原油罐区池火火灾模型计算
柴油库池火灾模拟分析
柴油库池火灾模拟分析1依据(1) 《化工企业定量风险评价导则》（AQ/T3046-2013） (2) 《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-2008）2库区简况估测：油库为长方形，长70m ，宽66m ；内由0.5m 高隔堤分隔成2×2000m 3罐区和6×1000m 3罐区两部分。
3泄露分析 3.1泄漏场景柴油储槽为常压储罐，以2000m 3储槽分析可信泄漏场景，其常见的泄露场景见表3.1-1。
3防火堤，1m 高70m注：完全破裂为1储槽柴油全部泄漏。
3.2泄漏量计算设2000m 3柴油罐发生小孔泄露，泄露点位于距槽底0.4m 处，泄漏时储槽内柴油液位为10m ，则泄漏量计算见式3.2-1和3.2-2。
t A A gC gh p p AC Q L m 0220002ρρρ-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=（3.2-1） 式中：Q m ——瞬时泄漏质量流率，单位为Kg/s ； P ——储罐内压力,单位为Pa ，同环境压力； P 0——环境压力,单位为Pa ；（4-1） 式中：S ——液池面积，单位为m 2；ρ——液体的密度，为850kg/m 3； H min ——最小物料层厚度，为0.005m 。
4.2确定火焰高度液池火焰高度的计算见式如下：61.00)]/([42gD m DL f ρ⨯=（4-2）式中：L ——火焰高度，单位为m ；()ρ⨯=min /H W SD ——池直径，单位为m ；m f ——燃烧速率，为0.04933kg/（m 2·s ）； ρ0——空气密度，为1.29kg/m 3； g ——重力加速度，为9.8m/s 2。
4.3液池燃烧总热辐射通量液池燃烧总热辐射通量计算见式4-3：]172[)2(61.02++=fc f m H m rL r Q ηππ（E.35）式中：Q ——总热辐射通量，为kw ；2000m 3射强度见式5-1：24xQt I cπ=（5-1） 式中：I ——热辐射强度，kW/m 2；Q ——总热辐射通量，kW ； c t ——热传导系数，此处取1；x ——目标点到液池中心距离，m 。
池火灾
池火灾1.池火灾分析步骤可燃液体（如甲醇、乙醇）泄漏后流到地面形成液池，或流到水面并覆盖水面，遇到火源燃烧而成池火。
池火计算步骤如下：（1）计算可燃液体（如甲醇、乙醇）的燃烧速度；（2）计算或确定液池面积；（3）计算火焰高度；（4）计算热辐射的不同入射通量所造成的损失。
2.池火灾计算模型简介（1）燃烧速度当液池中的可燃液体的沸点高于周围环境温度时，液体表面上单位面积的燃烧速度dm/dt 为：()H T T C H dt dm b P c +-=0001.0 式中dt dm —单位表面的燃烧速度，s m kg ∙2；c H —液体燃烧热，kg J ；p C —液体的定压比热，k kg J ∙；p T —液体的沸点，K ；0T —环境温度，K ；H —液体的汽化热，kg J 。
当液体的沸点低于环境温度时，如加压液化气或冷冻液化气，其单位面积的燃烧速度dt dm 为：HH dt dm c 001.0= 式中符号意义同前。
（2）火焰高度（5.0⎪⎭⎫ ⎝⎛=πs r ） 设液池为一半径为r 的圆池子，其火焰高度可按下式计算：()6.0210284⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡=gr dt dm r h ρ式中h —火焰高度，m ；r —液池半径，m ；0ρ—周围空气密度 30293.1m kg =ρ（标准状态）g —重力加速度 28.9s m g =dt dm —燃烧速度（3）总热功率液池燃烧的总热功率：()()[]17226.02+∙∙+=dt dm H dt dm rh r Q c ηππ 式中Q —总热辐射通量，W ；η—效率因子，可取35.0~13.0；其余符号意义同前。
（4）目标入射热辐射强度距离池中心某一距离（r ）处的入射热辐射强度为24r Q q πλ= 式中：q —热辐射强度，2m W ；Q —液池燃烧的总热功率，W ；λ—辐射率，此处可取为0.1；r —目标点到液池中心的距离。
（5）确定火灾损失火灾通过热辐射方式影响周围环境，当火灾产生的热辐射强度足够大时，可使周围的物体燃烧或变形，强烈的热辐射可能烧毁设备甚至造成人员伤亡等。
原油储罐的火灾爆炸危险分析和安全技术对策(ppt 20)
三、原油储罐应采取的安全技术对策
3.1控制罐内火灾爆炸事故的安全技术对策
（1）原油固定顶储罐呼吸阀处应装设阻火器，以防 止外部火源进入罐内，并定期检查。 （2）原油储罐内应装设火灾探测装置，如固定顶油 罐设防爆型定温控测器，对扑救和控制油罐内初期火 灾是非常必要的，可及时预知并采取措施防止火灾扩 大和蔓延。 （3）原油储罐根据罐容量大小选择半固定式或固定 式消防冷却水系统和低倍数泡沫灭火系统，储罐区和 罐顶配置相应数量的移动式灭火器。
原油储罐的火灾爆炸危 险分析和安全技术对策
(ppt 20)
2021年7月7日星期三
前言
按原照油重储大罐危发险生源火的灾辨或识爆方炸法，，会处产理生、较使大用的易破 燃坏物范质围本超，文过以从2t及原的惨油生重物产的料设本人备身身和的伤易危亡燃险物和特质财性超产、过损原2失0油t，的储如罐 储1火9存8灾9设年爆备黄炸均岛的为油发重库生大一危机座险理2源和.0。危×经害10重特4m大点3原危等油险几储源个罐快方发速面生评进火行 价灾火计爆灾算炸爆，，炸油火危田灾险地持分面续生析10产，4场小并站时提中，出的损有大失效部原的分油安生4全×产技1设0术4备m措3，施 为占，重地以大2控5危0制亩险的和源原消，油除其罐原中区原油和油储生储罐产罐重区属（的于特设危）施险大全级恶部别性烧最事毁高故，发 的1生0重余，大辆保危消证险防油源车田之被安一烧全，毁生为，产油1。9田人安死全亡生，产10控0多制人的受重伤中， 之事重故。造成直接经济损失 3540万元。
结语
易燃液体罐区池火灾模型浅析
易燃液体罐区池火灾模型浅析作者：郭丰收王晓东庄怀鹏来源：《中国化工贸易·上旬刊》2019年第04期摘要：本文详细论述了池火火灾模型，在此基础上应用该模型对易燃液体罐区所发生火灾的危险性进行了定量分析，从而能加深人们对易燃液体罐区火灾的认识，提高安全防范意识，为企业制定应急措施、编制事故应急预案提供理论依据。
关键词：易燃液体罐区;火灾;模型1 引言在化工生产过程中，易燃液体的储存一般采用储罐的形式，且储存物料量一般较大，由于生产操作、储罐及与其相连的设备、管理等原因，易燃液体罐区易发生跑冒滴漏，易燃液体泄漏后聚集在防火堤内形成液池，液池表面易燃液体蒸汽由于对流而蒸发，遇到引火源会发生池火灾，热辐射是其主要危害。
其危害程度可依据其辐射强度作为指标来参考，而辐射强度与池火燃烧速度、火焰高度、热辐射通量密切相关，因此池火火灾模型主要通过池火燃烧速度、火焰高度、热辐射通量、目标辐射强度四个参数来表述。
2 池火灾模型分析简述易燃液体（如汽油、柴油等）泄漏后流到地面形成液池，遇到火源燃烧而形成池火。
池火燃烧速度、火焰高度、热辐射通量及目标辐射强度可用下面几个关系式来表述。
2.1 燃烧速度当液池中的可燃液体的沸点高于周围环境温度时，液体表面上单位面积的燃烧速度为：其中：dm/dt-单位表面积燃烧速度，kg/（m2·s）;Hc-液体燃烧速度，J/kg;cp-液体的比定压热容，J/（kg·K）;Tb-液体的沸点，K;T0-环境温度，K;H-液体的气化热，J/kg;当液体的沸点低于环境温度时，其单位面积的燃烧速度为：燃烧速度可以从化工安全技术手册中直接得到。
2.2 火焰高度设液池为一半径为r的圆池子，其火焰高度可按下式计算：其中，h-火焰高度m;r-液池半径m;ρ0-周围空气密度kg/m3;g-重力加速度9.8m/s2;dm/dt-燃烧速度，kg/（m2·s）2.3 热辐射通量当液池燃烧时放出的总热辐射通量为：其中，Q-总热辐射通量W;η-效率因子，可取0.13-0.35;其他符号同前。
池火灾事故后果计算过程
池火灾事故后果计算过程1）池火灾事故后果计算过程（1）柴油泄漏量设定一个5000m3柴油罐底部DN200进油管管道破裂出现长50cm，宽1 cm的泄漏口，泄漏后10分钟切断泄漏源。
泄漏的液体在防火堤内形成液池，泄漏时工况设定情况见表9-4。
表9-4 油品连续泄漏工况泄漏源介质温度( 0C)介质压力（Mpa）介质密度（kg/m3）泄口面积(m2)泄漏时间(min)备注柴油罐常温常压8700.00510按10分钟后切断泄漏源计柴油泄漏量用柏努利公式计算：Q = CdAρ *2(P-P0)/ ρ+2gh+1/2 W = Q.t式中: Q－泄漏速率（kg/s）；W－泄漏量（kg）；t－油品泄漏时间（s），t=600 sCd－泄漏系数，长方形裂口取值0.55（按雷诺数Re＞100计）；A－泄漏口面积（m2）；A =0.005 m2ρ－泄漏液体密度（kg/ m3）；P－容器内介质压力（Pa）；P0 －大气压力（Pa）；g－重力加速度（9.8 m /s2）；h－泄漏口上液位高度（m），柴油罐液面安全高度15.9 m。
经计算Q = 42.23 kg/s、W = 25341 kg（10分钟泄漏量）（2）泄漏柴油总热辐射通量Q（w）柴油泄漏后在防火堤内形成液池，遇点火源燃烧而形成池火。
总热辐射通量Q（w）采用点源模型计算：Q = (л r2 + 2л rh) •m f •η•Hc/（72 m f 0。
61+ 1）式中: m f—单位表面积燃烧速度kg/m2 .s，柴油为0.0137；Hc—柴油燃烧热，Hc = 43515kJ/kg；h—火焰高度h（m），按下式计算：h = 84 r{ m f /*ρO（2 g r）1/2+}0.6 ρO—环境空气密度，ρO=1.293kg/ m3；g—重力加速度，9.8 m /S2 &。
易燃液体罐区池火灾模型浅析
易燃液体罐区池火灾模型浅析易燃液体罐区池火灾是指在储罐区或池区中发生的易燃液体的火灾事故，由于易燃液体具有易燃、挥发性、蒸气浓度较大等特点，一旦发生火灾往往具有较高的燃烧强度和扩散速度，对人员和环境安全造成严重威胁。
为了预测和评估罐区池火灾事故的发展过程和危害程度，研究人员对易燃液体罐区池火灾进行了深入的研究，并建立了相应的火灾模型。
易燃液体罐区池火灾模型是一种描述火灾发展过程的数学模型，它通过数学方程来模拟燃烧过程，预测火灾的扩散速度和范围，以及火灾对周围环境的影响。
根据火灾模型，可以对火灾进行定量化的评估，为灭火、疏散等应急措施提供科学依据。
易燃液体罐区池火灾模型的建立基于一系列基本假设和方程，其中最常用的是化学反应动力学和传热传质方程。
化学反应动力学方程描述了火灾燃烧过程中的热释放和燃料消耗速度，而传热传质方程则描述了火灾热量传递、质量传递和物质浓度变化的规律。
火灾模型通常分为几个阶段：燃烧前期、燃烧发展期和燃烧衰减期。
燃烧前期主要是指火源点燃燃料后，热量开始释放，火焰开始形成的过程。
燃烧发展期是指火焰向周围蔓延的过程，火势逐渐扩大，热量释放不断增加。
燃烧衰减期是指火焰逐渐减弱，热量释放逐渐减少，最终熄灭。
在模拟火灾过程中，还需要考虑一些重要因素，如风速、温度、湿度等天气条件，以及容器结构、储量、储罐间距等物理因素。
这些因素对火灾的扩散速度和危害程度有重要影响，必须在模型中加以考虑。
火灾模型的建立需要大量实验数据的支持，并对模型进行不断修正和验证。
还需要与实际火灾案例进行比对，以进一步完善模型的准确性和可靠性。
在实际应用中，易燃液体罐区池火灾模型可以用于火灾安全评估、消防设计、灭火系统选择等方面。
通过模拟分析，可以预测火灾发展过程和扩散范围，为消防救援提供重要依据，提高火灾的控制和应对能力。
还可以通过模型建立火灾预警系统，及时发现和报警火灾，加强对火灾的监测和管理。
易燃液体罐区池火灾模型是火灾研究领域的重要工具，它可以帮助人们更好地理解和预测火灾的发展过程和危害程度，对火灾安全工作具有重要意义。
道化学火灾(原始计算)
道化学火灾（原始计算）道化学火灾、爆炸指数评价法一、计算过程1评价对象油气处置分公司原稳装置具备核爆危险性的介质主要为原油和轻烃，在本次评价中，利用道化学火灾、核爆危险指数法对设备、设施及工艺方面安全性单元中的加热炉、原油缓冲器罐、平衡塔搞定量评价。
评价单元物性数据表单元评价子单元名称主要物质nfnr物质系数燃烧热（103but/lb）1301621.3加热炉原油2301621.3原油缓冲罐原油3301621.3稳定塔原油2工艺单元危险系数(f3)1)放热化学反应3个单元均并无放热反应，故值域均为0.2)吸热反应加热炉为物料吸热过程，故取值0.25。
3)物料处理与输送所有ⅰ类易燃或液化石油气类的物料在相连接或末相连接的管线上装运时的系数为0.5。
4)半封闭单元或室内单元3个单元均为室外装置。
5)地下通道生产装置周围有紧急救援车辆的通道，且在两个方向上设有通道。
6)排放和泄漏控制3个单元周围为可以排放量外泄液的平缓地，一旦起火，可以引发火灾，系数为0.5；3特定工艺危险性1)毒性物质毒性物质的危险系数为0.2×nh。
三个单元：nh=12)负压操作本装置微单轴操作方式。
3)燃烧范围或其附近的操作3个单元未在冷却范围或其附近的操作方式4)粉尘核爆本装置无粉尘。
5)释放压力序号设备名称压力(mpa)系数原油平衡塔30.170.23加热炉50.170.23原油缓冲器罐110.2550.252计算公式：y＝0.16109+1.61503(x／1000)-1.42879(x／1000)+0.5172(x／1000)36)低温3个单元无低温情况。
7)易燃和不平衡物质的数量(1)工艺过程中的液体或气体。
单元加热炉原油缓冲器罐10min可能将外泄量（吨）1.80135.51系数0.152.32平衡塔20.161.4523计算公式：lgy=0.17179+0.42988(lgx)－0.37244(lgx)+0.17712(lgx)－0.029984(lgx)4工艺中的液体和气体的危险系数(2)储存中的液体或气体(工艺操作方式场所之外)。
易燃液体罐区池火灾模型浅析
易燃液体罐区池火灾模型浅析随着工业化和城市化进程的不断加快，易燃液体罐区池火灾成为了一个威胁人们生命和财产安全的重大问题。
为了有效预防和控制易燃液体罐区池火灾，科学家们不断进行着深入的研究和分析。
本文将对易燃液体罐区池火灾模型进行浅析，希望能为相关人员提供一些参考和帮助。
一、易燃液体罐区池火灾的特点易燃液体罐区池火灾是指在储罐、集装箱或储罐区等设施内储存的易燃液体、液化气体发生火灾的一种灾害。
其特点主要有以下几点：1.易燃：易燃液体罐区池火灾的燃烧材料主要是易燃液体或液化气体，其燃烧性能极强，一旦发生火灾往往火势迅速蔓延，造成巨大危害。
2.池火：易燃液体罐区池火灾往往在罐区、油库等集中储存易燃液体的地方发生，形成的火势巨大，对周围环境和人员造成严重危害。
3.难以控制：易燃液体罐区池火灾一旦发生，由于燃烧物质易挥发、易蔓延，加之火势巨大，难以迅速控制和扑灭，给消防救援工作增加了一定的难度。
为了更好地预防和控制易燃液体罐区池火灾，科学家们研发了一系列火灾模型来模拟和分析易燃液体罐区池火灾的发展过程，从而为实际的消防救援工作提供科学依据。
最具代表性的模型有基于CFD（计算流体动力学）的火灾模型、有限元素数值模拟模型、火灾动力学模型等。
1.基于CFD的火灾模型CFD是一种利用计算机模拟流体流动和传热过程的方法，已经广泛应用于火灾工程领域。
基于CFD的火灾模型可以对易燃液体罐区池火灾的燃烧过程、热传递、烟气扩散等物理现象进行模拟和分析，进而可以预测火灾的发展趋势，为火灾现场的应急救援提供科学依据。
2.有限元素数值模拟模型有限元素数值模拟模型是一种利用有限元素法对火灾现场的温度场、热辐射场等进行数值模拟和分析的方法。
通过该模型，可以模拟和分析易燃液体罐区池火灾的热辐射、燃烧物质的温度分布、火灾对周围环境的影响等，为灾害发生后的应急处理提供科学依据。
3.火灾动力学模型易燃液体罐区池火灾模型的研究和应用已经取得了一定的成果，为防范和控制易燃液体罐区池火灾提供了有力的工具和方法。
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原油罐区池火火灾模型计算
在油田联合站、长输管线的首末站及石化炼厂中，原油储罐区是原油最集中的场所，储存的原油量较大，由于生产操作、储罐及其相连的设备、管理等原因，原油罐区极易发生油气跑、冒、滴、漏，存在很大的火灾隐患。
原油储罐区一旦发生油气泄漏，极有可能发生火灾、爆炸事故，造成严重的人员伤亡和巨大的财产损失。
1.池火火灾
原油泄漏的原因从人-机系统来考虑主要有设计失误、设备原因、管理原因及人为失误等原因。
原油泄漏后聚集在防火堤内形成液池，原油液池表面油气由于对流而蒸发，遇到引火源会发生池火灾。
美国学者R. Merrifield和T.A.Roberts提出，可燃液体引起的池火灾，热辐射是其主要危害。
热辐射对人体的伤害主要通过不同热辐射通量对人体产生的不同伤害程度来表示。
池火灾通过辐射热的形式对周围的人、财物产生危害，其危害程度可依据其辐射强度作为指标来参考，而辐射强度与池火燃烧速度、火焰高度、热辐射通量密切相关，因此池火火灾模型主要通过池火燃烧速度、火焰高度、热辐射通量、辐射强度四个参数来表述。
2.池火火灾模型简述
可燃液体泄漏后流到地面形成液池，或流到水面并覆盖水面，遇到火源燃烧而形成火池。
池火燃烧速度、火焰高度、热辐射通量、辐射强度可用下面几个关系式来表述。
2.1燃烧速度
当液池中的可燃液体的沸点高于周围环境温度时，液体表面上单元面积的燃烧速度
dt
dm
： H T -T C H 001.0dt dm 0b p c +=）
（式中：dt dm 表示单位表面积燃烧速度，kg/（m 2·s ）；H c 表示液体燃烧热，J/（kg ·k ）；C p 表示液体的比定压热容，J/（kg ·K ）；T b 表示液体的沸点，K ；T 0表示环境温度，K ；H 表示液体的汽化热，J/kg 。
2.2火焰高度
设液池为一半径为r 的圆池子，火焰高度按下式计算：
6
.05.00)2(dt /dm r 84h ⎥⎦
⎤⎢⎣⎡=gr p 式中；h 火焰高度，m ；r 液池半径，m ；
dt
dm
燃烧速率，kg/（m 2· s ）；p 0空气密度，kg/m 3；g 重力加速度；数值为9.8m/s 2。
2.3热辐射通量
半径为r 的液池燃烧时的总热辐射通量为
⎥⎦
⎤⎢⎣⎡
++=1dt dm 72/H dt dm rh 2r Q 60.0c 2）（）π（πη式中；Q 总热辐射通量，w ；
η效率因子，可取0.13-0.35；其他符号同上式。
2.4目标辐射热辐射强度的计算
假设全部辐射热从液池中心的小球辐射出来，则在距离液池中心某一距离X 处的入射辐射强度为：
2
c X 4Qt I π=
式中；I 热辐射强度。
W/m 2
；Q 总热辐射通量，w ；t c
热传导系数，在无相对理想的数据时，可取1，X 目标点到液池中心距离m 2。
3火灾损失
火灾通过辐射热的方式影响周围环境。
当火灾产生的热辐射强度足够大时，可使周围的物体燃烧或变形，强烈的辐射强度与损失等级对应的基础上，不同的辐射强度造成不同的伤害或损失的情况见下表。
表 不同热辐射强度所造成的损失
热辐射强度（kW/m 2）
对设备的损失 对人伤害 37.5 操作设备全部损坏 1%死亡/10s 100%死亡/1min 25 在无火焰、长时间辐射
下，木材燃烧的最小能量 重大烧伤/10s 100%死亡/1min 12.5 有火焰时，木材燃烧，塑料熔化的最小能量
1度烧伤/10s 1%死亡/1min 4 20s 以上感觉疼痛，未必
起泡 1.6
长期辐射无不舒服感
4计算
本项目油罐为1具10000m 3原油浮顶罐，防火堤拟设（62m ×62m ）的有效容积为3844m 2。
防火堤拟设高度为2m ，根据有关资料可查得；原油的最大质量燃烧速率为0.0781kg/（m 2·s ），原油的燃烧热为41030kJ/kg ，燃烧热效率取0.35，空气密度1.293kg/m3，则防火堤的有效容积半径，即 池半径：m 7.242
14.33844r 5
.0=⨯=）（
火焰高度：=
热辐射通量：=（3.14×24.7×24.7+2×3.14×24.7×60.3）×0.0781×0.35×41.03×106/（72×0.07810.6+1）=761844kw。
目标热辐射强度：计算不同距离目标热辐射强度，其计算结果见表
表不同距离处目标热辐射强度
距离（m）
热辐射强度
（kW/m2）
距离（m）
热辐射强度
（kW/m2）
10 606.6 100 6.1
30 67.4 120 4.2
40 37.9 140 3.1
50 24.3 160 2.4
60 16.8 180 1.9
70 12.4 195 1.6
5.结论
根据计算结果可以看出：在原油罐区发生池火灾时，距离原油罐区40m范围内，操作设备等相关的建筑物将全部损坏，人员也来不及逃生；在40m~70m范围内，设施将受到严重损失，人员会有伤亡；在70m~120m范围内，设施将受到较大损失，人员也会受到伤害；120m~195m范围内，设施将受到较小损失，人员只会受到轻微伤害；在195m外，可以说是较为安全的。
在池火灾模型计算中，液池面积按整个罐区防火堤的面积取值，取值偏大，因为在实际生产管理中，原油泄漏一般会在较短的时间内发现，不太可能发生原油泄漏直至充满防火堤的情况，如果仅按池火灾计算的数据来考虑建筑购物的安全距离，会偏于保守，加大场站的面积，造成人力与财力的浪费，因此，在实际生产中，要在池火灾模型的基础上，结合其他相关的安全评价模型和相关的行业标准选择合
适的安全距离，以减少投资和对人财物的浪费。