(二)燃气泄漏扩散模式
空混气的密度为1.728kg/Nm3,由于自身密度的关系,空混气在泄漏后向地面下沉,并沿地面扩展而形成低而平的气云,沿地面运动的重气将受到地形和障碍物的影响,在加上风的影响,其扩散模式变的更为复杂。
(三)燃气火灾爆炸损伤模式
燃气泄漏后,与空气混合在一定的浓度范围内,遇火源很容易发生火灾、爆炸事故,造成人员伤亡和财产损失。损伤模式就是对燃气泄漏后所造成的火灾、爆炸事故对人员的伤害、对建筑物以及设备等的损毁进行讨论。
1.燃气火灾、爆炸根据以往发生的事故和研究的结果,燃气泄漏发生火灾爆炸的主要形式为:
(1)喷射火;
(2)沸腾液体膨胀蒸气爆炸和火球;
(3)未密闭蒸气云爆炸和闪火。
上述火灾爆炸均属于化学性火灾爆炸,即是可燃性或易燃性物质与空气的混合气体或蒸气遇火源,混合气体达到自燃温度以上或其浓度在燃烧或爆炸下限以上而发生的燃烧爆炸。
(1)喷射火
燃气从破裂的开口(如法兰)或管路喷射出而被引燃的火灾,即为喷射火。喷射火受风的影响较小。它的燃烧时间取决与燃气的泄漏强度及泄漏量。从理论上说,喷射长度等于喷孔到爆炸下限的轴长。
(2)沸腾液体膨胀蒸气爆炸和火球
BLEVE为沸腾液体膨胀蒸气爆炸(boilingliquidexpandingvaporexplosion)的缩写。BLEVE发生于压力容器之内。容器外若有火焰加诸与液面上,燃气液体立即汽化,容器内压力升高后开启减压阀。但若外面的火焰仍不停燃烧,液面则逐渐下降,容器的金属外壳由于没有足够的液体来吸收热量,将无法承受而变得脆弱。最后金属疲劳使得内部压力超过金属的破坏强度,容器因此爆炸,残留的燃气液体和气体随着巨大的压力释放,外壳碎片飞到几百米甚至上千米的地方。容器内的加压液化石油气则上飘成火球。火球中的燃气在引燃之前,尚未与空气充分混合,属于扩散性的燃烧。首先是外泄后迅速膨胀,产生动能,接着由于浮力引起紊流而与空气混合。混合气体若被引燃,由于热膨胀而浮力增大,略成球形的火体猛然垂直上冲,被卷入的空气加剧,火球更加膨胀扩大,直到燃气烧尽为止。当然火球不全是球体,有时是半球体,由于较接近地面的燃气泄漏而形成。另外,还有圆柱体的火球,这于燃气外泄时的压力与泄漏方式有关。
(3)未密闭蒸气云爆炸和闪火
大量易挥发的燃气(如LPG)迅速泄漏到大气中,会形成蒸气云。若蒸气云的质量不足,或火源的能量不高,则产生闪火(jetfire)。闪火是蒸气云的低速燃烧,其危害仅限于热效应。如果在空旷的地方(即未密闭空间),蒸气云的质量足够大,火源的引燃能量足够强,则可能发生爆炸,这就是未密闭蒸气云爆炸,并产生超压(或压力波)。
2.燃气火灾损伤模式
产生的火焰和辐射热。对于空混气来说,则是泄漏后发生闪火或爆炸性的火球的情况。人员受到火焰的灼伤程度分为一级、二级、三级,取决与热辐射的强度、暴露时间及距火源的距离。
3.燃气爆炸损伤模式
燃气火灾事故造成人员伤亡和建筑物及其它财产损失的主要原因,是燃烧时燃气爆炸造成损伤的原因在于它产生的辐射热、碎片和超压。超压较少直接造成死亡,但可能造成内伤(肺出血)而致命,非致命性伤害是耳膜破裂。爆炸产生的冲击波会将储存容器的碎片送到很远的地方,造成直接伤亡,或是冲击波刮起行经线路上的碎片,击中人体造成间接伤亡.
二.燃气事故风险评价中的不确定性问题
由于燃气在泄漏的发生、扩散以及造成火灾、爆炸和中毒事故等方面都存在着极大的不确定性,因而只有在风险评价中充分考虑这些不确定因素,才能为实际的管理和决策提供较为可靠的依据。
(一)发生燃气泄漏的不确定性
燃气泄漏无论是在泄漏源的位置,还是在泄漏的概率等方面都存在着极大的不确定性。对于泄漏源的评价,一般是采用专家(指安全工程师及熟悉现场工艺的工程师)根据其经验知识来判断,对最有可能发生泄漏的地方进行评价。而对泄漏量的评价,则往往采取保守的方法,即对于燃气储罐泄漏,一般是假设储罐内的燃气全部泄漏完:而对于输气管道,则假设一段较长的管道内的燃气全部泄出。
(二)燃气泄漏模式中的不确定性问题
由于燃气种类很多,包括人工煤气、天然气、液化石油气及其掺混气等,各种燃气的密度等性质相距甚远,并且,燃气的生产还涉及到燃气的储存和运输,因而其泄漏模式也各不相同。
1漏源强度的计算模型
(1)气体泄漏模型
人工煤气、天然气等燃气以气体的形式泄漏出来.