CNG储备站事故后果分析

1、cng储备站事故后果分析cng储配站常用的事故后果模拟分析方法有：蒸汽云爆炸模型（tnt当量 法，tno当量法）,apipub581定量后果评价模型，喷射火模型，闪火模型。摘要：由于cng具有易燃、易爆和易泄漏等危险性,其运行设备又处于高 压状态，一旦发生事故,将对储配站场周边居民和环境造成巨大的风险和破坏, 因而研究cng储配站运行风险及模拟事故后果严重程度，对cng储配站的安全 管理和规划布局具有重要意义。为此,阐述了 cng储配站工艺流程，详细分析 了 cng储配站运行过程中的安全隐患。通过构建针对性强的事故模型，对cng 储配站发生的主要事故类型和风险程度进行了模拟计算。分析结果表明：

2、该模 拟方法可以为cng储配站的安全管理和事故预防工作提供一定的技术支撑。工艺流程d燃气有限责任公司cng储配站接收cng母站cng拖车来的压缩天然气， 对来气进行过滤、两级换热、二级减压、加臭、过滤、计量后供给城区管网 及用户。卸气完毕后，拖车将集气管束拉到母站充气，进行下一个循环。主 要工艺流程如图模拟模型1.喷射火模型加压的可燃物质泄漏时形成射流，如果在泄漏裂口处被点燃，则形成喷射 火。cng储配站中压缩天然气属于典型的加压可燃物，在泄漏时如遇电火花等被 点燃，极易形成喷射火。本文所用的喷射火辐射热计算方法是一种包括气流效 应在内的喷射扩散模式的扩展。把整个喷射火看成是由喷射中心线上的全

3、部点 热源组成，每个点热源的热辐射通量相等。闪火：泄漏的压缩天然气蒸气在空气中扩散，遇到火源发生突然燃烧而没 有爆炸，此种情况称为闪火。闪火的危害范围是天然气爆炸下限的扩散范围。2.爆炸模型爆炸按性质可分为物理爆炸和化学爆炸。cng储配站中压缩天然气储存装置如遇外在火源等，可能造成超压，引发物理爆炸。另外，cng加气站的化学爆炸 主要包括以下几种类型：（1）蒸气云团的可燃混合气体遇火源突然燃烧，是在无 限空间中的气体爆炸。（2）受限空间内可燃混合气体的爆炸。发生化学爆炸时会释放出大量的化学能，爆炸影响范圉较大；而物理爆炸仅释放出机械能，其影响范围较小。木文采用tnt当量法建立爆炸模型。tnt当

4、量法是将已知能量的可 燃燃料等同于当量质量的tnt的一种简单方法。该方法建立在将燃料爆炸的行为 等同于具有相同能量的tnt爆炸的假设的基础之上。tnt当量计算公式:wtntl. 8awfqf/qtnt式中1.8地面爆炸系数a蒸气云当量系数，取0. 04wf蒸气云中燃料总质量,kg （d燃气有限责任公司cng储配站储气容积为 1800x0. 7174二 1291kg）qf燃料的燃烧热，天然气燃烧热，取5x104kj/kgqtnttnt 爆炸热，取 4520kj/kgwtnt蒸气云中的tnt当量,kg实例中计算出 wtnt=l. 8x0. 04x1291x5x 104/4520=1028. 2kg

5、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） o（1）爆炸时的死亡半径根据易 rl=13. 6(wtnt/1000)"0 37 实例中计算出 rl=13. 6( 1028. 2/1000)0 37=13. 7mr=13. 6x (1.8x0. 04xwtnt / 1000)0. 37(2) 重伤区半径重伤区半径r2指人员因在冲击波作用下耳膜破裂的概率为0. 5的半径, 它要求的冲击波峰值超压为44000pao应用超压准则，冲击波超压a p可按公 式计算:ap=0. 137z 八 -3+0 119z'2+0. 269z = 1-0. 019z

6、二r2 (po/e) j/3a p= a ps/poe=wtntqtnt式中r2冃标到爆源的水平距离，即重伤区半径,mpo环境压力，取l013xl(t5paaps引起人员重伤冲击峰值，取44000pae爆炸总能量j实例中计算出 e=4520x 1028. 2二4647464kj, a p二44000/101300二0. 4344,z=1.07,r2= (4647464x 1000/101300) 1/3x 1.07=38. 3m(3) 轻伤区半径轻伤区半径r3指人员在冲击波作用下耳膜破裂的概率为0.01的半径, 它要求的冲击波峰值超压为17000pa,具体计算仍然按照公式ap=0. 137z

7、八-3+0. 119z*2+0. 269z=1-0 019z二r3 (po/e) j/3a p= a ps/po 计算。实例中 p二0.168, z=1.95, r3= ( 4647464 x 1000/101300 ) j/3 x1. 95=69. 8m(4) 财产损失半径财产损失半径r4指在冲击波作用下建筑物二级破坏半径，由公式计算：r4= (k2wtn1/3) / (1+ (3175/wtnt 厂 2厂 1/6式中k2二级破坏系数，取5. 6实例中计算出r4二(5. 6x 1028. 2"1/3)/(1+(3175/1028. 2厂2厂 1/6二38. 2m表3爆炸模型模拟评价

8、结果爆炸模型死亡半径r1 (m)重伤半径 r2 (m)轻伤半径r3 (m)财产损失半径r4 (m)13. 73& 369.838.2死亡区面积(m2)重伤区面积(m2)轻伤区面积(m2)财产损失区面积(m2)589. 34606. 01529824582. 0api pub581 定量后 果 评价模 型人员致死面积(m2)设备破坏面积(m2)462. 5891.25结语(1) 结合cng储配站运行的具体条件，对cng储配站中发生泄漏、火灾、爆炸 的部位和原因进行了分析，建立了cng泄漏的事件树，总结了用于cng加气站事 故后果分析的数学模型。(2) cng储配站事故后果分析中存在大量不确定因素，分析难度较大。运用 aloiia软件，对每种事故后果的危害范围进行模拟，对cng储配站安全管理和规 划