LNG储罐区BLEVE爆炸危险性分析

LNG储罐区BLEVE爆炸危险性分析及扑救对策

数学模型计算方法

现将某液化天然气气化站项目中可能发生的危险化学品事故为LNG储罐泄漏发生事故。该LNG气化站现有4个50m3储罐。其发生爆炸事故所影响范围见如下分析：

1）沸腾液体扩展蒸气爆炸（BLEVE）模型

假设LNG储罐突然瞬间泄漏时，储罐内压力平衡破坏，储罐内压力急剧减少，LNG急剧气化，大量气化后的天然气（CNG）释放出来，遇到点火源就会发生剧烈的燃烧，产生巨大的火球，形成强烈的热辐射，即发生沸腾液体扩展蒸气爆炸。

沸腾液体扩展蒸气爆炸的主要危险是强烈的热辐射，近场以外的压力效应不重要。其火球的特征可用国际劳工组织（ILO）建议的蒸气爆炸模型来估算。火球半径的计算公式为：

R=2.9W1/3

式中R—火球半径，m； W—火球中消耗的可燃物质量，kg。对单罐储存，W取罐容量的50%；双罐储存；W取罐容量的70%；多罐储存，取W为罐容量的90%。

该LNG气化站沸腾液体扩展蒸气爆炸（BLEVE）模型计算 该气化站储存有4个50m3储罐。假设1个50m3LNG储罐发生燃烧爆炸，燃烧物质取该LNG储罐最大储存量的85%，则燃烧物质的质量为：

W= 50×0.55×85%=23.375吨

其中： V—储罐体积，m3； ρ—密度，103kg/m3 ，取0.55 kg/m3。 （1）火球直径的计算 R=2.9W1/3

火球半径R=2.9(23375×90%)1/3=79.8(m) （2）火球持续时间计算: t=0.45W1/3

式中：t—火球持续时间，单位为s；W—火球中消耗的可燃物质质量，单位为kg。

t=0.45（23375×90%）1/3 =12.38(s) 死亡可根据下式计算：

当伤害几率Pr=5时，伤害百分数死亡、一度、二度烧伤及烧毁财物，都以?D=50%定义。

Pr?5D????e?u22du?50%

Pr= -36.38+2.56 In(tq14/3) 经计算：q1=28613 W/m2 重伤可根据下式计算： Pr= -43.143+3.0188 In(tq24/3) 经计算：q2=23772 W/m2 轻伤可根据下式计算： Pr= -39.83+3.0188 In(tq34/3) 经计算：q3=10160 W/m2

通过q1、q2、q3，可以求得对应的死亡半径R1、重伤半径R2及轻伤半径R3。

按下式计算：

q(r)=q0R2r(1-0.058 Inr)/(R2+r2)3/2

式中：r—目标到火球中心的水平距离，m； q0—火球表面的辐射通量，W/m2。对柱形罐取270kW/m2，球形罐取200kW/m2。 R—火球半径，m。 有了热辐射q（r），即可求不同伤害、破坏时的热通量及其半径。

经计算，上述LNG发生火灾爆炸事故造成的人员伤亡范围见下表。

表1 化学品出现火灾爆炸事故造成人员伤亡的范围

爆炸性介质名称 LNG 死亡半径（m） 179 重伤半径（m） 200.4 轻伤半径（m） 321 （3）小结

通过计算，如果贮存区LNG储罐发生扩展蒸气爆炸，火球半径分别为79.8m，死亡半径分别为179m。将会危及到厂区人员的生命安全甚至会对厂外的正常生产造成影响，极端情况下会引起周边单位的二次事故发生，造成灾难性的破坏。因此，应该严格落实防火、防爆措施，防止火灾、爆炸事故的发生。

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