液氨泄漏数学模型.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流液氨泄漏数学模型.精品文档.（二）液氨储存过程中出现的泄漏1、储罐内的蒸气压力大大超过储罐的正常工作压力时，紧急排空系统就地排放；2、外部爆炸冲击波的冲击或外部爆炸飞行物的撞击，使罐体破坏而发生泄漏；3、外部火焰烘烤或强烈的热辐射作用，使得储罐耐火能力下降，而造成破损发生泄漏；4、由于储罐部件如出口管或阀件破损、连接储罐的管道破损造成泄漏；5、由于设计失误或运行中的严重腐蚀，使储罐壁过薄；制造过程中误用材料；或由于储罐存在较严重的材料缺陷或制造缺陷，如白点、焊接裂纹、焊缝咬边或未焊透等，且材料在工作温度下韧性较差，使储罐在工作压力下破坏而发生

2、泄漏；6、由于储罐基础发生不均匀沉降或由于地震原因，造成储罐破损发生泄漏；7、人为破坏使储罐破损发生泄漏。（一）液氨储罐泄漏毒性扩散模拟1、假设1（假设罐筒体水平半径处裂口） 输入参数泄漏模型：液体泄漏；扩散模型选择：连续排放；泄漏物质特性；有毒且可燃；扩散时间：18000s；物质名称：氨；物质总量：15000 Kg；裂口面积：0.001 m2；裂口形状：长方形；储存压力：1500000 Pa；气体喷射倾角：30度；裂口上液高：1 m；泄漏时间：600s；泄漏源高度：1.5 m；致死浓度：0.5 v%；中毒浓度：1750 mg/m3（接触半小时可危及生命）；爆炸下限：15.7 v%；爆炸上限：

3、27.4 v%；大气稳定度：A （白天太阳强辐射）；平均风速：1.2 m/s；大气压力：90020Pa；地形粗糙度：城市分散建筑；介质温度：313 K；环境温度：305.9 K（年平均最高温度）；液体密度：579.5 Kg/m3； 气体密度：12.005 Kg/ m3；液体汽化热：1370000J/Kg；常压沸点：239.5 K；分子量：17.03；临界温度：405.5 K；定压比热：501 J/KgK；气体绝热指数：1.4。 泄漏模拟计算结果 泄漏速度=22.28 kg/s； 气化情况分析：一般不会形成液池。 扩散模拟计算结果 下风向中毒危害距离=151.米； 下风向可燃爆距离=16.4 米

4、； 横风向中毒危害距离=21.6 米； 横风向可燃爆距离=2.3 米。 模拟图见下图注：图中黄色区域为下风向中毒范围 图中红色区域为下风向燃爆范围2、假设2 （假设罐筒体水平半径处裂口） 输入参数泄漏模型：液体泄漏；扩散模型选择：连续排放；泄漏物质特性；有毒且可燃；扩散时间：18000s；物质名称：氨；物质总量：15000 Kg；裂口面积：0.001 m2；裂口形状：长方形；储存压力：1500000 Pa；气体喷射倾角：30度；裂口上液高：1 m；泄漏时间：600s；泄漏源高度：1.5 m；致死浓度：0.5 v%；中毒浓度：1750 mg/m3（接触半小时可危及生命）；爆炸下限：15.7 v%

5、；爆炸上限：27.4 v%；大气稳定度：B （白天太阳辐射弱）；平均风速：1.2 m/s；大气压力：90020Pa；地形粗糙度：城市分散建筑；介质温度：313 K；环境温度：305.9 K（年平均最高温度）；液体密度：579.5 Kg/m3 ；气体密度：12.005 Kg/m3；液体汽化热：1370000J/Kg；常压沸点：239.5 K；分子量：17.03；临界温度：405.5 K；定压比热：501 J/KgK；气体绝热指数：1.4。 泄漏模拟计算结果泄漏速度=22.28 kg/s；气化情况分析：一般不会形成液池。 扩散模拟计算结果下风向中毒危害距离=216.6米； 下风向可燃爆距离=25.

6、7 米； 横风向中毒危害距离=30.9 米； 横风向可燃爆距离=3.7 米。 模拟图见下图注：图中黄色区域为下风向中毒范围 图中红色区域为下风向燃爆范围3、假设3（假设罐筒体水平半径处裂口） 输入参数泄漏模型：液体泄漏；扩散模型选择：连续排放；泄漏物质特性；有毒且可燃；扩散时间：18000s；物质名称：氨；物质总量：15000 Kg；裂口面积：0.001 m2；裂口形状：长方形；储存压力：1500000 Pa；气体喷射倾角：30度；裂口上液高：1 m；泄漏时间：600s；泄漏源高度：1.5 m；致死浓度：0.5 v%；中毒浓度：1750 mg/m3（接触半小时可危及生命）；爆炸下限：15.7

7、v%；爆炸上限：27.4 v%；大气稳定度：D （阴天的白天或夜晚）；平均风速：1.2 m/s；大气压力：90020Pa；地形粗糙度：城市分散建筑；介质温度：313 K；环境温度：305.9 K（年平均最高温度）；液体密度：579.5 Kg/m3 ；气体密度：12.005 Kg/m3；液体汽化热：1370000J/Kg；常压沸点：239.5 K；分子量：17.03；临界温度：405.5 K；定压比热：501 J/KgK；气体绝热指数：1.4。 泄漏模拟计算结果 泄漏速度=22.28 kg/s。 气化情况分析：一般不会形成液池； 扩散模拟计算结果下风向中毒危害距离=285.1米； 下风向可燃爆距

8、离=28 米； 横风向中毒危害距离=40.7 米； 横风向可燃爆距离=4 米。 模拟图见下图注：图中黄色区域为下风向中毒范围 图中红色区域为下风向燃爆范围4、假设4 （假设排空安全阀起跳后不能复位，紧急处理1小时）1. 输入参数泄漏模型：气体泄漏；扩散模型选择：连续排放；泄漏物质特性；有毒且可燃；扩散时间： s；物质名称：氨气；物质总量：14508 Kg；裂口面积：0.002 m2；裂口形状：圆形；储存压力：1500000 Pa；气体喷射倾角：0度；裂口上液高： m；泄漏时间：600s；泄漏源高度：4.5 m；致死浓度：0.5 v%；中毒浓度：1750 mg/m3（接触半小时可危及生命）；爆炸

9、下限：15.7 v%；爆炸上限：27.4 v%；大气稳定度：A （白天太阳强辐射）；平均风速：1.2 m/s；大气压力：90020Pa；地形粗糙度：城市分散建筑；介质温度：313 K；环境温度：305.9 K（年平均最高温度）；液体密度：579.5 Kg/m3 ；气体密度：12.005 Kg/m3；液体汽化热：1370000J/Kg；常压沸点：239.5 K；分子量：17.03；临界温度：405.5 K；定压比热：501 J/KgK；气体绝热指数：1.4。2. 泄漏模拟计算结果 泄漏速度=2.63 kg/s； 气体流动情况分析：音速流动。 3. 扩散模拟计算结果 下风向中毒危害距离=83.7米

10、； 下风向可燃爆距离=8.8 米； 横风向中毒危害距离=12 米； 横风向可燃爆距离=1.3 米。4. 模拟图见下图注：图中黄色区域为下风向中毒范围 图中红色区域为下风向燃爆范围5、假设5 （假设排空安全阀起跳后不能复位，紧急处理1小时）1. 输入参数泄漏模型：气体泄漏；扩散模型选择：连续排放；泄漏物质特性；有毒且可燃；扩散时间： s；物质名称：氨气；物质总量：14508 Kg；裂口面积：0.002 m2；裂口形状：圆形；储存压力：1500000 Pa；气体喷射倾角：0度；裂口上液高： m；泄漏时间：600s；泄漏源高度：4.5 m；致死浓度：0.5 v%；中毒浓度：1750 mg/m3（接触

11、半小时可危及生命）；爆炸下限：15.7 v%；爆炸上限：27.4 v%；大气稳定度：B （白天太阳辐射弱）；平均风速：1.2 m/s；大气压力：90020Pa；地形粗糙度：城市分散建筑；介质温度：313 K；环境温度：305.9 K（年平均最高温度）；液体密度：579.5 Kg/m3 ；气体密度：12.005 Kg/m3；液体汽化热：1370000J/Kg；常压沸点：239.5 K；分子量：17.03；临界温度：405.5 K；定压比热：501 J/KgK；气体绝热指数：1.4。2. 泄漏模拟计算结果 泄漏速度=2.63 kg/s； 气体流动情况分析：音速流动。 3. 扩散模拟计算结果 下风向

12、中毒危害距离=71.7米； 下风向可燃爆距离=8.6 米； 横风向中毒危害距离=10.2 米； 横风向可燃爆距离=1.2 米。4. 模拟图见下图注：图中黄色区域为下风向中毒范围 图中红色区域为下风向燃爆范围6、假设6 （假设排空安全阀起跳后不能复位，紧急处理1小时）1. 输入参数泄漏模型：气体泄漏；扩散模型选择：连续排放；泄漏物质特性；有毒且可燃；扩散时间： s；物质名称：氨气；物质总量：14508 Kg；裂口面积：0.002 m2；裂口形状：圆形；储存压力：1500000 Pa；气体喷射倾角：0度；裂口上液高： m；泄漏时间：600s；泄漏源高度：4.5 m；致死浓度：0.5 v%；中毒浓度

13、：1750 mg/m3（接触半小时可危及生命）；爆炸下限：15.7 v%；爆炸上限：27.4 v%；大气稳定度：D（阴天的白天或夜晚）；平均风速：1.2 m/s；大气压力：90020Pa；地形粗糙度：城市分散建筑；介质温度：313 K；环境温度：305.9 K（年平均最高温度）；液体密度：579.5 Kg/m3 ；气体密度：12.005 Kg/m3；液体汽化热：1370000J/Kg；常压沸点：239.5 K；分子量：17.03；临界温度：405.5 K；定压比热：501 J/KgK；气体绝热指数：1.4。2. 泄漏模拟计算结果 泄漏速度=2.63 kg/s； 气体流动情况分析：音速流动。 3

14、. 扩散模拟计算结果 下风向中毒危害距离=83.7米； 下风向可燃爆距离=8.8 米； 横风向中毒危害距离=12 米； 横风向可燃爆距离=1.3 米。4. 模拟图见下图注：图中黄色区域为下风向中毒范围 图中红色区域为下风向燃爆范围蒸气云爆炸的冲击波伤害、破坏半径液氨储罐如果发生泄漏，泄漏后的氨气将会与一定比例的空气混合，并达到爆炸极限，当遇到火源，将有可能发生蒸气云爆炸。蒸气云爆炸时所形成的超压，将对周边一定范围内的人员、财产造成程度不一的损失和伤害。1、 蒸气云爆炸计算根据荷兰应用科研院的建议，可按下式预测蒸气云爆炸的冲击波的 损害半径：R=CS(NE)1/3R损害半径E爆炸能量V参与反应的

15、可燃气体的体积HC可燃气体的高热燃烧值N效率因子 ，一般取10CS-经验常数2、损害等级表表5.损害等级表损害等级CS （MJ1/3）设备损害人员伤害1003重创建筑物及加工设备1死于肺部伤害；50死于耳部破裂；50被裂片击伤2006损坏建筑外表可修复性破坏1耳膜破裂1被裂片击伤3015玻璃击坏被玻璃击伤40410玻璃破坏下面通过计算机模拟出液氨储罐液氨泄漏后发生蒸气云爆炸的后果。3、 输入模型参数:1燃料物质质量 ：15000kg;2物质燃烧热： 17.25Mj/kg;3气云当量系数: 0.04;4目标离爆源距离 : 650米;5大气压力 : 90020pa;6室内人员密度 : 0.002个

16、/平方米;7室外人员密度 : 0.0002个/平方米;8财产密度 : 0.1万元/平方米;9建筑物占地百分比 : 0.03;4、 模拟评价结果：1死亡半径 ：31.5米;2死亡人数 ：2人;3重伤半径 ：51.8米;4重伤人数 ：2人;5轻伤半径 ：99.76米;6轻伤人数 ：7人;7财产损失半径 ：142.4米;8人员安全半径 ：149.4米;9直接财产损失 ：637.2万元;10间接财产损失 ：62万元;11总财产损失 ：699.2万元;12爆炸火球半径：20.9米;13火球持续时间 ：5.4秒;14冲击波最大超压 ：1.6kpa;15目标热辐射通量 ：2.7kw/m2;16爆炸总能量 ：18630MJ;17爆炸破坏半径 ：177.2米;18伤亡事故等级 ：重大伤亡事故。5、蒸气云爆炸半径模拟图（见下图）图例： 死亡区域 重伤区域 轻伤区域 财产损失区域 建筑破坏半径 人员安全半径