乙二醇、甲醇储罐池火灾计算法

该厂储罐区的10000m3乙二醇、1000m3甲醇储罐为重大危险源，本章假设储罐发生泄漏起火事故，利用池火灾计算模型对事故的后果进行计算分析。

5.3.1燃烧速度的确定

当液池的可燃物的沸点高于周围环境温度时，液池表面上单位面积燃烧速

度

dm为： dt0.001Hcdm――――――――① dtCp(TbT0)H式中：

dm——单位表面积燃烧速度，kg/m2•s； dt Hc——液体燃烧热，J/kg；

Cp——液体的比定压热容，J/kg·K； Tb——液体沸点，K； T0——环境温度，K；

H——液体蒸发热，J/kg。

当液池中液体的沸点低于环境温度时，如加压液化或冷冻液化气，液池表面

dm上单位面积的燃烧速度为

dtdm0.001Hc―――――――――② dtH式中符号意义同前。

乙二醇液池的沸点高于周围环境温度，故使用式①进行计算。 查得各个数据Hc＝281.9 kJ/mol＝4.54×106 J/kg Cp＝2.35×103J/kg·K

Tb＝470.65K T0＝279.15K

H＝799.14×103J/kg dm燃烧速度可算得＝0.00363kg·m2/s

dt同时，燃烧速度也可手册查得，下表5-8列出了一些可燃液体的燃烧速度。

表5-8 物质名称 汽油 柴油 49.33 原油 21.1 苯 165.37 甲苯 138.29 乙醚 125.84 甲醇 57.6 燃烧速度 92～81 －32（10kg·m/s） 查表1-1可知甲醇的燃烧速度

dm＝0.0576kg·m2/s dt5.3.2火焰高度的计算

设池火为一半径为r的圆池子，其火焰高度可按下式计算：

dm/dth84r―――――――③ 1/2(2gr)00.6式中：h——火焰高度，m；

r——液池半径，m；

0——周围空气密度，0=2.93 kg/m3；

g——重力加速度，g＝9.8m/s；

2

dm——燃烧速度，kg/m2.s。 dt乙二醇池面积＝4850 m2，折算半径＝39.3 m 甲醇池面积＝2150 m2，折算半径＝26.2 m 将已知数据代入公式得： 乙二醇火焰高度h＝8.0879m 甲醇火焰高度 h＝32.029m。

5.3.3热辐射通量

当液池燃烧时放出得总热辐射通量为：

dmdmQ(r2rh)Hc[72dtdt20.611]――――④

Q——总热辐射通量。W；

——效率因子，可取0.13～0.35。其它符号意义同前。

取决于物质的饱和蒸汽压，

即 ＝0.27p

0.32

乙二醇饱和蒸汽压取6.21 kPa，则＝0.27p0.32＝0.484 甲醇饱和蒸汽压取13.33kPa，则＝0.27p0.32＝0.618 故的值均取0.35

其他数据取之前算好的结果，

另外，甲醇Hc＝727 kJ/mol＝22.69×106 J/kg 将已知条件代入式④得 乙二醇Q＝1.18×107 W 甲醇 Q＝339.66×107 W

5.3.4目标入射热辐射强度

假设全部辐射热量由液池中心点得小球面辐射出来，则在距液池中心某一距离x处的入射热辐射强度为：

Qtc―――――――⑤ 4x2式中I——热辐射强度，W/m2；

IQ——总热辐射通量，W；

tc——热传导系数，此处取1；

x——目标点到液池中心距离，m。

为了查明其影响范围程度，取x=5、10、15、20、25代入式⑤计算其对应的I值。其计算结果如下

表5-9乙二醇辐射热/距离表

距池中心 乙二醇辐射2热W/m 5m 37.6×10 310m 9.39×10 315m 4.18×10 320m 2.35×10 325m 1.50×10 3表5-10甲醇辐射热/距离表

距池中心 甲醇辐射热2W/m 5m 1.08×10 710m 2.70×10 615m 1.20×10 620m 6.76×10 525m 4.33×10 5距池中心 甲醇辐射热2W/m 距池中心 甲醇辐射热2W/m 35m 2.21×10 100m 2.70×10 4540m 1.69×10 200m 6.76×10 3545m 1.34×10 300m 3.00×10 3550m 1.08×10 400m 1.69×10 3555m 8.94×10 500m 1.08×10 345.3.5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，强烈的热辐射可能烧毁设备甚至造成人员伤亡等。

火灾损失估算建立在辐射通量与损失等级的相应关系上的基础上。 表5-11为不同入射通量造成伤害或损失的情况以及相对应的距乙二醇、甲醇池火焰中心的距离。

入射通量/(w/m2) 37.5×103 25×103 12.5×103 4.0×103 1.6×103 对设备的损害 操作设备全部损坏。 在无火焰、长时间辐射下，木材燃烧的最小能量。 有火焰时，木材燃烧，塑料熔化的最低能量。 对人的伤害 1%死亡10s 100%死亡/1min 重大损伤 1/10s 100%死亡/1min 1度烧伤10s 1%死亡/1min 20s以上感觉疼痛，未必起泡 长期辐射无不舒服感 乙二醇的甲醇的距距离（m） 离（m） 5.01 6.13 8.67 15.33 24.23 84.92 104.01 147.09 260.1 411.12 由表5-11可知，对于乙二醇来说，距液池中心5.01m以内范围对设备、人体的伤害情况为：操作设备全部损坏，人10s内1%死亡，1min内100%死亡；距液池中心6.13m处对设备、人体的伤害情况为：在无火焰、长时间辐射下，木材燃烧的最小能量，1/10s内对人体有重大损伤，1min 之内100%死亡；距液池中心8.67m处对设备、人体的伤害情况为：有火焰时，木材燃烧，塑料熔化的最低能量，10s 内造成1度烧伤1min之内1%死亡；距液池中心24.23m以外对设备、人体无伤害情况。对于甲醇来说，距液池中心84.92m以内范围对设备、人体的伤害情况为：操作设备全部损坏，人10s内1%死亡，1min内100%死亡；距液池

中心104.01m处对设备、人体的伤害情况为：在无火焰、长时间辐射下，木材燃烧的最小能量，1/10s内对人体有重大损伤，1min 之内100%死亡；距液池中心147.09m处对设备、人体的伤害情况为：有火焰时，木材燃烧，塑料熔化的最低能量，10s 内造成1度烧伤1min之内1%死亡；距液池中心411.12m以外对设备、人体无伤害情况。

以下为根据表1-2表1-3所绘制的乙二醇、甲醇的热辐射强度/距离图