某油品罐區(qū)中新鮮苯貯罐2 個,均為2000m3;苯乙烯貯罐3 個,均為2000m3。下面以火災(zāi)危險性較大的新鮮苯貯罐為例,進(jìn)行定量分析。
1 燃燒速度
當(dāng)液池中的可燃液體的沸點(diǎn)高于周圍環(huán)境溫度時,液體表面單位面積的燃燒速度可以用式(1 ) 進(jìn)行計(jì)算:
式中,dm / dt———單位表面積燃燒速度,kg / (m2·s) ;
HC———油料的最大發(fā)熱量,J / kg;
Cp———液體的定壓比熱,J / ( kg·K) ;
Tb———液體的沸點(diǎn),K;
To———環(huán)境溫度,K;
H———液體的汽化熱,J / kg。
計(jì)算得出,苯的燃燒速度為0. 04594kg / (m2·s) 。
2 火焰高度
式中,h———火焰高度,m;
r——液池半徑,即苯貯罐半徑,m;
ρ0——周圍空氣密度,若是標(biāo)準(zhǔn)狀況(1atm,0℃)條件下,經(jīng)計(jì)算周圍空氣的密度為1. 295kg / m3;
g——重力加速度,9. 8m / s2。
該項(xiàng)目苯貯罐的半徑為7m, 苯的燃燒速度為0. 04594kg / (m2·s) ,則苯燃燒的火焰高度為:
3 熱輻射通量
液池燃燒時放出的總輻射通量為:
式中,Q——總輻射通量,W;
η——效率因子,可取0. 13 ~0. 35,此計(jì)算取平均值0. 24;苯貯罐的半徑r = 7m;苯的最大發(fā)熱量HC = 4. 014 ×107J / Kg;火焰高度h = 18. 1m;苯的燃燒速度為0. 04594kg /(m2·s) ;η = 0. 24,則苯貯罐發(fā)生池火災(zāi)的熱輻射通量為:
Q = (3. 14 × 72 + 2 × 3. 14 × 7 × 18. 1 ) × 0. 04594× 0. 24 × 4. 014 × 107 /(72 × 0. 045940. 6 + 1)
= 3. 405 × 104( kW)
4 目標(biāo)入射熱輻射強(qiáng)度
假設(shè)全部輻射熱量由液池中心點(diǎn)的小球釋放出來,在距液池中心某點(diǎn)距離X 處的入射熱輻射強(qiáng)度為:
5 池火災(zāi)定量評價小結(jié)
(1)新鮮苯貯罐如果發(fā)生火災(zāi),若是標(biāo)準(zhǔn)狀況(0. 1MPa,0℃)條件下,火焰高度( h)會迅速達(dá)到18. 1m;如果目標(biāo)點(diǎn)到液池中心的距離為8. 5m,儲運(yùn)和消防等設(shè)施會全部損壞。但是,貯罐周圍的其它生產(chǎn)裝置均遠(yuǎn)超過此距離,短時間內(nèi)不會損壞;人員會1%死亡/ 10s、100%死亡/ 1min。其它不同入射通量所造成的損失及計(jì)算出的目標(biāo)受害距離見表1。根據(jù)上述定量計(jì)算出的數(shù)據(jù),可以指導(dǎo)員工制定相應(yīng)的迅速離開現(xiàn)場的自我保護(hù)方式。
(2)苯乙烯貯罐的規(guī)格與苯貯罐的規(guī)格相同,且苯乙烯的最大發(fā)熱量與苯的最大發(fā)熱量差別很小,苯乙烯貯罐的液池火災(zāi)危險性定量分析與苯貯罐的液池火災(zāi)危險性定量分析幾乎相同,在此不作進(jìn)一步計(jì)算分析。