第二章 气云爆炸事故机理及模型
蒸气云爆炸模型评估
7.2 事故后果模拟预测
易燃易爆物料泄漏的本重大危险源发生事故的原因之一，对物料发生泄漏的可能进行预测具有一定的必要性。
运用事故后果模拟分析，在理论推导和实验分析的基础上，建立事故后果模拟数学模型，运用计算机系统预现事故的后果影响范围，以便企业有针对性地建立事故应急预案，实施有效的防范措施。
爆炸性气体以液态储存，如果瞬间泄漏后遇到延迟点火或泄漏到空气中，遇到火源，则可能发生蒸气云爆炸。
导致蒸气云形成的力来自容器内含有的能量或可燃物含有的能量，或两者兼而有之。
“能”的主要形式是压缩能、化学能或热能。
一般说来，只有化学能和热能才能单独形成蒸气云。
以危险性较大的丙烷储罐为例，丙烷的燃烧热为50290kJ/kg，一只50m3的丙烷储罐中最大储存量约22000kg，假设剩余5000kg的物料发生燃爆事故，运用安全评估软件，对易燃液体泄漏发生燃爆的后果进行评估。
评估结果见表7.1。
表7.1 蒸气云爆炸模型评估结果
热通量在空间的分布曲线图
7.3 危害区域
根据对丙烷储罐泄漏后发生燃爆事故的模拟预测：
1、死亡半径为32.1米，该区域内的人员会发生死亡事故。
2、重伤半径为53.3米，该区域内的人员会发生重伤事故。
3、轻伤半径为103.8米，该区域内的人员会发生轻伤事故。
4、财产损失半径为140.6米，该区域内的设备、设施将受到严重破坏。
苯的蒸气云爆炸伤害分析
摘 要
太原 ００５ ； ２东方地球物理勘探有限责任 公司 河 北涿州 ０２ ５） ３０ １ ． ７７ １
介绍了蒸气云爆炸事故机理以及 ４ 种方法研究蒸气云爆炸破坏力 的影响范围 ， 并根据 １ 当量法和． Ｏ Ｎｒ Ｔ 建议 ， Ｎ
计算苯蒸气云燃烧爆炸冲击波的影响范围， 即确定死亡半径 、 重伤半径、 轻伤半径及财产损失半径 ， 为企业和政府的应急救援提 供帮助。
ｏａｉｕ ａ ｄ ｇ ｖ ｎ ｎ ￣ ． ａｔ ｎ ｏｅ ｅ ｅ ＇ｏ 山 ｒｄ ｕ ｓ ｉ８
Ｋｅ ｏ ｄ ｖ ｐ ｕ ｌｕ ｘ ｌ ｓ ｎ ｔ ｅ ｅ ｕｖ ｌｎ ￣ｇ ｔ ｆ１ Ｔ ｙ Ｗ ｒ ｓ ａ ｏ ｒｃｏ ｄ ｅ ｐｏ ｉ ｈ ｑ ｉａ ｅ ｔｗ ｈｙ ０ Ｎｒ ｏ ＮＯ ｄ ｉｅ ａ ｖｃ
２ １ 田 量 法 ． Ｔ当
式 中， 为可燃气体蒸气云的丙烷当量 ，ｇ ｋｏ 财产损失半径指在 冲击波 作用下建 筑物 的三级破坏半 径， 单位 ｍ， 按英 国建筑物破坏等级的划分标准 ， 建筑物的三级 破坏指房屋不能居住 ， 屋基部分或全部破坏 ， 外墙 １ 个面部 —２ 分破损 ， 承重墙损坏严重。可由式（） ６确定， 其中，ｒ＝ ．： ＾ ４６ 山
１ｒ 当量法是评价蒸气 云爆炸破坏力的典型方法。其原 Ｉ ＇ 理： 假定一定百分比的蒸 气云参与爆炸 ， 对形成 冲击 波起 主要 作 用， 当量法是将参与爆炸 的蒸气 云释放 的能量折合成 ｎ 能释放相同能量的 １ 炸药 的量 ， 而把蒸气 云的量转化成 Ｎｒ 从
些不 足 ：
ｆｔｉ ｄｕ， ａａｔ ｒ ｉｓ ｌｙ ａ
ｏ￣ ｆ
ｉｍ ｄｕ ， ｉ ｔ． ｒ ｄｕ ｄｔｅ ｄ ｎｓｏ ｄｕ ｒ ｎ ｒ ｄ ｈｃ ｓ ｏｄ ｔｅｅ ￣ ｎｙｌ ｃｅ ｎ ｊ ｒ ｉｓ ｌ ｈ ｉｕｙ ａｉｓ ｎ ｈ ｂ 删 ｇ ｌｓｒ ｉ ａ ｃ ｆｍｅ，ｗ ｉ ｏ ｈ － ｃ ｒ ｔ ａ ｇ ｊ ｒ ａ ｓ ａ ｓ ｅ ｏｉ ｈｉｓ ｍｅ ｅ ｅ ｌ ｆ
蒸气云爆炸后果预测模型的比较研究
蒸气云爆炸后果预测模型的比较研究
张网;吕东;王婕
【期刊名称】《工业安全与环保》
【年(卷),期】2010(036)004
【摘要】介绍了3种蒸气云爆炸后果预测模型,分别是TNT当量模型、多能法、Baker-Strehlow模型.阐述了这些模型的基本原理,将3种模型进行了对比研究,并将3种模型的无量纲距离和超压关系绘制在了同一图中.对某一蒸气云的爆炸后果进行了预测,并对结果进行了分析,指出了不同模型的优缺点.
【总页数】3页(P48-49,52)
【作者】张网;吕东;王婕
【作者单位】公安部天津消防研究所火灾理论研究室,天津,300381;公安部天津消防研究所火灾理论研究室,天津,300381;公安部天津消防研究所火灾理论研究室,天津,300381
【正文语种】中文
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4.基于FLACS的特高压变压器蒸气云爆炸后果评估 [J], 张少华;蒋慧灵;刘国平
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蒸汽云爆炸的伤害模型
蒸汽云爆炸的伤害模型蒸汽云爆炸是由于以“预混云”形式扩散的蒸汽云遇火后在某一有限空间发生爆炸而导致的。
泄漏的油品如果没有发生沸腾液体膨胀蒸汽云爆炸现象或立即引发大火，溶剂油或燃料油等物质的低沸点组分就会与空气充分混合，在一定的范围聚集起来，形成预混蒸汽云。
如果在稍后的某一时刻遇火点燃，由于气液两相物质已经与空气充分混合均匀，一经点燃其过程极为剧烈，火焰前沿速度可达50～100m／s，形成爆燃。
对蒸汽云覆盖范围内的建筑物及设备产生冲击波破坏，危及人们的生命安全。
发生蒸汽云爆炸现象最起码应具备以下几个条件：①周围环境如树木、房屋及其它建筑物等形成具有一定限制性空间；②延缓了点火的过程；③充分预混了的气液两相物质与空气的混合物；④一定量的油品泄漏。
（2）爆源的TNT当量计算TNT当量计算公式：WTNT=WQf／QTNT式中：WTNT——易燃液体的TNT当量(kgTNT)；Wf——易燃液体的质量(kg)；Qf——易燃液体的燃烧热(MJ／kg)；QTNT--TNT的爆热，取4.52MJ／kg；TNT爆热为4.52MJ／kg，由于本项目中易燃物较多，根据相关原则取最大的易燃液体的燃烧热(MJ／kg)，故取溶剂油作为计算样本。
溶剂油燃烧热值为43.69MJ／kg。
l节油罐车溶剂油的TNT当量：W溶TNT=43.69×790×0.8×60／4.52=3.67×105 kgTNT（3）自由蒸汽云爆炸时的死亡半径根据易燃液体的TNT当量，并且考虑参与了爆炸，对形成冲击波有实际贡献的蒸汽云的量，结合油库区及周边布置情况分析，采取地面爆炸系数1.8，蒸汽云的TNT当量系数0.0 4，运用范登伯(VandenBerg)和兰诺伊(Lannoy)方程计算蒸汽云爆炸时死亡半径为：R=13.6×(1.8×0.04×WTNT／1000)0.37根据最大可能危险原则计算（石油副产品取溶剂油为样本）1节溶剂油罐车爆炸时的死亡半径为：R溶=13.6×(1.8×0.04×3.67×105／1000) 0.37=45.4m根据公司接卸设备能力，该专用线每次可接卸10个危险品罐车。
燃烧与爆炸理论2PPT课件
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（2）闪燃火灾 泄漏后已经形成气云再点火，则称闪燃火灾，
又称气云火灾，此时不会产生显著的超压。如果有 显著的超压，则叫气云爆炸。
在石化工业企业中，经常发生因泄漏而形成闪 燃火灾的事故，如果是泄漏立即点火，则气云尺寸 可能不大；假如是气云扩散一段时间再点火，则会 形成明显的闪燃火灾。1951年和1984年曾经分别在 新泽西和墨西哥发生过严重的具有很大破坏力的闪 燃火灾。
阶段被动量控制； 第二阶段主要受浮力和燃烧过程控制； 第三阶段，随着燃烧的完成，由于浮力的作用，
爆炸造成当班的6名工人中5人死亡、1人失踪，事故 还造成60多人不同程度受伤。
4
秦皇岛骊骅淀粉车间爆炸
2010年2月24日16时许，河北省秦皇岛骊骅淀粉股份有限公司淀粉 四车间发生爆炸，事故发生时现场共有107人，其中39人平安，19人 死亡，49人受伤，其中8人伤势较重。
农业产业化国家重点龙头企业、中国淀粉糖行业前20名、是中国淀粉及淀粉 行业中综合生产能力最大、经济效益最好的重点骨干企业之一。现有员工3300人， 总资产10亿元人民币。
E a E m e SD E s (1 - e-SD )
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2.1.2 泄漏火灾
描述火灾的完整模型应包括如下一些参数： 火焰形状及尺寸；热释放速率；热辐射；火焰温度；
火焰发射率；表面发射功率；形状因子。 （1）辐射传热
泄漏火灾中最主要的传的热方式是辐射方式。 火焰辐射热计算式：E=εσT4=Qr/Af
火焰传播速度yf将与容器的尺寸无关。 （3）燃烧速度
油池火灾，如果使用固体火焰传播模型，则必 须知道火焰的几何特征（直径、高度）。
1乙烯贮罐蒸气云爆炸计算
盛装气体的压力容器爆破事故后果模拟分析物理爆炸如压力容器破裂时，气体膨胀所释放的能量（如爆破能量）不仅与气体压力和容器的容积有关，而且与介质在容器内的物性相态有关。
以气态存在的压力容器，如空气、氧气、氢气等，其伤亡半径、财产损失半径计算如下：1、盛装气体压力容器爆破事故计算模型 1.1压缩气体与水蒸气容器爆破能量当压力容器中介质为压缩气体，即以气态形式存在而发生物理爆炸时，其释放的爆破能量为：3110)]1013.0(1[1⨯--=-pk pV E kk g （1-1）式中：g E ——气体的爆破能量，KJp ——容器内气体的绝对压力，MPaV ——容器的体积，m 3k ——气体的绝热指数，即气体的定压比热与定容比热之比常用气体的绝热指数数值如表1-1，k 值可按气体的分子组成近似的确定，双原子气体k=1.4，三原子气体和四原子气体k=1.2~1.3。
常用气体的绝热指数 表1-1对于常用压力下的干饱和蒸汽容器的爆破能量可按下式计算：V C E s s =式中s E ——水蒸汽爆破能量，KJV ——水蒸汽的体积，m 3s C ——干饱和水蒸汽爆破能量系数，KJ/m 3各种常用压力下的干饱和水蒸汽容器爆破能量系数如表1-2常用压力下干饱和水蒸汽容器爆破能量系数 表1-21.2将爆破能量换算成TNT 当量q爆破能量换算成TNT 当量q 。
因为1KgTNT 爆炸所放出的爆破能量为4320~4836KJ/Kg ，一般取平均爆破能量为4500KJ/Kg ，故其关系为：4500g TNTg E q E q ==（1-2）1.3爆炸的模拟比实验数据表明，不同数量的炸药发生爆炸时，如果距离爆炸中心的距离R 之比与炸药量q 三次方根之比相等，则所产生的冲击波超压相同，用公式表示如下：α==310)(q qR R 则0p p ∆=∆ （1-3）式中 R ——目标与爆炸中心的距离，m R 0——目标与基准爆炸中心的距离，m q 0——基准爆炸能量，TNT 当量，kgq ——爆炸时产生冲击波所消耗的能量，TNT 当量，kg p ∆——目标处的超压，MPa0p ∆——基准目标处的超压，MPaα——炸药爆炸试验的模拟比根据式（1-3）爆破能量与1000KgTNT 爆炸的模拟比为：31313101.0)1000()(q q q q ===α （1-4）1.4 1000KgTNT 爆炸时死伤半径、财产损失半径的计算超压准则认为，只要冲击波超压达到一定值便会对目标造成一定的破坏或损伤。
穿越管道发生蒸汽云爆炸时的模型分析
炸只需要 ０ － ２ ８ ｍＪ的点火能量作 用即可 ，它所 产生的冲击 能
量会直接 对建筑物 构筑物和人体 造成不 同程 度的危害 ，强度
与 ＣＨ４气 体混 合物 的空间体 积有关 ，可 以采 用 以下 公式 进 行计算 ；
Ｌ ｈ＝Ｖ・ Ｈ． ４ ２７
１ ０ Ｋｐ ａ时 ，受 压面 的 门窗玻 璃大 部分 破碎 ；１ ５ ～ ２ ０ Ｋｐ ａ时 窗框损坏 ；２ ０ － ３ ０ Ｋ ｐ ａ时 ， 墙体 出现裂缝 ， 人体有轻微损伤 ：
４ ０ ～ ５ ０ Ｋｐ ａ时 ，墙体出现大裂缝 ，屋瓦掉下 ，对人体会损伤 听觉或骨折 ；６ ０ － ７ ０ Ｋｐ ａ时 ，建筑厂房等柱 折断 ，房梁松动 ， 对人体 内脏器官岁上严重或致死 ；２ ０ ０ ～ ３ ０ ０ Ｋ ｐ ａ时 ，大型钢 结构破坏 ，人会死亡 。 根据 Ｒ ０值 在 表 １～表 ３中找 出 巨 离为 Ｒ ０ 处 的超 压 Ａ Ｐ ０ ， 此 即所 求 距离 为 Ｒ处 的 超压 。根 据 表 １～表 ３所 示 ，人 员 死 亡 半 径 为 Ｒ＝ ２ ０×０ ． ７ ６ ８ ＝１ ５ ３ ６ ｍ；人 员 重 伤 半 径 为 Ｒ＝ ３ ０ Ｘ ０ ． ７ ６ ８ ＝ ２ ３ ． ０ ４ ｍ ： 人 员 轻 伤 半 径 为 Ｒ＝ ５ ５ Ｘ ０ ． ７ ６ ８ ＝ ４ ２ ． ２ ４ ｍ；事故 后 果模拟 分析 结 果如表 ４所
‘ ｃ ≥ １ ＝ ５ ９ ５ ２ ５ ‘
， ＝
管道内工作温度为常温 ，故气体温度为 ２ ９ ８ ． １ ５ Ｋ：
（ 南）
詈 （ ）
式中：ｐ Ｏ一环境压力 ，单位为 Ｐ ａ；
ｐ 一 容器内介 ｒ一 热 容比
化学爆炸冲击波能量计算
介 质泄 漏于 空气 中的 主要 原因 是在输 送 ＣＨ 的管 阀连 接处 和运行 过程 中的误 操作 以及管道 破损等 事故 因素 。ＣＨ
蒸汽云爆炸模型
5.6.2爆炸伤害模型TNT当量算法计算过程丙烷储罐爆裂伤害范围计算项目液态丙烷储罐区设100m3储罐8台,如1台不慎发生爆裂,发生火灾爆炸,其气体泄漏量计算：设裂口直径20cm, 温度为303K, 压力为1.6MPa。
按液体泄漏, 不考虑液位高度。
A=0.12×3.14=3.14-2×10m2Q=C d A p[2(p-p0)/p]0.5=0.6×3.14-2×100×1600{[2×(1.6-0.1)×106/1600}0.5=1305kg/s如泄漏的液态丙烷的全部气化,由于静电(或其他点火源)发生爆炸, 其蒸汽云爆炸伤害模型中的TNT当量法进行分析W TNT= a·W f·Q f/ Q TNT式中：W TNT﹣蒸汽中的TNT当量W f﹣蒸汽中燃料的总质量，Kg；a﹣蒸汽爆炸的效率因子。
C3H8：3%Q f﹣蒸汽的燃烧热，KJ/kg Q fc4=49150 Q TNT﹣TNT的爆炸热，一般取4520 KJ/Kg⑵死亡半径公式：R0.5=13.6（W TNT/1000）0.37⑶财产损失半径公式：R=4.6·W TNT1/3/【1+(3175/W TNT)2】1/6贮罐区汽化丙烷的量以上式估算泄漏量1305kg计算。
W TNT=1.8·a·W f· Q f/Q TNT=1.8×3%×1305×49150/4520=766.28Kg注：1.8是地面爆炸系数死亡半径计算:R0.5=13.6×(W TNT/1000)0.37=13.6×(766.28/1000)0.37=12.34≈12.30(m) 财产损失半径：R=4.6·W TNT1/3/【1+(3175/W TNT)2】1/6=4.6×766.281/3/【1+(3175/766.28)2】1/6=32.12≈32.10（m）根据以上计算，则丙烷储罐区丙烷储罐如发生破裂泄漏,以泄漏口直径20cm计,发生火灾爆炸，其死亡半径为12.30米，财产损失半径为32.10米。
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南京工业大学硕士学位论文 化工过程爆炸灾害模拟评价及防灾决策支持系统研究
出口连接处疲劳失 效泄漏，形成气云 被引爆 法兰失效，泄漏形 成气云被引爆 卡车储罐失效，泄 漏形成气云被引爆 管线失效，泄漏形 成气云被引爆 排水阀开启，泄漏 形成气云被引爆
物质溢出形成气 云，被引爆
球罐泄漏，形成气 云被引爆
管线破裂泄漏，形 成气云被引爆
管线疲劳失效 工艺不稳定导致 过压和高温 泄压阀冻结 管线失效 温度过低，水凝固 导致阀门开启
2.1 过程爆炸事故模式及致因分析
对蒸气云爆炸和沸腾液体扩展蒸气爆炸两种典型的重大爆炸灾害事故进行 案例统计与分析，根据近 40 年来国内外已经正式发布的不同的工厂、工艺过程 中所发生的重大气云爆炸事故数据，根据各事故致因的不同，经统计分析，归纳 提炼出的 UVCE、BLEVE 分为以下事故模式，见表 2.1，2.2。
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南京工业大学硕士学位论文 化工过程爆炸灾害模拟评价及防灾决策支持系统研究
事故模式 过热引发爆炸 槽罐破裂导致 爆炸 撞击失效引发 爆炸
火灾烧烤罐 体，蒸气区罐 体局部受热破 裂，引发 BLEVE
储事故模式统计分析
Table 2.2 Statistic and analysis of accident modes for BLEVE
1989.12.24，美国埃克桑巴吨罗夫炼油厂，寒冷气 候使的丙烷和丁烷气体运输管线龟裂泄漏形成气 云，8 台贮罐被大火吞没，发生爆炸，近 10km 范 围内的房屋窗户被毁坏，造成 2 人死亡。 1972.3.30，巴西石油公司液化气球罐（1000m3）， 由于送入罐内的气体温度过高，导致压力升高， 加上安全阀故障，于是开排泄阀，无法关闭此阀， LPG 泄漏并引爆，导致 BLEVE，火柱高达 300 米，碎片飞散达方圆 3km，造成 37 人死亡，36 人受重伤，设备损失达 28 亿日元以上。
1992.11.9，法国拉梅德，硫化催化裂化 装置回收丁烷和丙烷德管线破裂，形成 蒸气云被引燃，连续爆炸，损失 2.94 亿美元。
1988.11.9，印度马弗罗炼油厂贮罐区石 脑油管线破裂，泄漏形成气云被引爆， 爆炸冲击波波及 5000m2，导致 22 人死 亡，12 人重伤，15 人轻伤。 1984.7.23 美国伊利诺斯州罗姆维尔，单 乙醇胺脱硫塔环焊缝出现裂纹、扩大、 泄漏，形成蒸气云爆炸，损失 2.57 亿美 元。
管线接头损坏导致 LPG 泄漏，引发火灾，
腐蚀使液化石油气储罐 泄漏
1983，Nijmegen,铁路槽罐无安全阀，在暴露火焰 25 分钟后爆炸，产生直径 40 米的火球 1984.2.8，美国，大火包围了 946 升的液化石油气 贮罐的蒸气区，使的罐体金属强度下降、失效， 而发生了爆炸，碎片最远飞行距离 1345 英尺。 1986，加利福尼亚，LPG 储存场所，由于压力泄 放阀故障和太阳热辐射引发的火灾，从而导致 BLEVE，产生 90 米高的直径为 45 米的火球。 1984.11.19，墨西哥圣胡安.伊克斯华特佩克的一 座化工厂，由于瓦斯泄漏引起火灾导致一系列爆 炸，容纳 1500 立方米的液化气的 4 座球形贮罐及 其它小贮罐发生 BLEVE，产生巨大火球和 10-40 吨的碎片抛射到 900 米处，造成了 542 人死亡、 7000 人严重烧伤和 35 万人无家可归。 1973.5，亚利桑拿州柯英门的得克梭液化气供应 站，火灾引发 BLEVE，地面火球以最初的爆炸点 为中心向四周扩散了 150-200 英尺，火球有几百 英尺高、800-1000 英尺宽，1000 英尺外人员受到 伤害，造成 12 名消防人员死亡。 法国费赞一炼油厂液化石油气球形贮罐受 LPG 火焰烧烤，引发爆炸，造成 7 人死亡，100 多人 受伤。
管线腐蚀泄漏，形 成气云被引爆
管线破裂泄漏，形 成气云被引爆
塔器裂缝泄漏，形 成气云被引爆
阀门开启放水， LPG 泄漏被引爆
法兰泄漏，形成气 云被引爆
储罐破裂泄漏，形 成气云被引爆 液氧漏入，发生爆 炸燃烧
储罐泄漏，形成气 云爆炸
储罐超压导致，泄 漏形成气云被引爆
管线失效泄漏，形 成气云被引爆
腐蚀损坏
表 2.1 蒸气云爆炸事故模式统计分析
Table 2.1 Statistic and analysis of accident modes for UVCE
事故模式
事故致因
工厂/工 艺类型
事故案例数据
1989.10.23，美国得克萨斯州帕萨迪纳，
球阀泄漏，形成蒸 气云被引爆
维修程序错误
维修程序错误，乙烯和异丁烯球阀泄 漏，形成蒸气云被引爆，损失 8.12 亿美
1997 年 9 月 14 日印度 HPCL 炼油厂因腐蚀使该 厂一个液化石油气储罐泄漏，从而引发一系列事 故并逐渐演变成一场灾难，导致 60 人死亡，造成 1.5 亿美元财产损失，威胁附近城市 200 万居民的 安全。
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南京工业大学硕士学位论文 化工过程爆炸灾害模拟评价及防灾决策支持系统研究
槽罐火灾引发 BLEVE
法国费赞一石油精制厂，取样阀冻结泄漏早晨可 燃气泄漏，火灾烧烤球罐底部支柱弯曲，球罐倾 斜，罐底破裂，后发生爆炸，产生巨大的火球。
日本一液化石油气储存地，由于槽车与圆筒形贮 罐间的软管线接头由于槽车移动损坏，导致 LPG 泄漏，引发火灾，罐体压力上升，安全阀动作， 火势增大，贮罐内 LPG 受热处于过热状态，瞬时 气化，发生爆炸。
元。
1974.6.1，英国费利克斯博洛，环氧乙
管线损坏泄漏，形 反应器旁路大口 石油化工 烷反应器旁路大口径管线损坏、泄漏，
成蒸气云被引爆 径管线损坏
形成蒸气云被引燃、爆炸，损失 1.7 亿
美元。
储气室泄漏，形成 蒸气云被引爆
储气室故障泄漏
1987.11.14，美国得克萨斯州潘帕，高 压进气储气室故障、泄漏，形成蒸气云 被引燃、爆炸，损失 2.69 亿美元。
1988.10.21，上海高桥石油化工公司炼 油厂，在对球罐开阀放水时，违反操作 规程没切换开关，致使液化气随水外溢 9.7 吨，扩展后遇明火引爆，造成 25 人 死亡，烧伤 17 人。 1996.7.26，墨西哥卡克图斯，液化石油 气泵入口法兰泄漏，形成蒸气云被引 燃，产生一系列爆炸，包括 BLEVE， 损失 1.39 亿美元。 1977.3.4，卡塔儿乌姆赛义德，大型精 丙烷储罐破裂，液态丙烷泄漏并漫过防 液堤，发生蒸气云爆炸，损失 1.67 亿美 元。
1997.12.9，印度尼西亚沙捞越宾图卢， 空分装置中的一铝制换热器有液氧漏 入，发生爆炸性燃烧，损失 2.75 亿美元。 1975，哈里发，储罐裂缝导致储罐失效， 665 磅氢气泄漏到空中，形成半径 30 英尺的气云，释放了相当于 20-40 磅 TNT 炸药能量，直接经济损失 275 万美 元。
管线泄漏火灾 引发 BLEVE
高温导致超 压、开阀排泄 泄漏引爆
铁路槽车出轨
撞击导致管线破坏
寒冷气候使的气体运输 管线龟裂泄漏形成气云
罐内温度过高，压力升 高，安全阀故障，开排 泄阀，无法关闭此阀， LPG 泄漏引爆
1970.6.21，伊利诺斯洲伊斯兰城，每两装有 34000 加仑液化气车辆货车发生出轨事故，最初 3 个小 时内发生了 3 次 BLEVE，导致 64 人受伤。 1998.4.9，美国衣阿华州一农场，由于越野车撞坏 地面上 2 根丙烷管道，引发了丙烷罐大火并发生 BLEVE，造成 2 名消防人员死亡，7 人受伤，建 筑物被冲击波毁坏。
升高，由于液体热膨胀 用，罐体产生龟裂，导致泄漏，使液体处于过热
作用，罐体产生龟裂， 状态，发生沸腾并迅速产生大量蒸气，导致罐体
导致泄漏，使液体处于 爆裂。
过热状态
外来撞击
1985，北美洲安大略湖
房屋火灾强烈的热辐射
压力泄放阀故障和太阳 热辐射
瓦斯泄漏引起火灾导致 一系列爆炸
阀门冻结，LPG 泄漏扩 散至马路，汽车引燃 LPG，火焰蔓延、烧烤 罐体
事故致因
事故案例数据
火焰烧烤
1980，加拿大米西索加，装有丙烷的铁路槽车受 火焰烧烤爆炸，导致 23 节车厢出轨，其中 3 节装 有丙烷。
外来火焰加热导致罐钢 1984.6.13，Salmon Arm,卡车罐由于外来火焰加热
材强度下降
导致罐钢材强度下降而爆裂，引发爆炸。
太阳热辐射，罐内温度 太阳热辐射，罐内温度升高，由于液体热膨胀作
南京工业大学硕士学位论文 化工过程爆炸灾害模拟评价及防灾决策支持系统研究
2 气云爆炸事故机理及模型
爆炸是化工过程中的重大灾难性事故之一，化工过程常发生的爆炸灾害形式 包括反应失控引起的装置爆炸、蒸气云爆炸和沸腾液体扩展蒸气云爆炸等事故模 式。化工过程爆炸的事故共同特点是参与的爆炸物质量一般都较大，导致的危害 和损失巨大。本章将重点研究探讨蒸气云爆炸和沸腾液体扩展蒸气云爆炸两种事 故形式。
1997 年 9 月 14 日印度 HPCL 炼油厂因
储罐腐蚀泄漏，形 成蒸气云被引爆
腐蚀使该厂一个 液化石油气储罐 泄漏
炼油厂
腐蚀使该厂一个液化石油气储罐泄漏， 从而引发一系列事故并逐渐演变成一 场灾难，导致 60 人死亡，造成 1.5 亿美 元财产损失，威胁附近城市 200 万居民
的安全。
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南京工业大学硕士学位论文 化工过程爆炸灾害模拟评价及防灾决策支持系统研究
管线破裂
塔器环焊缝出现 裂纹并扩大 违反操作规程，没 切换开关 LPG 泵入口法兰 泄漏 储罐破裂，液态丙 烷泄漏漫过防液 堤 换热器液氧漏入 储罐裂缝导致储 罐失效、泄漏