60t压缩天然气爆炸计算
天然气爆炸范围计算
天然气爆炸极限计算由表可知，此天然气中含有N 2、CO 2等惰性气体，因此本计算主要用一下公式进行计算 （1）、100312123L mV V V L L L =++式中： L m —混合气体的爆炸极限，体积分数/%L 1,L 2,L 3—形成混合气体的各单独组分的爆炸极限，体积分数/%；V 1,V 2,V 3—各单独组分在混合气体中的浓度，体积分数/%。
（2）、110011001B B L L m t BL t B⎛⎫⎪ ⎪ ⎪⎝⎭+⨯-=+-式中：L m —含有惰性气体的爆炸极限（上限或下限）；L t —混合物中可燃部分的爆炸极限； B —惰性气体含量，%由表可知：因为H 2、O 2、H 2S 、H e 微量，故不考虑其影响根据表 取 CH 4 86.5% C 2H 6 4.75% C 3H 8 0.45%C 4H 10 1.05%C 5H 12 0.2% 可燃性气体92.95%N 2 5% CO 2 0.5% 惰性气体5.5% 其中，可燃部分（100%）中CH 4 86.5% 占86.592.95=93.1%C 2H 6 4.75% 占4.7592.95=5.1%C 3H 8 0.45% 占0.4592.95=0.5%C 4H 10 1.05% 占1.0592.95=1.1%C 5H 12 0.2% 占0.292.95=0.2%查表得可燃部分气体的爆炸界限（体积分数/%）分别为： 上限 下限 CH 4 15.0 5.3 C 2H 6 12.5 3.0 C 3H 8 9.5 2.2 C 4H 10 8.5 1.9 C 5H 12 7.8 1.5 因此，混合物可燃部分的爆炸下限1.10.21.9 1.510093.15.10.55.3 3.0 2.2tL =++=++ 4.9%混合物的爆炸下限10.055110010.0554.90.055100 4.910.055L m ⎛⎫⎪ ⎪⎪⎝⎭=+⨯-=⨯+⨯- 5.17%混合物可燃部分的爆炸上限1.10.28.57.810093.1 5.10.515.012.59.5tL =++=++14.7%混合物的爆炸上限20.055110010.05514.70.05510014.710.055L m ⎛⎫⎪ ⎪⎪⎝⎭=+⨯-=⨯+⨯-15.42%。
60t液化石油气爆炸计算
7. 后果分析7.1 爆炸事故源强计算液化石油气一旦发生泄漏，泄露或溢出的液化石油气急剧气化，形成蒸气云团。
蒸气云如果遇到明火，将会引起爆炸。
由于储罐之间根据设计规范有一定的安全距离，并设置有储罐间的防护隔堤，因此，一般发生多个储罐同时爆炸的事故发生概率会更小。
故本评价假定单储罐液化气全部泄爆，单储罐液化气最大储量为60t 。
蒸汽云爆炸的能量常用TNT 当量描述，即参与爆炸的可燃气体释放的能量折合为能释放相同能量的TNT 炸药的量，这样，就可以利用有关TNT 爆炸效应的实验数据预测蒸汽云爆炸效应。
根据业主提供资料，本项目使用石油气的高热值为105MJ/Nm 3。
TNT 当量计算：式中：W TNT ——蒸气云的TNT 当量，kg ；1.8——地面爆炸系数；α——蒸气云的TNT 当量系数，α=4%；W f ——蒸气云中燃料的总质量，kg ，本项目为6×104kg ；Q f ——燃料的燃烧热，MJ/kg ；石油气的燃烧热为105MJ/kg ；Q TNT ——TNT 的爆炸热，一般取4.52MJ/kg 。
W TNT =1.8×0.04×6×104×105/4.52W TNT =100354kg7.2 蒸气云爆炸模型（1）死亡半径R 1（超压值90000Pa ）R 1=13.6 (W TNT /1000) 0.37R 1=13.6×(100354/1000)0.37R 1= 74.84m（2）财产损失半径R 财（超压13800Pa ）R 财=260.21m式中：5.6为二次破坏系数 61231])/3175(1/[)6.5(TNT TNT W W R +=财TNTf f TNT Q Q W W /8.1α=。
天然气管道蒸汽云爆炸事故定量计算及风险评估
天然气管道蒸汽云爆炸事故定量计算及风险评估天然气管道蒸汽云爆炸事故定量计算及风险评估*杨克1 王壮1 贺雷2 郝永梅1 邢志祥1 许宁2【摘要】摘要为了研究天然气管道蒸汽云爆炸的破坏程度，结合实际案例，在不同的天然气泄露时间条件下，对天然气管道蒸汽云爆炸的破坏范围进行了定量分析，计算出个人风险值(IR)并做出累积事故率(F)-死亡人数(N)曲线，根据国家安全生产监督管理总局令(第40号)和ALARP准则进行评估。
结果表明，当泄漏时间由60 s增加到300 s 时，死亡半径和财产损失半径明显增大。
同时，该天然气管道的IR值(5.6×10-4)要远大于规定的标准(1×10-6)，计算得到的F-N曲线大部分位于可以接受的区域，该研究结果为天然气管道的安全监测提供了依据。
【期刊名称】《工业安全与环保》【年(卷),期】2019(045)011【总页数】5【关键词】关键词天然气个人风险社会风险死亡半径*基金项目：国家自然科学基金(51704041，51574046),常州市科技项目(CE20175015)。
0 引言随着天然气使用的普及，使得天然气管网遍布在城市的每一个角落，从而天然气管网的复杂程度也随之增加，同时增加了天然气管理的难度。
由于外部干扰、腐蚀、施工缺陷和地面运动易造成管道泄漏，泄漏的气体与空气形成爆炸性混合气体，遇到明火或热源可能造成火灾、爆炸事故，不仅会给周围的设施建筑物造成很大的破坏，还会带来不同程度的人员伤亡与财产损失[1]。
天然气从管道泄漏后与热源接触通常会引起闪火、喷射火和蒸汽云爆炸事故，当前对闪火和喷射火事故的研究比较多，对蒸汽云爆炸所造成的后果很少有人进行深入研究。
徐亚博等[2]利用Pasquill-Gifford模型对蒸汽云爆炸造成的个人风险进行研究。
本文利用超压准则分析蒸汽云爆炸的伤害半径，借助matlab计算蒸汽云爆炸造成的的个人风险和社会风险值，并作出F-N曲线进行风险评估。
蒸汽云爆炸、池火灾计算方法
3、具有可燃性的化学品的质量及燃烧后放出的热量 1）二硫化碳燃烧后放出的热量 ⑴生产车间二硫化碳的Q1＝ 1030.8×15000×1000/76.14=20.3×107J ⑵储罐区二硫化碳的Q2＝1030.8×30000×1000/76.14=40.6×107J 2）硫磺燃烧后放出的热量 ⑴10t硫磺燃烧Q1＝297×10000×1000/32.06=9.26×107J ⑵15t硫磺燃烧Q2＝297×15000×1000/32.06=13.89×107J ⑶300t硫磺燃烧Q3＝297×3000000×1000/32.06=2778×107J ⑷500t硫磺燃烧Q4＝297×5000000×1000/32.06=4630×107J 3）全部氨燃烧Q＝361.25×1800×1000/17.07=3.81×107J
产装置
碳
82.1
5.4
482
10.4
蒸气云爆 炸
制冷、制氮 系统
氨
54.3 4.6 80
5.3
蒸气云爆 炸
3）结果分析 以上计算是根据两个假设条件，一般来说达到爆炸上限而发生严重 爆炸事故的可能性很小，而达到下限即发生较小爆炸的可能性也较小， 每一种易燃易爆化学品都有它最易发生爆炸的浓度，这时的爆炸影响范 围最可信。 （1）IS60车间硫磺粉尘发生爆炸，可能引起地面及墙壁上的粉尘 飞扬而引起二次爆炸，二次爆炸的威力根据现场粉尘的总量，如果粉尘 量很大，二次爆炸的威力和引起死亡的距离也要大很多，死亡半径达到 8.83m。
附表4.2.1作业场所出现泄漏后爆炸、火灾事故的条件
爆炸、火灾事故 条件
内容
备注
爆炸品
无
可燃物
硫磺、氨、二硫化碳
可燃物如果泄漏后 蒸气遇火源发生延 迟点火，存在发生 蒸气云爆炸的危险
混合燃气爆炸极限计算方法的补充
混合燃气爆炸极限计算方法的补充《混合燃气爆炸极限计算方法补充指南》嘿，朋友们！今天咱来聊聊混合燃气爆炸极限计算方法这个事儿。
咱先说说这燃气啊，就像个有点脾气的家伙。
你要是不了解它，不小心惹到它了，那可不得了，“嘭”的一下就可能爆发啦！而这混合燃气呢，就更复杂一些，就像一群有个性的小伙伴凑在一起。
要搞清楚混合燃气爆炸极限，咱得先知道各种单一燃气的爆炸极限。
这就好比每个人都有自己的脾气底线一样。
然后呢，通过一些计算来看看混合在一起后会变成啥样。
比如说啊，有两种燃气 A 和 B，它们各自的爆炸极限是一定范围。
那我们怎么来算混合后的呢？这可不是简单地加加减减哦！这里面有个小窍门，就好像把不同颜色的颜料混合在一起，会出现新的颜色一样。
我们得考虑它们的比例。
如果 A 占的比例大，那它对混合后的爆炸极限影响就大一些。
这就像一群人里，那个块头大的说话可能更有分量。
计算的时候，可不能马虎。
要仔细地分析每种燃气的特点，就像了解每个朋友的性格一样。
然后根据比例来算出大概的范围。
再打个比方，就像你要做一道混合口味的菜，盐放多了太咸，糖放多了太甜，得掌握好各种调料的比例，才能做出美味的菜肴。
这混合燃气的爆炸极限计算也是同样的道理。
有时候啊，我们可能会遇到一些特殊情况。
比如说燃气里还夹杂着其他的杂质，这就像菜里不小心掉进了一粒沙子。
这时候就得更小心地去分析和计算了。
总之呢，混合燃气爆炸极限计算可不是个简单的事儿，但也不是难到没法搞定的。
只要我们认真对待，像对待一个重要的任务一样，仔细去研究，去摸索，就一定能搞清楚它。
大家可别小瞧了这个知识哦，这可是关系到我们生活安全的大事。
就像我们每天出门要注意交通安全一样，了解混合燃气爆炸极限计算方法，能让我们更好地避免危险。
所以啊，朋友们，都重视起来吧！多了解一些这方面的知识，对我们自己和身边的人都有好处。
让我们一起成为燃气安全的小卫士，保护自己和家人的安全！。
天然气基本压缩因子计算方法
天然气基本压缩因子计算方法编译:阙洪培(西南石油大学审校:刘廷元这篇文章提出一个简便展开算法:任一压力-温度的基本压缩因子的输气监测计算。
这个算法中的二次维里系数来源于参考文献1。
计算的压缩因子接近AGA 8状态方程值[2]。
1 测量在天然气工业实用计量中,压力、温度变化作为基本(或标准条件,不仅地区间有差别,而且在天然气销售合同也有不同。
在美国,通常标准参考条件是60°F和14.73 psia。
欧洲常用的基本条件是0 ℃和101.325 kPa,而标准条件是15 ℃和101.325 kPa。
阿根廷也用15 ℃和101.325 kPa,而墨西哥则用的是20 ℃和1kg/ sq cm(绝对。
计算真实气体的热值、密度、基本密度、基本体积、以及沃贝指数时要求已知基本条件的压缩因子。
表1是理想气体值。
表1中的理想气体值不能用于密闭输气,必须计算相应基本条件的压缩因子。
参考文献提供的一些数据表和获取基本条件压缩因子方法,基本条件只能是60°F,14.73或14.696 psia。
计算其它基本条件的压缩因子可用AGA 8 程序,但代数计算较复杂,计算机编程共有三组软件,比较耗时。
本文提出了一个展开算法,计算密闭输气基本条件(基本条件可是任何压力温度的压缩因子。
2 压缩因子接近外界条件时,即压力小于16 psia,截断维里状态方程(方程组中的方程1较好地描述了天然气的体积性质。
方程1中,各符号的物理意义是:Z = 基本条件下压缩因子B = 二次维里系数R = 气体常数P = 基本条件的绝对压力T = 温度条件的绝对压力天然气基本压缩因子接近1,如0.99,B必然为负(图1方程2是混合物的二次维里系数,式中B ij = B ji为组分i和j的二次交互维里系数,B ii为纯组分i 的二次维里系数。
二次维里系数是温度的函数。
也可用方程3求B,便于手工计算。
比较适合密闭输气计算,方程3中B i的平方根为总因子,参见参考文献1,3,4。
爆炸极限计算
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C αH βO γ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：C αH βO γ+nO 2→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)根据完全燃烧反应所需的氧原子数估算有机物的爆炸下限和上限，其经验公式如下。
爆炸下限公式：(体积)爆炸上限公式：(体积)式中 L——可燃性混合物爆炸下限；下L——可燃性混合物爆炸上限；上n——1mol可燃气体完全燃烧所需的氧原子数。
某些有机物爆炸上限和下限估算值与实验值比较如表2：表2 石蜡烃的化学计量浓度及其爆炸极限计算值与实验值的比较从表中所列数值可以看出，实验所得与计算的值有一定差别，但采用安全系数后，在实际生产工作中仍可供参考。
2)根据化学当量浓度计算爆炸极限和爆炸性混合气完全燃烧时的化学当量浓度，可以估算有机物的爆炸下限和上限。
计算公式如下：此计算公式用于链烷烃类，其计算值与实验值比较，误差不超过10％。
注安：爆炸反应浓度、爆炸温度和压力的计算
注安：爆炸反应浓度、爆炸温度和压力的计算注册安全工程师：爆炸反应浓度、爆炸温度和压力的计算1．爆炸完全反应浓度计算爆炸混合物中的可燃物质和助燃物质完全反应的浓度也就是理论上完全燃烧时在混合物中可燃物的含量，根据化学反应方程式可以计算可燃气体或蒸气的完全反应浓度。
现举例如下：[例]求乙炔在氧气中完全反应的浓度。
[解]写出乙炔在氧气中的燃烧反应式：2C2H2+502 = 4C02+2H20+Q根据反应式得知，参加反应物质的总体积为2+5 = 7。
若以7这个总体积为100，则2个体积的乙炔在总体积中占：Xo = 2/7 = 28．6％答：乙炔在氧气中完全反应的浓度为28．6％。
可燃气体或蒸气的化学当量浓度，也可用以下方法计算。
燃气体或蒸气分子式一般用CαHβOγ表示，设燃烧1 mol气体所必需的氧的物质的量为n，则燃烧反应式可写成：CαHβOγ+ nO2 → 生成气体如果把空气中氧气的浓度取为20．9％，则在空气中可燃气体完全反应的浓度x(％)一般可用下式表示：1 20.9X = ———— = -----———% (2—4)n 0.209+ n又设在氧气中可燃气体完全反应的浓度为X0(％)，即：100X0 = ——% （2—5）1+n式(2—4)和式(2—5)表示出X和X。
与n或2n之间的关系(2n表示反应中氧的原子数)。
CαHβOγ+ nO2 →αCO2 + 1/2βH2O式中2n = 2α+1/2β-γ，对于石蜡烃β=2a+2。
因此，2n = 3a+1-γ。
根据2n的数值，从表2 4中可直接查出可燃气体或蒸气在空气(或氧气)中完全反应的浓度。
[例]试分别求H2、CH3OH、C3H8 C6H6在空气中和氧气中完全反应的浓度。
[解](1)公式法：20.9X( H2 )= —————— % =29.48％0.209+ 0.5100X0 ( H2 )= —— % = 66.7 ％1+n20.9X(CH3OH )= —————— % =12.23％0.209+ 1.5100X0 (CH3OH )=——— % = 40 ％1+1.520.9X(C3H8)= —————— % =4.01％0.209 + 5100X0 (C3H8)= —— % = 16.7 ％1+ 520.9X(C6H6)=—————— % =2.71％0.209+ 7.5100X0 (C6H6 )=——— % = 11.8 ％1+7.5(2)查表法：根据可燃物分子式，用公式2n = 2α+1/2β-γ，求出其2n值。
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压缩天然气一旦发生泄漏，泄露或溢出的压缩天然气急剧气化，形成蒸气云团。
蒸气云如果遇到明火，将会引起爆炸。
由于储罐之间根据设计规范有一定的安全距离，并设置有储罐间的防护隔堤，因此，一般发生多个储罐同时爆炸的事故发生概率会更小。
故本评价假定单储罐天然气全部泄爆，单储罐压缩天然气最大储量为60t。
蒸汽云爆炸的能量常用TNT当量描述，即参与爆炸的可燃气体释放的能量折合为能释放相同能量的TNT炸药的量，这样，就可以利用有关TNT爆炸效应的实验数据预测蒸汽云爆炸效应。
根据业主提供资料，本项目使用天然气的一般热值为37MJ/kg。
TNT当量计算：
WTNT 1.8 W
fQ
f/Q
TNT
式中：WTNT蒸气云的TNT当量，kg；
1.8――地面爆炸系数；
a 气云的TNT当量系数，a =4% Wf――蒸气云中燃料的总质量，kg, 本项目为6X 104
kg; Qf――燃料的燃烧热，MJ/kg;天然气的一般燃烧热为37MJ/kg; Q
TNT――TNT的爆炸热，一般取4.52MJ/kg。
WTNT=1.8X 0.04 x 6X 104 x W
TNT=35362.8kg
7.2蒸气xx爆炸模型
(1 )死亡半径R
1 (超压值900Pa) R仁13.6 (W
TNT/1000)0.37R1 = 13.6 X 0.37R1= 50.87m (2)财产损失半径R
财(超压13800PS)R财=183.55m
式中：5.6为二次破坏系数R
财(5.6W
TNT)/[1 (3175/W
TNT)]131
26。