统来考虑主要有设计失误、设备原因、管理原因及人为失误等原因。原油泄露后聚集在防火堤内形成液池，原油液池表面油气由于对流而蒸发，遇到引火源会发生池火灾。美国学者R. Merrifield和T. A. Roberts提出, 可燃液体引起的池火灾, 热辐射是其主要危害[1]。热辐射对人体的伤去主要通过不同热辐射通量对人体产生的不同伤害程度来表示。池火火灾通过辐射热的形式对周围的人、财、物产生危害，其危害程度可依据其辐射强度作为指标来参考，而辐射强度与池火燃烧速度、火焰高度、热辐射通量密切相关，因此池火火灾模型主要通过池火燃烧速度、火焰高度、热辐射通量、辐射强度四个参数来表述[2]。 2．池火火灾模型简述

可燃液体（如汽油、柴油等）泄露后流到地面形成液池，或流到水面并覆盖水面，遇到火源燃烧而形成池火。池火的燃烧速度、火焰高度、热辐射通量及目标辐射强度可用下面几个关系式来表述[3]： 2.1 燃烧速度 当液池中的可燃液体的沸点高于周围环境温度时，液体表面上单元面积的燃烧速度dm/dt为 0. 001H C dm dm 式中：—单位表面积燃烧速度，kg/(㎡.s ； H C —液=dt C P (T b ?T 0 +H dt 体燃烧热；J/(kg.k； C p —液体的比定压热容；J/(kg.K；T b —液体的沸点，K ； T 0—环境温度,K ； H —液体的气化热，J/kg。 2.2火焰高度 设液池为一半径为r 的圆池子，火焰高度按下式计算： h =84r [dm /dt 0. 6 式中：H 一火焰高度.m ；r 一液池半径.m ；dm/dt一燃烧速率；ρ0(2gr 0. 5 kg/ ( m2. s ；ρ0一空气密度.kg/m3；g 一重力加速度；数值为9. 8m/ s2 。 2.3 热辐射通量 半径为r 的液池燃烧时的总热辐射通量为： dm Q =(πγ+2πγh ηH C dt 2??dm ?0. 60?/?72??+1?式中：Q 一总热辐射通量.w ；q 一效率??dt ???? 因子，可取0.13～0.35；其它符号同上式。

池火灾事故后果计算过程

池火灾事故后果计算过程 1）池火灾事故后果计算过程（1）柴油泄漏量设定一个5000m3柴油罐底部DN200进油管管道破裂出现长50cm，宽1 cm的泄漏口，泄漏后10分钟切断泄漏源。泄漏的液体在防火堤内形成液池，泄漏时工况设定情况见表9-4。表9-4 油品连续泄漏工况泄漏源介质温度( 0C)介质压力（Mpa）介质密度（kg/m3）泄口面积(m2)泄漏时间(min)备注柴油罐常温常压8700.00510按10分钟后切断泄漏源计柴油泄漏量用柏努利公式计算：Q = CdAρ *2(P-P0)/ ρ+2gh+1/2 W = Q.t式中: Q－泄漏速率（kg/s）；W－泄漏量（kg）；t－油品泄漏时间（s），t=600 sCd－泄漏系数，长方形裂口取值0.55（按雷诺数Re＞100计）；A－泄漏口面积（m2）；A =0.005 m2ρ－泄漏液体密度（kg/ m3）；P－容器内介质压力（Pa）；P0 －大气压力（Pa）；g－重力加速度（9.8 m /s2）；h－泄漏口上液位高度（m），柴油罐液面安全高度15.9 m。经计算Q = 42.23 kg/s、W = 25341 kg（10分钟泄漏量）（2）泄漏柴油总热辐射通量Q（w）柴油泄漏后在防火堤内形成液池，遇点火源燃烧而形成池火。总热辐射通量Q（w）采用点源模型计算：Q = (л r2 + 2л rh) •m f •η•Hc/（72 m f 0。61+ 1）式中: m f—单位表面积燃烧速度kg/m2 .s，柴油为0.0137；Hc—柴油燃烧热，Hc = 43515kJ/kg；h—火焰高度h（m），按下式计算：h = 84 r{ m f /*ρO（2 g r）1/2+}0.6 ρO—环境空气密度，ρO=1.293kg/ m3；g—重力加速度，9.8 m /S2 &

池火灾模型对汽油罐区火灾事故危险性的分析

池火灾模型对汽油罐区火灾事故危险性的分析 摘要：运用“池火灾伤害模型”分析汽油罐区发生火灾事故的危险性，计算其火灾事故影响范围和程度，预测火灾事故严重度，并得出结论。分析结果可评价罐区火灾事故后果的影响，达到重视罐区安全生产的目的，也可为汽油罐区的安全管理和应急管理提供可靠的依据。 关键词：池火灾伤害模型；汽油罐区；危险性分析；火灾事故 从石油化工企业的事故类型分析来看，泄漏和火灾爆炸事故是石化企业安全防范的重点［1］。汽油罐区发生池火灾，是由于可燃液体( 汽油) 泄漏到地面，遇到点火源形成的火灾。由于其氧气供应充足，所以燃烧比较完全。池火灾产生的火焰能够向周围发出热辐射，使附近的人员受到伤害，附近的建筑物遭受到破坏，并且可引燃周围的可燃物。运用“池火灾伤害模型”分析热辐射对人员的伤害、财产破坏程度来估算汽油罐区火灾事故后果的严重度，达到减轻罐区火灾事故影响程度和提高罐区火灾事故应急反应能力的目的。通过分析，可为已知汽油罐区确定安全距离和确定储罐的额定储量提供依据，也可为罐区的安全管理和应急管理提供可靠的依据。 1 汽油罐区基本情况 该罐区位于辽阳市某厂区，是公司9个重点油罐区中生产要害部位之一。车间共分六大属地管理责任区，即燃料油装置区、轻油装置区、石脑油装置区、轻烃装置区、液化石油气站台区、办公区。汽油罐区由 4 座汽油储罐组成，其规格为每座5000 m3，直径22.8 m。选定汽油罐区中汽油储罐为分析对象，4个储罐总容量为2万m3。有效容积= 20 000 m3 × 85% =17 000 m3，有效储存量W = 0. 725 t/m3 × 17000 =12325 t。根据危险化学品重大危险源辨识标准［2］(GB 18218—2009)，临界量为200 t，已超过临界值，属于重大危险源。 2 汽油罐区火灾事故危险性分析 2. 1 池火灾模型［3］ 池火是指可燃液体( 如汽油、柴油等) 泄漏后流到地面形成液池或流到水面并覆盖水面，遇到火源燃烧而形成的火灾。汽油罐区火灾的常见原因是油罐过载和雷电。汽油属中闪点液体，其罐区发生池火灾一般可用泡沫、二氧化碳、干粉、砂土灭火。影响池火灾事故严重度预测结果的关键参数［4-6］有：池面积、燃料燃烧速度、燃烧热、燃烧效率、池火火焰高度、人员伤害和财产破坏的临界热通量、池火周围人员密度和财产密度等，其关键参数、影响范围和危害程度计算

池火灾事故后果计算过程(节选)

池火灾事故后果计算过程(节选) 1）池火灾事故后果计算过程 （1）柴油泄漏量 设定一个5000m3柴油罐底部DN200进油管管道破裂出现长50cm，宽1 cm的泄漏口，泄漏后10分钟切断泄漏源。泄漏的液体在防火堤内形成液池，泄漏时工况设定情况见表9-4。 表9-4 油品连续泄漏工况 柴油泄漏量用柏努利方程计算： Q＝C d Aρ[2(P-P0)/ ρ+2gh]1/2 W＝Q.t 式中: Q－泄漏速率（kg/s） W－泄漏量（kg） t－油品泄漏时间（s），t=600 s C d－泄漏系数，长方形裂口取值0.55（按雷诺数Re＞100计） A－泄漏口面积（m2）；A =0.005m2 ρ－泄漏液体密度（kg/ m3） P－容器内介质压力（Pa） P0 －大气压力（Pa） g－重力加速度（9.8 m /s2） h－泄漏口上液位高度（m），柴油罐液面安全高度15.9 m 经计算Q＝42.23 kg/s、W＝25341 kg（10分钟泄漏量） （2）泄漏柴油总热辐射通量Q（w） 柴油泄漏后在防火堤内形成液池，遇点火源燃烧而形成池火。总热辐射通量Q（w）采用点源模型计算：

Q＝(лr2+2лrh)?m f ?η?Hc/（72 m f 0。61+1） 式中: m f－单位表面积燃烧速度kg/m2 .s，柴油为0.0137 Hc－柴油燃烧热，Hc＝43515kJ/kg h－火焰高度h（m）按下式计算： h = 84 r{ m f/[ρO（2g r）1/2]}0.6 ρO－环境空气密度，ρO=1.293kg/ m3； g－重力加速度，9.8 m /s2 η－燃烧效率因子，取0.35； r－液池半径(m)，r =（4S/π）1/2 S－液池面积，S=3442 m2； W－泄漏油品量kg ρ－柴油密度，ρ＝870kg/ m3； 火灾持续时间：T＝W/S.m f 计算结果：Q（w）＝1006347（kw） T＝537s＝9min （3）池火灾伤害半径 火灾通过辐射热的方式影响周围环境，根据概率伤害模型计算，不同入射热辐射通量造成人员伤害或财产损失的情况表9-5。 表9-5 热辐射的不同入射通量造成的伤害及损失

甲醇池火灾

5.4易燃、易爆重大危险源伤害模型评估法 本评价针对该项目甲醇罐区采用易燃、易爆重大危险源伤害模型评估法来确定其影响程度。选取危险性较大的3座2×104m 3地上立式甲醇罐组成的罐组作为评价对象。选取的罐组池面积约为5762m 2（以隔堤围成的面积计：长86m ，宽67m ）。 储罐罐体一旦破裂或操作失误外溢，液体将立即沿着防火堤堤内地面扩散，将漫至堤边，形成液池，遇明火将形成池火。 5.4.1确定池半径 将液池假定为半径为r 的圆形池子。 当池火灾发生在罐区时，可根据防火堤所围面积计算池直径： 式中：r －池半径，m ； S －防火堤所围池面积，m 2。 池面积为5762m 2，则池半径r 计算结果为r=42.84m 。 5.4.2确定火焰高度 广泛使用的计算火焰高度的经验公式为： 式中：h －火焰高度，m ； r －池半径，m ； m f －燃烧速度，kg/(m 2.s)； ρ0－空气密度，kg/m 3； 61 .00284?? ? ?????=gr m r h f ρ5 .0421?? ? ??=πS r

g －重力加速度，9.8m/s 2。 甲醇的燃烧速度m f 取0.0576kg ·m 2/s ，ρ0空气密度为1.29 kg/m 3。 则火焰高度的计算值为： h ＝69.29m 。 5.4.3计算热辐射通量（Q ） 假定能量由圆柱形火焰侧面非顶面均匀辐射，则池液燃烧时放出的总热辐射通量为： 式中：Q －总辐射通量，kw ； H c －液体燃烧热，kJ/kg ，H c 甲醇＝22690kJ/kg ， η－效率因子，可取0.13～0.35，本评价取0.2； 其它符号意义同前。 则总辐射通量的计算结果分别为：Q ＝456220.99kW ， 5.4.4计算目标接受的热通量 假设全部辐射热量是由液池中心点的球面辐射出来的，则在距离池中心某一距离（r ）处的目标接收到的热量为： 式中：I －目标接收到的热通量，kW/m 2； X －目标点到液池中心的距离，m ； t c －热传导系数，在无相对理想的数据时，可取值为1。 由于火焰中心距防火堤最近处34m ，因此，选取液池距火焰中心34m 、40m 、50m 、60m 、80m 、100m 处进行计算，以确定人员在不同距离所接受的热通量，因此取x=34、40、50、60、80、100计算I 值， 2 4X Qt I c π= () () [ ] 1 72/26 .02+??+=f C f m H m rh r Q ηππ

池火灾模型在安全评价中应用的研究解析

第22卷第4期2007年12月 灾害学 JOURNAL OF CAT AST ROPHOLOGY Vol 122No 14 Dec 12007 池火灾模型在安全评价中应用的研究 3 徐志胜, 吴振营, 何佳 (中南大学防灾科学与安全技术研究所, 湖南长沙410075 摘要:随着我国对燃油需求的不断增加, 城市中出现了大量的燃油储灌。这些储罐一旦发生泄漏事故, 很有可能引发火灾, 给临近的工作人员和居民的生命财产安全造成严重的威胁。因此, 要对这些储罐进行安全评价———根据储量和四周环境预测出池火灾面积的大小及伤害范围, 以此为依据判断储灌的安全等级, 的管理。将安全疏散的原理应用于危险源的安全评价当中, 、关键词:池火灾; 热辐射通量; 安全疏散; 安全评价 中图分类号:X932文献标识码:A 文章编号( 04-0引言 在一些石油化工厂和油库等燃油存储量较大的 单位, 往往建有油罐区。这些储油罐可能由于设备老化、意外撞击、管理操作不当、油罐过载、雷电等原因发生泄漏事故。泄漏出来的燃油在油罐周围形成油池, 这种情况是相当危险的。首先, 燃油由于日晒作用大量蒸发, 这样在油池附近形成蒸

汽云, 这不但影响危害区作业人员及周围人群的身体健康, 而且蒸汽云到达一定浓度时, 遇明火就会发生蒸汽云爆炸; 其次, 如果油池遇到明火就会发生池火灾, 这种火灾虽然大部分发生在室外, 但是会发出强烈的热辐射, 并且可以引燃周围的可燃物, 造成极大的人员伤亡和财产损失。例如:2001年, 沈阳的大龙洋油库发生池火灾, 烧毁汽油罐8个, 造成近亿元的财产损失。1989年, 青岛黄岛油库的原油储罐群因雷击发生爆炸起火, 这场事故造成5个储灌报废, 4万t 原油起火燃烧, 损失1401万元, 19人死 亡, 74人受伤[1] 。 1池火灾伤害模型的选取 111池火灾的性质和特点 池火灾是指以可燃液体易熔可燃固体为燃料的火灾。常见的池火灾有油罐火灾、油井火灾和 可燃液体或低熔点可燃固体泄漏到地面或者水面遇到点火源形成的火灾。形成池火灾的液体可以是高闪点的, 也可以是低闪点的; 既可以是溶于水, 也可以是不溶于水。高闪点液体的池火灾一般可以用水扑灭, 低闪点液体的池火灾需要用泡沫或者干粉灭火器扑灭。 大多数池火灾都是发生在室外, 由于氧气供应充足, 燃烧比较完全, 产生的有毒、有害烟气也容易消散掉, 从这个角度来看, 室外池火灾的伤害力比室内火灾要小。但是, 池火灾产生的火焰能够向四周发出强烈的热辐射, 强度要比室内火灾大得多。因此, 火焰产生的热辐射是室外池 火灾的主要危害[2, 3] 。112池火灾计算模型的应用

池火灾模型

池火灾模型 1)池火灾事故后果计算过程 (1)柴油泄漏量 3设定一个5000m柴油罐底部DN200进油管管道破裂出现长50cm，宽1 cm的泄漏口，泄 漏后10分钟切断泄漏源。泄漏的液体在防火堤内形成液池，泄漏时工况设定情况见表 9-4。 表9-4 油品连续泄漏工况 介质温度介质压力介质密度泄口面积泄漏时间泄漏源备注 032( C) (Mpa) (kg/m) (m) (min) 按10分钟后切断柴油罐常温常压 870 0.005 10 泄漏源计 柴油泄漏量用柏努利公式计算: 1/2Q = CdAρ [2(P-P0)/ ρ+2gh] W = Q.t 式中: Q,泄漏速率(kg/s); W,泄漏量(kg); t,油品泄漏时间(s)，t=600 s C,泄漏系数，长方形裂口取值0.55(按雷诺数Re,100计); d 2 2A,泄漏口面积(m);A =0.005m 3ρ,泄漏液体密度(kg/ m); P,容器内介质压力(Pa); P,大气压力(Pa); 0

2g,重力加速度(9.8 m /s); h,泄漏口上液位高度(m)，柴油罐液面安全高度15.9 m。经计算Q = 42.23 kg/s、W = 25341 kg(10分钟泄漏量) (2)泄漏柴油总热辐射通量Q(w) 柴油泄漏后在防火堤内形成液池，遇点火源燃烧而形成池火。总热辐射通量Q(w)采用 点源模型计算: 2 0。61 Q = (л r+ 2л rh)m ηHc/( 72 m + 1) ?f ??f 2 式中: m —单位表面积燃烧速度kg/m.s，柴油为 0.0137; f Hc—柴油燃烧热，Hc = 43515kJ/kg; h—火焰高度h(m)，按下式计算: 1/20.6 h = 84 r{ m /[ρ(2 g r)]} fO 3ρ—环境空气密度，ρ=1.293kg/ m; OO 2 g—重力加速度，9.8 m /S η—燃烧效率因子，取0.35; 1/2r —液池半径(m)，r =(4S/π) 2S—液池面积，S=3442 m; W—泄漏油品量kg 3ρ,柴油密度，ρ=870kg/ m; 火灾持续时间:T= W/S.m f 计算结果: Q(w)=1006347(kw) T=537s=9min )池火灾伤害半径 (3 火灾通过辐射热的方式影响周围环境，根据概率伤害模型计算，不同入射热辐射通量造成人员伤害或财产损失的情况表9-5。

室外池火灾模拟评价报表

室外池火灾模拟评价报表 创建于：2014/9/26 16:29:29 1室外池火灾模拟评价结果 1.1 输入模型参数： [1]模拟计算模型..............：@mnjsmx; [2]池面积类型................：面积恒定; [3]池面积大小................：100 平方米 [4]物质燃烧热................:46500 kj/kg [5]目标离火焰表面距离........：320 米 [6]燃料泄漏时间..............：0 秒 [7]人员密度..................：0.001 个/平方米 [8]财产密度..................：1 万元/平方米 [9]环境温度..................：293 K [10]燃料质量.................：210000 Kg; [11]燃料密度.................：870.00 Kg/m3 [12]燃料效率.................：0.35 [13]燃料常压沸点.............：409.20 K [14]燃料泄漏速度.............：0 kg/s [15]燃料燃烧速度.............：0.02 kg/s.m2 [16]人员暴露火焰时间.........：120 s 模拟评价结果： [1]死亡半径..................：10.5 米; [2]死亡人数..................：1 人; [3]重伤半径..................：12.5 米; [4]重伤人数..................：1 人; [5]轻伤半径..................：17.7 米; [6]轻伤人数..................：@qsrs 人; [7]财产损失半径..............：@ccssbj 米; [8]人员安全半径..............：@ryaqbj 米; [9]直接财产损失..............：@zjccss 万元; [10]间接财产损失.............：@jjccss 万元; [11]总财产损失...............：@zccss 万元 [12]建筑物一级损伤半径.......：4.63 米 [13]建筑物二级损伤半径.......：5.68 米 [14]建筑物三级损伤半径.......：@sjjzw 米 [15]火焰平均高度.............：@hypjgd 米 [16]目标处热辐射通量.........：@mbcrfstl kw/m2 [17]火焰表面热辐射通量.......：@hybmrfstl kw/m2典型评价模型

池火灾计算

扩建项目储罐区储存有汽油，汽油主要危险在于泄漏后遇到点火源发生池火危险，因此，本报告对汽油罐组进行池火模拟。 （1）液池直径 汽油储罐所在罐组的防火堤围成的面积面积约为s=126.5m ×67.5m=8538.8m 2， D=(4×8538.8/3.14)1/2 =104.3(m) （2）燃烧速度 汽油的沸点一般高于发生池火时周围环境的温度，液体表面生单位面积的燃烧速度v 为： H T T c Hc v O b p +-= )(001.0 式中，v ——单位表面积燃烧速度，)/(2s m kg ?； c H ——液体燃烧热；汽油为 4.7×10 8 kg J /； p c ——液体的比定压热容；汽油为 2220)/(K kg J ?； b T ——液体的沸点；取汽油的最小沸点为 313K ； o T ——环境温度；汽油储罐采用保冷措施后，取 25℃即298 K ； H ——液体的汽化热；汽油为335k kg J /。 通过查询可知汽油的燃烧速度为)/(026.02s m kg ? （3）火焰高度 火焰高度计算公式为： 6.02 1 0])2([ 84gr v r h ρ= 式中，h ——火焰高度；m ； r ——液池半径；m ； 0ρ——周围空气密度，ρ0=1.293kg/m 3 ；(标准状态)； g ——重力加速度，2 /8.9s m ；

v ——燃烧速度，)/(2s m kg ?。 m h 52.42])52.158.92(293.10.026 [ 15.25846.02 1 =???= 因此，汽油储罐发生池火事故时火焰高度为m 52.42。 （4）热辐射通量 当液池燃烧时放出的总热辐射通量为： 1 72)2(6.02++= v H v rh r Q c ηππ 式中，Q ——总热辐射通量；W ； η——效率因子；可取0.13～0.35，取其平均值0.24； 其余符号意义同前。 W Q 106.08 2106.771 026.07210.7424.0026.0)52.4252.1514.3215.2514.3(?=+????????+?= （5）计算目标入射热辐射强度 假设全部辐射热量由液池中心点的小球面辐射出来，则在距离池中心某一距离（X ）处的入射热辐射强度为： 2 4X Qt I c π= 式中，I ——入射通量；2/m W ； Q ——总热辐射通量；W ； c t ——热传导系数，在无相对理想的数据时，可取值为 1； X ——目标点到液池中心距离；m 。 当入射通量一定时，可以求出目标点到液池中心距离X ： 当2 /5.37m kW I =时，m I Qt X c 18.70105.3714.341106.774310=?????= = π 当2 /25m kW I = 时，85.96X m = = =

池火灾模型解析

1）池火灾事故后果计算过程 （1）柴油泄漏量 设定一个5000m3柴油罐底部DN200进油管管道破裂出现长50cm，宽1 cm的泄漏口，泄漏后10分钟切断泄漏源。泄漏的液体在防火堤内形成液池，泄漏时工况设定情况见表9-4。 表9-4 油品连续泄漏工况 泄漏源 介质温度 ( 0C 介质压力 （Mpa） 介质密度 （kg/m3） 泄口面积 (m2 泄漏时间 (min 备注 柴油罐常温常压8700.00510 按10分钟后 切断泄漏源计 柴油泄漏量用柏努利公式计算： Q = CdAρ [2(P-P0/ ρ+2gh]1/2 W = Q.t 式中: Q－泄漏速率（kg/s）； W－泄漏量（kg）； t－油品泄漏时间（s），t=600 s Cd－泄漏系数，长方形裂口取值0.55（按雷诺数Re＞100计）；

A－泄漏口面积（m2）；A =0.005 m2 ρ－泄漏液体密度（kg/ m3）； P－容器内介质压力（Pa）； P0 －大气压力（Pa）； g－重力加速度（9.8 m /s2）； h－泄漏口上液位高度（m），柴油罐液面安全高度15.9 m。 经计算Q = 42.23 kg/s、W = 25341 kg（10分钟泄漏量） （2）泄漏柴油总热辐射通量Q（w） 柴油泄漏后在防火堤内形成液池，遇点火源燃烧而形成池火。总热辐射通量Q（w）采用点源模型计算： Q = (л r2 + 2л rh ?m f ?η?Hc/（ 72 m f 0。61+ 1） 式中: m f—单位表面积燃烧速度kg/m2 .s，柴油为 0.0137； Hc—柴油燃烧热，Hc = 43515kJ/kg； h—火焰高度h（m），按下式计算： h = 84 r{ m f /[ρO（2 g r）1/2]}0.6 ρO—环境空气密度，ρO=1.293kg/ m3； g—重力加速度，9.8 m /S2 η—燃烧效率因子，取0.35； r —液池半径(m， r =（4S/π）1/2

池火灾 蒸汽云爆炸模型

2、火灾、爆炸事故后果模拟分析 罐区所储存物料中，丙酮的闪点最低，燃爆概率较其它物料高，因此在本评价中选取100m 3丙酮储罐进行火灾、爆炸事故后果模拟分析。 1）丙酮泄漏后造成火灾、爆炸所需要的时间 丙酮易燃，如果发生泄漏，其蒸气极易与空气形成爆炸性混合物，在存在引火源的条件下，引起燃烧爆炸事故。 丙酮液体泄漏可根据流体力学中的柏努力方程计算泄漏量。当裂口不规则时，可采取等效尺寸代替；当泄漏过程中压力变化时，则往往采用如下经验公式： gh P P A C Q d 2) (20+-=ρ ρ 式中： Q ：液体泄漏速率，㎏/s ； C d ：液体泄漏系数，选择情况参照表5.7，取0.50； A ：裂口面积，1/4×（0.05×20%）2×3.14=0.0000785m 2； ρ：泄漏液体密度，㎏/m 3，丙酮密度取800㎏/m 3； p-p 0:0Pa ；(设备内为常压) g ：重力加速度，9.8m/s 2； h ：裂口之上液位高度，3.0m 。 泄漏系数C d 的取值通常可从标准化学工程手册中查到。下表为常用的液体泄漏系数数据。 附表4.15 液体泄漏系数Cd

丙酮储罐的泄漏主要因为管道法兰、阀门密封面的破损等原因造成的。 储存过程中由于法兰、阀门密封面的破损，裂口尺寸取管径的20％，设事故管道的直径为DN50。 通过计算可知，丙酮储罐接管管径破损20%时的泄漏速率为Q=241g/s。 丙醇的爆炸下限为2.5％，分子量为58.09，储罐泄漏时，假设泄漏时泄漏的液体全部蒸发为气体，以泄漏点周围1m3区域范围内形成可燃性混合气体计，系统中的丙醇蒸气体积分数及质量浓度比在20℃时的换算公式： Y=L×M/2.4 =2.5×58.09/2.4 =60.51g/m3 因此，当泄漏点1m3区域范围泄漏出来的可燃物质丙酮达到60.51g时，就会达到混合性爆炸气体的爆炸下限。 所以，泄漏出来的丙酮液体气化后0.251秒钟内可在泄漏点1m3范围内形成爆炸性混合气体。 以下是不同管径破损20％时，在泄漏点1m3范围内形成爆炸性混合气体所需要的时间，其它易燃液体泄漏后形成爆炸性气体所需时间可参照丙酮。 附表4.16 丙酮储罐接管不同管径破损泄漏后形成爆炸性气体所需时间

池火灾事故后果计算过程(节选)解析

池火灾事故后果计算过程( 节选 1）池火灾事故后果计算过程 （1）柴油泄漏量 设定一个5000m3柴油罐底部DN200进油管管道破裂出现长50 cm，宽1 cm 的泄漏口，泄漏后10分钟切断泄漏源。泄漏的液体在防火堤内形成液池，泄漏时 工况设定情况见表9-4。 表9-4 油品连续泄漏工况 泄漏源介质温度 ( 0C 介质压力 （MPa） 介质密度 （kg/m3） 泄口面积 (m2 泄漏时间 (min 备注 柴油罐常温常压8700.00510 按10分钟后切断泄漏源计 柴油泄漏量用柏努利方程计算：Q＝C d Aρ[2(P-P0/ ρ+2gh]1/2 W＝Q.t

式中: Q－泄漏速率（kg/s） W－泄漏量（kg） t－油品泄漏时间（s），t=600 s C d－泄漏系数，长方形裂口取值0.55（按雷诺数Re＞100计）A－泄漏口面积（m2）；A =0.005m2 ρ－泄漏液体密度（kg/ m3） P－容器内介质压力（Pa） P0 －大气压力（Pa） g－重力加速度（9.8 m /s2） h－泄漏口上液位高度（m），柴油罐液面安全高度15.9 m 经计算Q＝42.23 kg/s、W＝25341 kg（10分钟泄漏量）（2）泄漏柴油总热辐射通量Q（w）

柴油泄漏后在防火堤内形成液池，遇点火源燃烧而形成池火。总热辐射通量Q （w）采用点源模型计算： Q＝(лr2+2лrh?m f ?η?Hc/（72 m f 0。61+1） 式中: m f－单位表面积燃烧速度kg/m2 .s，柴油为 0.0137 Hc－柴油燃烧热，Hc＝43515kJ/kg h－火焰高度h（m）按下式计算： h = 84 r{ m f/[ρO（2g r）1/2]}0. 6 ρO－环境空气密度，ρO=1.293kg/ m3；g－重力加速度，9.8 m /s2 η－燃烧效率因子，取0.35； r－液池半径(m， r =（4S/π）1/2 S－液池面积，S=3442 m2；

偏二甲肼池火灾模型及热辐射伤害研究

偏二甲肼池火灾模型及热辐射伤害研究 摘要:泄漏偏二甲肼池火灾产生的热辐射可能导致周围人员伤亡、设备损坏或人员中毒事故。通过池火灾计算模型对泄漏偏二甲肼池火的火焰半径、火焰高度、火灾总的热辐射通量以及目标入射热辐射通量等参数进行了计算。根据热辐射和伤害准则，对偏二甲肼池火灾造成的伤害进行了研究，这对应急救援等具有一定的指导意义。 关键词:偏二甲肼池火灾热辐射 Abstract:The thermal radiation of the pool fire formed by UDMH leak may result in casualties,damage to the equipment,or personnel poisoning.Through the calculation model of pool fire caused by leakage of UDMH,parameters such as flame radius,flame height,total thermal radiation flux of fire and target incident heat flux was calculated. According to the thermal radiation and criterion of damage, damage of pool fires caused by leakage of UDMH was studied, what has certain guiding significance to the emergency relief and so on. Key words:UDMH ; pool fire; Thermal radiation 液体推进剂燃料偏二甲肼在军事、航天、化工等领域中被广泛应用。偏二甲肼是一种易燃、易爆、高毒性以及吸附性强的无色液体。偏二甲肼在生产、运输、贮存、转注、加注等过程中由于某些原因（设备老化、操作失误、自然灾害等[1]）容易发生泄漏，泄漏若遇明火、

原油罐区池火火灾模型计算

原油罐区池火火灾模型计算 在油田联合站、长输管线的首末站及石化炼厂中，原油储罐区是原油最集中的场所，储存的原油量较大，由于生产操作、储罐及其相连的设备、管理等原因，原油罐区极易发生油气跑、冒、滴、漏，存在很大的火灾隐患。原油储罐区一旦发生油气泄漏，极有可能发生火灾、爆炸事故，造成严重的人员伤亡和巨大的财产损失。 1.池火火灾 原油泄漏的原因从人-机系统来考虑主要有设计失误、设备原因、管理原因及人为失误等原因。原油泄漏后聚集在防火堤内形成液池，原油液池表面油气由于对流而蒸发，遇到引火源会发生池火灾。美国学者R. Merrifield和T.A.Roberts提出，可燃液体引起的池火灾，热辐射是其主要危害。热辐射对人体的伤害主要通过不同热辐射通量对人体产生的不同伤害程度来表示。池火灾通过辐射热的形式对周围的人、财物产生危害，其危害程度可依据其辐射强度作为指标来参考，而辐射强度与池火燃烧速度、火焰高度、热辐射通量密切相关，因此池火火灾模型主要通过池火燃烧速度、火焰高度、热辐射通量、辐射强度四个参数来表述。 2.池火火灾模型简述 可燃液体泄漏后流到地面形成液池，或流到水面并覆盖水面，遇到火源燃烧而形成火池。池火燃烧速度、火焰高度、热辐射通量、辐射强度可用下面几个关系式来表述。 2.1燃烧速度

当液池中的可燃液体的沸点高于周围环境温度时，液体表面上单元面积的燃烧速度 dt dm ： H T -T C H 001.0dt dm 0b p c +=） （式中：dt dm 表示单位表面积燃烧速度，kg/（m 2·s ）；H c 表示液体燃烧热，J/（kg ·k ）；C p 表示液体的比定压热容，J/（kg ·K ）；T b 表示液体的沸点，K ；T 0表示环境温度，K ；H 表示液体的汽化热，J/kg 。 2.2火焰高度 设液池为一半径为r 的圆池子，火焰高度按下式计算： 6 .05.00)2(dt /dm r 84h ?? ????=gr p 式中；h 火焰高度，m ；r 液池半径，m ； dt dm 燃烧速率，kg/（m 2· s ）；p 0空气密度，kg/m 3；g 重力加速度；数值为9.8m/s 2。 2.3热辐射通量 半径为r 的液池燃烧时的总热辐射通量为 ?? ???? ++=1dt dm 72/H dt dm rh 2r Q 60.0c 2）（）π（πη式中；Q 总热辐射通量，w ； η效率因子，可取0.13-0.35；其他符号同上式。 2.4目标辐射热辐射强度的计算 假设全部辐射热从液池中心的小球辐射出来，则在距离液池中心某一距离X 处的入射辐射强度为： 2 c X 4Qt I π= 式中；I 热辐射强度。W/m 2 ；Q 总热辐射通量，w ；t c 热传导系数，在无相对理想的数据时，可取1，X 目标点到液池中心距离m 2。

池火灾热辐射通量定量分析方法比较与优化

池火灾热辐射通量定量分析方法比较与优化 摘要：油罐池火的火焰及其产生的热辐射，可能导致周围人员伤亡或设备设施损坏。通过分析比较目前国际上四种主要计算池火灾热辐射通量经验模型的建立背景和适用范围，提出优化的池火灾热辐射通量计算方法，并且结合热辐射通量判断准则进行危险评价。 关键词：油罐；池火灾；热辐射通量 火灾事故在化工企业和危险性物料运输事故中占相当大的比例[1]，对过去6099起事故分析的结果表明，火灾事故在其中占41.4%。在不同类型的火灾（喷焰火灾、闪燃火灾等）中，池火灾最为常见，如果池火灾火焰直接接触到设备表面，由于热流量非常高，会使情况变得非常危险。 国外对池火灾的研究起步较早[2]，对室内池火灾和开放环境中的池火灾的机理、物理特征、灾害模拟计算做了大量的研究和实验数据，建立了众多经验或半经验公式来静态地描述池火灾的燃烧过程、发热特性与相关因素的影响。主要有四种计算和评估池火灾热辐射通量的经验模型，也是目前国际上主要的计算

和评估池火灾热辐射通量的经验模型，其建立背景和适用条件各不相同。本课题研究在分析比较各池火灾热辐射通量计算模型优缺点的基础上，提出优化的池火灾热辐射通量计算方法。 两个简易模型分别为Shokri和Beyler建立的简易模型和点源模型，而后两种相对较复杂的模型一种是由Shokri和Beyler建立的，另一种是由Mudan建立的。 1 池火灾热辐射通量计算模型比较及方法优化 表1.1列出四种池火灾模型总结。通过对四种池火灾模型建立背景和适用范围的介绍。表1.2对四种池火灾模型建立背景和适用范围的对比，并得出了相关结论。 2 热辐射通量判断准则 池火灾的破坏作用主要是热辐射，池火灾对周围目标的热辐射。当池火灾发生时，首要确定的是对周围的伤害程度，才能安全有效的进行救火及抢险救灾等工作。安全距离是指储罐火灾事故的危害小于人员或设备能承受的临界水平时离事故中心的距离。 常见的热辐射的破坏标准[6]可以归纳为热通量准则、热强度准则、热通量-时间准则，结合本课题研究对象为稳态池火灾，所以选用热通量准则来计算人

池火灾事故后模拟

2）池火灾事故后果模型 池火灾火焰的几何尺寸及辐射参数按如下步骤计算。 ①等效池直径 为便于计算，通常假定液池为圆形，但实际储罐位于矩形防火堤内，因此应按下式计算液池等效直径。 D = （1） 式中，D 为液池等效直径（m ），S 为液池面积（m 2），通常取防火堤围起部分的面积。若无防护堤，则可按下式计算S ： min W S H ρ = （2） 式中，W 为泄漏液体量（kg ），H min 为最小油层厚度，其值与地面性质有关。ρ为液体密度（kg/m 3）。 ②火焰高度 计算池火焰高度的经验公式如下： 0.6142m L ??= （3） 式中：L 为火焰高度（m ），D 为等效池直径（m ），m f 为燃烧速率（kg/m 2s ）， ρ0为空气密度（kg/m 3），g 为引力常数。 ③总热辐射通量 总热辐射通量Q 采用点源模型计算： )()172/(261.02+??+=f f m Hc m rL r Q ηππ （4） 式中，Q 为总热辐射通量（kW ），H C 为燃烧热（kJ/kg ），π为圆周率，r 为等效池半径（m ），η为热辐射系数（可取为0.13-0.35，保守取值为0.35），其它符号同前。 ④目标入射热辐射强度

假设全部辐射热量由液池中心点的小球面辐射出来，则在距离液池中心某一距离处（x ）的入射热辐射强度为： （5） 式中，I 为目标接收到的热通量（kW/m 2），Q 为由式（8）计算的火焰表面的热通量（kW/m 2），tc 为热传导系数（在无相对理想的数据时，可取值为1），x 为目标到液池中心的水平距离（m ）。 24πχc Qt I =

3m直径煤油池火灾火焰特性的数值研究解析

第20卷第10期中国 2010年10月Ch i na 安全 Sa fety 科学Sc i ence 学报 Journa l V o l . 20N o. 10O ct. 2010 3m 直径煤油池火灾火焰特性的数值研究 史光梅 高级工程师 * 李明海张中礼胡绍全罗群生 (中国工程物理研究院总体工程研究所, 绵阳621900 学科分类与代码:6202740(安全模拟与仿真学中图分类号:X932 文献标志码:A 基金项目:国家自然科学基金委员会-中国工程物理研究院联合基金资助(10776100 。 摘要为了预测油池火灾的火焰特性, 采用CFD 模拟技术开展静风状态下3m 直径煤油液池的火灾场景模拟, 探讨火焰温度、火焰羽流速度、辐射热通量、燃烧产物质量分数等油池火焰特性参数随高度的变化关系; 并结合火焰形态分布, 提出一种4区域模型, 即将湍流扩散火焰划分为油气混合燃烧区、燃烧火焰区、烟尘区和热烟气区来分析燃烧气流在不同高度的实际物理化学特性。此外, 通过经验公式和CFD 模拟2种方法分别计算出3m 直径煤油池火灾的火焰高度、火焰表面的辐射通量及热辐射破坏半径, 并对计算结果进行比较分析, 结果表明:2种方法可互相补充完善, 有助于池火灾的热辐射危害性评估。

关键词池火灾; 计算流体力学(CFD 模拟; 4区域模型; 火焰高度; 热辐射破坏半径 N u m erical R esearch on F la m e Characteri sti c of a Three m eter D i a m eter K erosene F ire , S en i or En gi neer LIM ing hai ZHANG Zhong li HU Shao quan LUO Qun sheng SH I Guang m ei (I nstitute o f Syste m s Eng i n eeri n g , C AEP , M i a nyang 621900, Ch i n a Abstract : A three m eter d ia m eter ker osene fire i n open stagnant a ir w as si m u lated fo r forecasti n g fla m e characteristics . Based on CFD (Co m putati o na lFlu i d Dyna m ics si m ulati o n , the re l a ti o ns o f fla m e te m per ature , p l u m e ve l o c ity , ther m al radiation fl u x , and t h e m ass fracti o n o fCO 2w ith heigh tw ere discussed . On the base of the variati o n fla m e characteristic , co m bining true fire pro file , a four zone mode l of poo l fire w as proposed. Buoyant turbulen t diff u si o n fla m es can be d i v i d ed i n to four parts :m i x ed firi n g zone , co mbusti o n fla m e zone , s m oke zone , and ho t gas zone . The character i s tics of co m bustion gas fl o w in each zone w ere analyzed . Further m ore , fla m e heigh, t surface e m issi v e po w er and ther m al rad iation da m age rad i u s of poo l fire w ere calcu lated usi n g experience for m ula and CFD si m ulation , and the calcu l a ti o n results were co m pared and ana l y zed . The resu lts show that these t w o m ethods can be m utually co m ple m entary , wh ich helps to the fire hazar d assess m en. t K ey words : poo l fire ; co m puta ti o na l fluid dyna m ics (CFD si m u lation ; four zone m ode; l fla m e he i g h; t ther m al rad iation da m age radi u s 由于意外泄漏很容易引发池火灾, 池火火焰及热辐射将对周围人员和设备设施产生严重危害, 甚至可能造成重大的人员伤亡及财产损失。自20世纪