工业危险辨识与评价-第4章-1解析.ppt

储罐 包括：所有常压贮罐（管道连接和堤坝也应作为设备的一部分考虑） 典型损坏 可能损坏尺寸 1)容器损坏 2)连接泄漏 100% 100%或20%管径 储罐 加压或冷冻贮槽 包括：加压贮罐或运输容器，冷冻贮罐或运输容器，地埋或非地埋容器 典型损坏 可能损坏尺寸 1)沸腾液体扩展蒸汽云爆炸（仅非地埋情况） 2)破裂 3)焊缝失效 全部破裂（点燃） ? 全部破裂 100%或20%管径 加压或冷冻贮槽 放空燃烧管和排气管 包括：所有放空燃烧管或排气管（歧管、洗气放空装置、分离鼓应作为设备的一部分考虑） 典型损坏 可能损坏尺寸 1)歧管或分离鼓泄漏 2)超规范排放 100%或20%管径 估算 放空燃烧管和排气管 4.2.2 泄漏量计算 4.2.2.1 液体泄漏 根据伯努利（Bernoulli）方程可以建立液体经小孔泄漏的流量计算公式： 式中： Q—液体泄漏流量，kg/s； Cd—排放系数，通常取0.6—0.64； A—泄漏口面积，m2； r—泄漏液体密度，kg/m3； P—容器内介质压力，Pa； P0—环境压力，Pa； g—重力加速度，9.8m/s2； h—泄漏口上液位高度，m。 P h P0 排放系数Cd ： 实际流量与理想理论流量的比，用于补偿公式推导中忽略了的摩擦损失、因惯性引起的截面收缩等因素。 影响因素： 泄漏口形状 泄漏口位置 泄漏介质的状态 取值： 薄壁（壁厚≤孔半径）小孔泄漏，其值约为0.62； 厚壁（孔半径＜壁厚≤8倍孔半径）小孔或通过一短管泄漏，其值约为0.81； 通过修圆小孔排放，则排放系数为1.0。 保守估计，取1.0。 根据泄漏口形状取值 其他问题： 压力变化； 液位变化； 大气相通； 管道阻力。 雷诺数Re 泄漏口形状 圆形（多边形） 三角形 长条形 ＞100 0.65 0.60 0.55 ≤100 0.50 0.45 0.40 P h P0 通常按前述公式计算的为初始流量，也是最大流量。 4.2.2 泄漏量计算 过热液体泄漏 液体从裂口喷出后部分液体闪蒸,汽化热来自液体本身，剩余液体将降温至其常压沸点。 闪蒸液体分数为： 式中： FV—闪蒸液体分数； Cp—液体恒压热容，J/(kg·K) T —液体温度，K； Tb —液体常压沸点，K； HV—常压沸点下的汽化热，J/kg。 FV大于0.2，不形成液池。 FV小于0.2时，可以假定带走液体与FV成线性关系： FV =0，无液体被带走； FV =0.1，50%液体被带走。 4.2.2.2 气体泄漏 气体符合理想气体状态方程，则根据柏努利（Bernoulli）方程可推导出如下的气体泄漏公式： 式中： Cd—排放系数，通常取1.0； γ—绝热指数，是等压热容与等容热容的比值； M—气体的分子量；kg/mol； R—气体常数，8.314J/(mol·K)； T—容器内气体温度，K。 4.2.2 泄漏量计算 气体流动的阻塞 气体内部压力增大，气体泄漏流速加快； 一般情况，泄漏气体的运动速度只能达到声速。 临界压力 泄漏气体的运动速度达到声速时的压力。 声速流：压力高于临界压力； 亚声速流：压力低于临界压力。用原公式计算。 许多气体的绝热指数在1.1到1.4之间，则相应的临界压力只有约1.7到1.9个大气压，因此多数事故的气体泄漏是声速流。 几种气体的绝热指数和临界压力（atm） 注意： 泄漏流量仍然随容器中介质压力的增加而增加。 物质 丁烷 丙烷 二氧化硫 甲烷 氨 氯 一氧化碳 氢 γ 1.10 1.13 1.29 1.31 1.31 1.36 1.40 1.41 PC 1.71 1.73 1.83 1.84 1.84 1.87 1.90 1.90 4.2.2.3 两相泄漏 如果容器中的过热液体泄漏前通过较长的管道（L/D12 ）就会产生两相泄漏。 一种简化计算： 假设系统中出口临界压力和上游压力比为0.55，则： 泄漏两相中蒸发液体分数FV按下式计算： 两相流中气相和液相混合物的平均密度： 4.2.2 泄漏量计算 则两相流排放泄漏流量为： Cd—两相流泄漏系数，一般取0.8。 闪蒸比例可按前述计算： FV1，应按气体泄漏计算； FV较小，可以简单地按液体泄漏计算。 4.2.2.4 计算示例 某100m3卧式氨储罐一焊接管断裂，泄漏口直径1cm，分别按照气体、液体和两相泄漏计算最大泄漏流量。温度为303k，压力为1.17MPa，密度为1070kg/m3 4.2.2 泄漏量计算 工业危险辨识与评价 林晓飞 sophiejob@yeah.net