蒸气云爆炸计算

1）蒸气云爆炸事故情景

设2000m3油罐汽油较大规模泄漏，泄漏量37857kg，经蒸发形成油蒸气，遇点火源发生爆炸事故的危害范围。 2）蒸气云爆炸总能量

油气爆炸总能量由下式计算： E=1.8 aWfQf

式中：1.8－地面爆炸系数；

a－可燃气体蒸气云的当量系数，取0.04； Wf－汽油泄漏量（kg）；37857kg（占油罐储量2.6%） Qf－汽油燃烧热（kJ/kg）。 经计算E= 1.1903×108 kJ 3）蒸气云爆炸当量

蒸气云TNT当量由下式计算： WTNT = aWfQf/QTNT

式中： WTNT、a、Wf、Qf计算同上； QTNT—TNT爆炸热，取QTNT=4520 kJ/kg。 经计算WTNT =1.463×104 kg 4）爆炸冲击波超压伤害范围 （1）死亡区范围

死亡区按TNT冲击波超压－冲量准则公式计算： R=13.6（WTNT/1000）0.37 =36.7m

（2）重伤和轻伤区范围

重伤和轻伤按蒸气云爆炸冲击波超压公式计算：

Ln（△PS /P0）= -0.9126-1.5058 LnZ+0.167 Ln2Z-0.032 Ln3Z

LPG罐区定量模拟评价

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.

LPG罐区定量模拟评价

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.

LPG罐区定量模拟评价

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.

C.7蒸汽云爆炸模型分析

该工程建设项目原料罐区设100m3异丁烯储罐2台,如1台不慎发生爆裂,发生火灾爆炸,其气体泄漏量计算公式如下：

?p?p0?QL?CdA?2??p???2gh

??式中：

QL——液体泄漏速度，kg/s； Cd——液体泄漏系数； A——裂口面积，m2； ρ——泄漏介质密度，kg/m3； P——容器内介质压力，Pa； P0——环境压力，Pa； g ——重力加速度；

h ——裂口之上液位高度，m。

现假设异丁烯储罐破裂形成80mm，宽20mm的长方形裂口，裂口之上液位高度忽略，泄漏时间取1min，液体密度取670kg/m3，环境大气压取0.1MPa，介质压力取0.6MPa，液体泄漏系数取0.5。经计算，异丁烯泄漏速度为1.695kg/s，泄漏量为101.7kg。

根据荷兰应用科研院提供的蒸汽云爆炸冲击波伤害半径计算公式计算伤害半径：

R?CS?N?V?HC?

1/3式中：

R——损害半径，m；

CS——经验常数，取决于损害等级，具体损害等级见表C-5； N——效率因子，一般取10%； V——参与爆炸的可燃气体体积，m3； HC——高热值，kJ/m3，取240771.7 kJ/m3；

表C-5 损害等级表

损害等级 1 C

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100m3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：

Q?CdA?2(P?P0)??2gh

式中：

Q：液体泄漏速率，㎏/s；

Cd：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=0.0000785m2； ρ：泄漏液体密度，㎏/m3，丙酮密度取800㎏/m3； p-p0:0Pa；(设备内为常压) g：重力加速度，9.8m/s2； h：裂口之上液位高度，3.0m。

泄漏系数Cd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

雷诺数Re ＞100 裂口形状 圆形（多边形） 0.65 三角形 0.60 长方形 0.55 ≤100 0.50 0.45 0.40

爆炸极限计算

爆炸反应当量浓度、爆炸下限和上限、多种可燃气体混合物的爆炸极限计算方法如下： (1)爆炸反应当量浓度。爆炸性混合物中的可燃物质和助燃物质的浓度比例，在恰好能发生完全的化合反应时，则爆炸所析出的热量最多，所产生的压力也最大。实际的反应当量浓度稍高于计算的反应当量浓度，这是因为爆炸性混合物通常含有杂质。

可燃气体或蒸气分子式一般用CαHβOγ表示，设燃烧1mol气体所必需的氧摩尔数为n，则燃烧反应式可写成：

CαHβOγ+nO2→生成气体

按照标准空气中氧气浓度为20．9％，则可燃气体在空气中的化学当量浓度X(％)，可用下式表示：

可燃气体在氧气中的化学当量浓度为Xo(％)，可用下式表示：

也可根据完全燃烧所需的氧原子数2n的数值，从表1中直接查出可燃气体或蒸气在空气(或氧气)中的化学当量浓度。其中。

可燃气体（蒸气）在空气中和氧气中的化学当量浓度

(2)爆炸下限和爆炸上限。各种可燃气体和燃性液体蒸气的爆炸极限，可用专门仪器测定出来，或用经验公式估算。爆炸极限的估算值与实验值一般有些出入，其原因是在计算式中只考虑到混合物的组成，而无法考虑其他一系列因素的影响，但仍不失去参考价值。 1)根据完全燃烧反应

1、爆炸反应当量浓度的计算

爆炸气体完全燃烧时，其化学理论体积分数可用来确定可燃物的爆炸下限，公式如下：

C =20.9/（0.209+n0） 爆炸下限（LEL）=0.55×C 爆炸上限（UEL）=4.8(C) ^0.5

C——爆炸性气体完全燃烧时的化学计量浓度； 0.55——常数；

20.9%——空气中氧体积分数；

n0——可燃气体完全燃烧时所需氧分子数。 例如：求丙烷的爆炸极限。 丙烷化学反应式：

一分子丙烷+五分子氧气→三分子二氧化碳+四分子水 丙烷（LEL）=0.55×C=2.21%

丙烷（UEL）=4.8(20.9/（0.209+5）)^0.5=9.62%

2、由分子中所含碳原子数估算爆炸极限 爆炸下限（LEL）=1/（0.1347n+0.04343） 爆炸上限（UEL）=1/(0.01337n+0.05151)

n——分子中所含碳原子数

3、 两种以上可燃气体组成的混合体系爆炸极限的计算 3.1、莱夏特尔定律

对于两种以上可燃气体混合体系，已知每种可燃气体的爆炸极限和所占空间体积分数，可根据莱夏特尔定律算出混合体系的爆炸极限。

（爆炸下限）LE

本项目中最可能发生事故是氧气钢瓶发生物理爆炸，具体分析如下：

TNT当量计算

当氧气钢瓶发生爆炸时，气体膨胀所释放的能量（即爆破能量）不仅与气体压力和储罐的容积有关而且与介质在容器内的物性相态相关。氧气为非热力气体，无焓值、熵值；承压状态下称压缩气体，承压钢瓶破裂时属物理性爆炸；其能量计算，与瓶内压力、瓶体容积、气体绝热指数有关。本项目中运用压缩气体爆破能量计算模型计算，其释放的爆破能量为：

Eg=2.5PV/（k-1）[1-(0.1013/p)k-1/k] ×103 式中, Eg-气体的爆破能量，kJ；

P-容器内气体的绝对压力，MPa； V-容器的容积，m3；

k-气体的绝热指数，即气体的定压比热与定容比热之比，

此处取1.4；

令：Cg=2.5P[1-(0.1013/P)0.2857]×103 则：Eg= Cg·V

式中, Cg–常用压缩气体破能量系数，kJ/m3，此处取值为1.1×103 kJ/m3；

本项目氧气实瓶储存量为400个，假设均发生爆炸，则V=16m3；

则Eg= Cg·V=1.1×103 kJ/m3×16m3=1.76×104 kJ； 将爆破能量换算成TNT当量WTNT。因为1kg TNT爆炸所放出的爆破能量为423

1、虚拟化技术在云计算中的哪些地方发挥了作用？ 答：虚拟化是支撑云计算的重要技术基石，云计算中所有应用的物理平台和部署环境都依赖虚拟平台的管理、扩展、迁移和备份，各操作都通过虚拟化层次完成。

服务器层面：将服务器虚拟化，它是将底层物理设备与上层操作系统、软件分离的一种去耦合技术，它将硬件、操作系统和应用程序一同装入一个可迁移的虚拟机档案文件中。虚拟化通过其管理软件将多个物理设备纳入统一的资源池进行管理，从而增强了物理设备和物理设备之间的耦合性。在单一物理服务器上可同时运行多个虚拟机，同时虚拟机之间相互隔离，以提高资源利用率，降低能耗，实现服务器的共享和隔离。虚拟机可以根据其需求弹性增加或减少其分配的硬件资源，提高资源配置的灵活性，以实现资源弹性。可实现将高负载节点中的某些虚拟机实时迁移到低负载的节点，把多个低负载的虚拟机合并到一个物理节点，并将多余的空闲物理节点关闭，以提高资源的使用效率，使负载达到均衡，从而使上层应用的性能得到了保障，同时还达到了减少能耗的目的。

存储层面：将存储虚拟化，指对存储硬件资源进行抽象化的表现，通过将一个或多个目标服务或功能与其它附加的功能集成，统一提供有用的全面功能服务。虚拟化是作用在一个或者多个实体上的，而这些