浙江溫嶺LPG事故爆炸當量與影響範圍計算

2021-02-13 馬哥說

編者按:6月13日下午,浙江溫嶺市溫嶺西高速出口附近一裝有LPG的罐車發生爆炸,波及周邊房屋及車輛,現場多人傷亡,事故原因仍在調查。

資深安全專家楊歷軍老師特對該類化學品運輸車輛火災爆炸的影響範圍進行了預測,預測結果與實際後果非常一致,特做推薦:

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一、背景信息

根據各類報導,浙江溫嶺事故的初步原因是由於事故車輛進入匝道時速度過快,車輛失控,閥門箱遭到嚴重側撞,液化氣洩露,引起後方兩車起火後,槽車也開始起火。罐體受到烘烤造成內氣相沸騰爆炸(據通報槽車安全閥也未能正常起跳,喪失了避免罐內爆炸的最後一個機會)。

根據最新公安部交管局通報,車輛共計發生兩次爆炸,應該是第一次罐內氣相沸騰後超壓引起的物理爆炸,和第二次罐體爆破後液化石油氣遇空氣後的化學爆炸。

根據以上信息得出事故發生的先後順序:

1. 槽車起火

2. 火焰烘烤槽車

3. 槽車內的LPG急劇膨脹(250-300倍)

4. 物理爆炸:LPG物料擠破罐體

5. 化學爆炸:大量LPG氣化後發生爆炸

事故情景假設:罐車破裂,假定25噸LPG全部釋放

二、LPG、TNT當量公式計算

以25噸LPG洩漏為情景,採用TNT當量計算公式進行TNT/KJ計算。

TNT當量計算公式:

                           WTNT=a*Wf*Qf/QTNT

式中:

WTNT——蒸汽雲的TNT當量,kg;

Wf——蒸汽雲中的燃料LPG的總質量25噸=25000kg;

a ——蒸氣雲當量係數(統計平均值為0.04,佔統計的60%),取a=0.04

Qf ——蒸汽LPG的燃燒熱取 Q=94210KJ/㎏

            液化石油氣(氣態): 87.92~100.50MJ/kg   

           液化石油氣(液態): 45.22~50.23MJ/kg,本次取氣態的中間值

QTNT——TNT的爆炸熱, 4.52MJ/㎏=4520KJ/kg

此外,由於是地面爆炸,地面的反射作用使得威力增加近一倍,取地面爆炸係數為1.8。

經計算:

WTNT=1.8×0.04×25000×94210/4520

           ≈37517.26(㎏)=37.5t TNT

1克黃色炸藥(TNT)的爆炸威力是4184J。

LPG爆炸總能量E≈169578015kJ。

爆炸時的TNT當量約37.5t·當量

爆炸時的能量約169578015KJ

三、LPG爆炸傷害半徑

爆炸傷害半徑R

    R=C(NE)1/3

式中 

C——爆炸實驗常數,取值範圍0.03~0.4,取中間值0.215;

N——有限空間爆炸係數,因已完全擴散,所以取1;

R=0.215(1*169578015)1/3

由上式可求得爆炸傷害半徑R≈119m。

下圖1為百度地圖距離測算,並與現場爆炸圖2進行對比,測算距離與爆炸現場大致符合。

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