1、幾種典型設備損壞類型及損壞尺寸序號設備名稱設備類型典型泄漏損壞尺寸1管道管道、法蘭、接管頭、彎頭（1）法蘭泄漏（2）管道泄漏（3）接頭損壞20%管徑20%或100%管徑20%或100%管徑2繞性連接器軟管、波紋管、鉸接臂（1）破裂泄漏（2）接頭泄漏（3）連接機構損壞20%或100%管徑20%管徑100%管徑3過濾器濾器、濾網（1）濾體泄漏（2）管道泄漏20%或100%管徑20%管徑4閥球、閥門、栓、阻氣門、保險等 （1）殼泄漏（2）蓋子泄漏（3）桿損壞20%或100%管徑20%管徑20%管徑5壓力容器、反應槽分離器、氣體洗滌器、反應器、熱交換器、火焰加熱器等（1）容器破裂容器泄漏（2

2、）進入孔蓋泄漏（3）噴嘴斷裂（4）儀表管路破裂（5）內部爆炸全部破裂100%管徑20%管徑100%管徑20%或100%管徑全部破裂6泵離心泵、往復泵（1）機殼損壞（2）密封壓蓋泄漏20%或100%管徑20%管徑7壓縮機離心式、軸流式、往復式（1）機殼損壞（2）密封套泄漏20%或100%管徑20%管徑8貯罐露天貯罐（1）容器損壞（2）接頭泄漏全部破裂20%或100%管徑9貯存容器(用于加壓或冷凍)壓力、運輸、冷凍、填埋、露天等容器（1）氣爆（不埋設情況下）（2）破裂（3）焊點斷裂全部破裂（點燃）全部破裂20%或100%管徑10放空燃燒裝置/放空管放空燃燒裝置或放空管（1）多歧接頭/圓筒泄漏（2）

3、超標排氣20%或100%管徑確定池半徑將液池假定為半徑為r的圓形池子。當池火災發(fā)生在油罐或油罐區(qū)時，可根據(jù)防護堤所圍池面積計算池直徑：式中：D池直徑，m；S防護堤所圍池面積，m2；當池火災發(fā)生在輸油管道區(qū)，且無防火堤時，假定泄漏的液體無蒸發(fā)，并已充分蔓延、地面無滲透，則根據(jù)泄漏的液體量和地面性質計算最大池面積：式中：S最大池面積，m2；W泄漏的液體量，kg；Hmin最小油厚度，與地面性質和狀態(tài)油罐，如表4-2所示。r油的密度，kg/ m3。表4-2 不同地面的最小油厚度地面性質最小油膜厚度Hmin（m）地面性質最小油膜厚度Hmin（m）草地0.020混凝土地面0.005粗糙地面0.025平靜的

4、水面0.0018平整地面0.010第一節(jié) 泄漏模型第 1 頁：1911泄漏情況分析第 2 頁：1912泄漏量的計算火災、爆炸、中毒是常見的重大事故，經常造成嚴重的人員傷亡和巨大的財產損失，影響社會安定。這里重點介紹有關火災、爆炸和中毒事故(熱輻射、爆炸波、中毒)后果分析，在分析過程中運用了數(shù)學模型。通常一個復雜的問題或現(xiàn)象用數(shù)學模型來描述，往往是在一個系列的假設前提下按理想的情況建立的，有些模型經過小型試驗的驗證，有的則可能與實際情況有較大出入，但對辨識危險性來說是可參考的。由于設備損壞或操作失誤引起泄漏，大量易燃、易爆、有毒有害物質的釋放，將會導致火災、爆炸、中毒等重大事故發(fā)生。因

5、此，事故后果分析由泄漏分析開始。1911泄漏情況分析1)泄漏的主要設備根據(jù)各種設備泄漏情況分析，可將工廠(特別是化工廠)中易發(fā)生泄漏的設備歸納為以下10類：管道、撓性連接器、過濾器、閥門、壓力容器或反應器、泵、壓縮機、儲罐、加壓或冷凍氣體容器及火炬燃燒裝置或放散管等。(1)管道。它包括管道、法蘭和接頭，其典型泄漏情況和裂口尺寸分別取管徑的20100、20和20100。(2)撓性連接器。它包括軟管、波紋管和鉸接器，其典型泄漏情況和裂口尺寸為：連接器本體破裂泄漏，裂口尺寸取管徑的20100；接頭處的泄漏，裂口尺寸取管徑的20；連接裝置損壞泄漏，裂口尺寸取管徑的100。(3)過濾器。它由過濾器本體、

6、管道、濾網等組成，其典型泄漏情況和裂口尺寸分別取管徑的20100和20。(4)閥。其典型泄漏情況和裂口尺寸為：閥殼體泄漏，裂口尺寸取管徑的20100；閥蓋泄漏，裂口尺寸取管徑的20；閥桿損壞泄漏，裂口尺寸取管徑的20。(5)壓力容器、反應器。包括化工生產中常用的分離器、氣體洗滌器、反應釜、熱交換器、各種罐和容器等。常見的此類泄漏情況和裂口尺寸為：容器破裂而泄漏，裂口尺寸取容器本身尺寸；容器本體泄漏，裂口尺寸取與其連接的粗管道管徑的100；孔蓋泄漏，裂口尺寸取管徑的20；噴嘴斷裂而泄漏，裂口尺寸取管徑的100；儀表管路破裂泄漏，裂口尺寸取管徑的20100； 容器內部爆炸，全部破裂。(6

7、)泵。其典型泄漏情況和裂口尺寸為：泵體損壞泄漏，裂口尺寸取與其連接管徑的20100；密封壓蓋處泄漏，裂口尺寸取管徑的20。(7)壓縮機。包括離心式、軸流式和往復式壓縮機，其典型泄漏情況和裂口尺寸為：壓縮機機殼損壞而泄漏，裂口尺寸取與其連接管道管徑的20100；壓縮機密封套泄漏，裂口尺寸取管徑的20。(8)儲罐。露天儲存危險物質的容器或壓力容器，也包括與其連接的管道和輔助設備，其典型泄漏情況和裂口尺寸為：罐體損壞而泄漏，裂口尺寸為本體尺寸；接頭泄漏，裂口尺寸為與其連接管道管徑的20100；輔助設備泄漏，酌情確定裂口尺寸。(9)加壓或冷凍氣體容器。包括露天或埋地放置的儲存器、壓力容器或運輸槽車等，

8、其典型泄漏情況和裂口尺寸為：露天容器內部氣體爆炸使容器完全破裂，裂口尺寸取本體尺寸；容器破裂而泄漏，裂口尺寸取本體尺寸；焊接點(接管)斷裂泄漏，取管徑的20一100。(10)火炬燃燒器或放散管。它們包括燃燒裝置、放散管、多通接頭、氣體洗滌器和分離罐等，泄漏主要發(fā)生在筒體和多通接頭部位。裂口尺寸取管徑的20100。2)造成泄漏的原因從人一機系統(tǒng)來考慮造成各種泄漏事故的原因主要有4類。(1)設計失誤?；A設計錯誤，如地基下沉，造成容器底部產生裂縫，或設備變形、錯位等；選材不當，如強度不夠，耐腐蝕性差、規(guī)格不符等；布置不合理，如壓縮機和輸出管沒有彈性連接，因振動而使管道破裂；選用機械不合適，如轉速過

9、高、耐溫、耐壓性能差等；選用計測儀器不合適；儲罐、貯槽未加液位計，反應器(爐)未加溢流管或放散管等。(2)設備原因。加工不符合要求，或未經檢驗擅自采用代用材料；加工質量差，特別是不具有操作證的焊工焊接質量差；施工和安裝精度不高，如泵和電機不同軸、機械設備不平衡、管道連接不嚴密等；選用的標準定型產品質量不合格；對安裝的設備沒有按機械設備安裝工程及驗收規(guī)范進行驗收；設備長期使用后未按規(guī)定檢修期進行檢修，或檢修質量差造成泄漏；計測儀表未定期校驗，造成計量不準；閥門損壞或開關泄漏，又未及時更換；設備附件質量差，或長期使用后材料變質、腐蝕或破裂等。(3)管理原因。沒有制定完善的安全操作規(guī)程；對安全漠不關

10、心，已發(fā)現(xiàn)的問題不及時解決；沒有嚴格執(zhí)行監(jiān)督檢查制度；指揮錯誤，甚至違章指揮；讓未經培訓的工人上崗，知識不足，不能判斷錯誤；檢修制度不嚴，沒有及時檢修已出現(xiàn)故障的設備，使設備帶病運轉。(4)人為失誤。誤操作，違反操作規(guī)程；判斷錯誤，如記錯閥門位置而開錯閥門；擅自脫崗；思想不集中；發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象不知如何處理。3)泄漏后果泄漏一旦出現(xiàn)，其后果不單與物質的數(shù)量、易燃性、毒性有關，而且與泄漏物質的相態(tài)、壓力、溫度等狀態(tài)有關。這些狀態(tài)可有多種不同的結合，在后果分析中，常見的可能結合有4種：·常壓液體；·加壓液化氣體；·低溫液化氣體；·加壓氣體。泄漏物質的物性不同，其

11、泄漏后果也不同。(1)可燃氣體泄漏?？扇細怏w泄漏后與空氣混合達到燃燒極限時，遇到引火源就會發(fā)生燃燒或爆炸。泄漏后起火的時間不同，泄漏后果也不相同。立即起火。可燃氣體從容器中往外泄出時即被點燃，發(fā)生擴散燃燒，產生噴射性火焰或形成火球，它能迅速地危及泄漏現(xiàn)場，但很少會影響到廠區(qū)的外部。滯后起火。可燃氣體泄出后與空氣混合形成可燃蒸氣云團，并隨風飄移，遇火源發(fā)生爆炸或爆轟，能引起較大范圍的破壞。(2)有毒氣體泄漏。有毒氣體泄漏后形成云團在空氣中擴散，有毒氣體的濃密云團將籠罩很大的空間，影響范圍大。(3)液體泄漏。一般情況下，泄漏的液體在空氣中蒸發(fā)而生成氣體，泄漏后果與液體的性質和貯存條件(溫度、壓力)

12、有關。常溫常壓下液體泄漏。這種液體泄漏后聚集在防液堤內或地勢低洼處形成液池，液體由于池表面風的對流而緩慢蒸發(fā)，若遇引火源就會發(fā)生池火災。加壓液化氣體泄漏。一些液體泄漏時將瞬時蒸發(fā)，剩下的液體將形成一個液池，吸收周圍的熱量繼續(xù)蒸發(fā)。液體瞬時蒸發(fā)的比例決定于物質的性質及環(huán)境溫度。有些泄漏物可能在泄漏過程中全部蒸發(fā)。低溫液體泄漏。這種液體泄漏時將形成液池，吸收周圍熱量蒸發(fā)，蒸發(fā)量低于加壓液化氣體的泄漏量，高于常溫常壓下液體的泄漏量。無論是氣體泄漏還是液體泄漏，泄漏量的多少都是決定泄漏后果嚴重程度的主要因。1912泄漏量的計算當發(fā)生泄漏的設備的裂口是規(guī)則的，而且裂口尺寸及泄漏物質的有關熱力學、物理化學

13、性質及參數(shù)已知時，可根據(jù)流體力學中的有關方程式計算泄漏量。當裂口不規(guī)則時，可采取等效尺寸代替；當遇到泄漏過程中壓力變化等情況時，往往采用經驗公式計算。1)液體泄漏量液體泄漏速度可用流體力學的柏努利方程計算，其泄漏速度為：對于常壓下的液體泄漏速度，取決于裂口之上液位的高低；對于非常壓下的液體泄漏速度，主要取決于窗口內介質壓力與環(huán)境壓力之差和液位高低。當容器內液體是過熱液體，即液體的沸點低于周圍環(huán)境溫度，液體流過裂口時由于壓力減小而突然蒸發(fā)。蒸發(fā)所需熱量取自于液體本身，而容器內剩下的液體溫度將降至常壓沸點。在這種情況下，泄漏時直接蒸發(fā)的液體所占百分比F可按下式計算： 按式(282)計算的

14、結果，幾乎總是在0l之間。事實上，泄漏時直接蒸發(fā)的液體將以細小煙霧的形式形成云團，與空氣相混合而吸收熱蒸發(fā)。如果空氣傳給液體煙霧的熱量不足以使其蒸發(fā)，由一些液體煙霧將凝結成液滴降落到地面，形成液池。根據(jù)經驗，當F>02時，一般不會形成液池；當F<O2時，F(xiàn)與帶走液體之比有線性關系，即當F=0時，沒有液體帶走(蒸發(fā))；當F=01時，有50的液體被帶走。2)氣體泄漏量氣體從裂口泄漏的速度與其流動狀態(tài)有關。因此，計算泄漏量時首先要判斷泄漏時氣體流動屬于音速還是亞音速流動，前者稱為臨界流，后者稱為次臨界流。當式(283)成立時，氣體流動屬音速流動：當容器內物質隨泄漏而減少或壓力降低而影響泄

15、漏速度時，泄漏速度的計算比較復雜。如果流速小或時間短，在后果計算中可采用最初排放速度，否則應計算其等效泄漏速度。3)兩相流動泄漏量在過熱液體發(fā)生泄漏時，有時會出現(xiàn)氣、液兩相流動。均勻兩相流動的泄漏速度可按下式計算：當F>1時，表明液體將全部蒸發(fā)成氣體，這時應按氣體泄漏公式計算；如果Fv很小，則可近似按液體泄漏公式計算。2813泄漏后的擴散如前所述，泄漏物質的特性多種多樣，而且還受原有條件的強烈影響，但大多數(shù)物質從容器中泄漏出來后，都可發(fā)展成彌散的氣團向周圍空間擴散。對可燃氣體若遇到引火源會著火。這里僅討論氣團原形釋放的開始形式，即液體泄漏后擴散、噴射擴散和絕熱擴散。關于氣團在大氣中的擴散

16、屬環(huán)境保護范疇，在此不予考慮。1)液體的擴散液體泄漏后立即擴散到地面，一直流到低洼處或人工邊界，如防火堤、岸墻等，形成液池。液體泄漏出來不斷蒸發(fā)，當液體蒸發(fā)速度等于泄漏速度時，液池中的液體量將維持不變。如果泄漏的液體是低揮發(fā)度的，則從液池中蒸發(fā)量較少，不易形成氣團，對廠外人員沒有危險；如果著火則形成池火災；如果滲透進土壤，有可能對環(huán)境造成影響，如果泄漏的是揮發(fā)性液體或低溫液體，泄漏后液體蒸發(fā)量大，大量蒸發(fā)在液池上面后會形成蒸氣云，并擴散到廠外，對廠外人員有影響。(1)液池面積。如果泄漏的液體已達到人工邊界，則液池面積即為人工邊界圍成的面積。如果泄漏的液體未達到人工邊界，則從假設液體的泄漏點為中

17、心呈扁圓柱形在光滑平面上擴散，這時液池半徑r用下式計算：瞬時泄漏(泄漏時間不超過30s)時，(2)蒸發(fā)量。液池內液體蒸發(fā)按其機理可分為閃蒸、熱量蒸發(fā)和質量蒸發(fā)3種，下面分別介紹。閃蒸。過熱液體泄漏后，由于液體的自身熱量而直接蒸發(fā)稱為閃蒸。發(fā)生閃蒸時液體蒸發(fā)速度Qt可由下式計算：熱量蒸發(fā)。當Fv<1或Qt<m時，則液體閃蒸不完全，有一部分液體在地面形成液池，并吸收地面熱量而氣化，稱為熱量蒸發(fā)。熱量蒸發(fā)速度Qt按下式計算： 質量蒸發(fā)。當?shù)孛鎮(zhèn)鳠嵬Ｖ箷r，熱量蒸發(fā)終止，轉而由液池表面之上氣流運動使液體蒸發(fā)，稱為質量蒸發(fā)。其蒸發(fā)速度Q1為：2)噴射擴散氣體泄漏時從裂口噴出，形成氣體

18、噴射。大多數(shù)情況下氣體直接噴出后，其壓力高于周圍環(huán)境大氣壓力，溫度低于環(huán)境溫度。在進行氣體噴射計算時，應以等價噴射孔口直徑計算。等價噴射的孔口直徑按下式計算：其余符號意義同前。如果把式(2817)改寫成X是C(x)的函數(shù)形式，則給定某質量濃度值C(x)，就可算出具有濃度的點至孔口的距離x。在過噴射軸線上點x且垂直于噴射軸線的平面內任一點處的氣體質量濃度為：(2)噴射軸線上的速度分布。噴射速度隨著軸線距離增大而減少，直到軸線上的某一點噴射速度等于風速為止，該點稱為臨界點。臨界點以后的氣體運動不再符合噴射規(guī)律。沿噴射軸線上的速度分布由下式得出：當臨界點處的濃度小于允許濃度(如可燃氣體的燃燒下限或者有害氣體最高允許濃度)時，只需按噴射來分析；若該點濃度大于允許濃度時，則需要進一步分析泄漏氣體在大氣中擴散的情況。3)絕熱擴散閃蒸液體或加壓氣體瞬時泄漏后，有一段快速擴散時間，假定此過