液 体 泄 漏 事 故 框 图
二、泄漏
泄漏可能是设备损坏、失灵造成的，也可能是错误操作 引起有害物质排放，甚至安全阀的正常或不正常动作。分 析时首先找出引起泄漏的设备及可能的泄漏规模，然后按 适当模型计算泄漏量
1.常见泄漏源
根据泄漏面积的大小和泄漏持续时间的长短，将泄漏 源分为两类:(1)小孔泄漏，通常为物料经较小的孔洞长 时间持续泄漏，如反应器、储罐、管道上出现小孔，或 者是阀门、法兰、机泵、转动设备等处密封失效 (2)大面积泄漏，是指经较大孔洞在很短时间内泄漏出大 量物料，如大管径管线断裂、爆破片爆裂、反应器因超 压爆炸等瞬间泄漏出大量物料
g——重力加速度加m·s-2 z——高度，m，以基准面为起始 F——阻力损失，J·kg-1 ws——轴功,J；稳定流动过程中开口系统所作的功 m——质量，kg
对于不可压缩流体，密度恒为常数，有
(2)
泄漏过程暂不考虑轴功，Ws＝0，则（1）式化简为
p U 2 gz F 0
(3)
数学模型是事故后果定量分析的基础。这些模型通常 是对假想的事故场景在一系列理想假设的前提下，依据 一定的物理化学原理建立的灰箱模型，模型的参数通常 是由实验得到的。还有一些是纯经验的黑箱模型。依据 不同的假设和原理，相同的事故场景可以建立不同的模 型描述；同时，由于依据不同的实验数据，有些相同的 模型其参数却有所不同甚至相差远。显然，采用不同的 模型对同一事故的后果分析结果会有所不同
考虑到因惯性引起的截面收缩以及摩擦引起的速度 减低，引入孔流系数C0 为实际流量与理想流量的比值， 则经小孔泄漏的实际质量流量为
计算燃烧和爆炸的热量或压力，不仅仅用于评价人员 和设备的损失情况。燃烧和爆炸还会波及相邻的危险源， 产生多米诺效应，因此也要对相邻危险源进行泄漏后果 分析
气体泄漏分析的一个重要方面是计算蒸汽云的密度， 密度高于空气或低于空气，对其扩散有较大的影响， 应该采用不同的扩散模式
毒性气体的泄漏扩散分析较简单，因为不需要考虑起火。 主要的问题是根据蒸汽云密度选择适当的扩散模式
2.泄漏量计算 2.1 液体经小孔泄漏的源模式
系统与外界无热交换，流体流动的不同能量形式遵
守如下的机械能守恒方程
dp u2 gz F Ws
2
m
（1）
式中，p——压力，Pa，习惯上将压强也称为压力 ——流体密度，kg·m-3 ——动能校正因子，无因次,从工程计算角度出发，值 近似取为1 U——流体平均速度，m·s-1，简称流速
第五章 重大事故后果分析
重大事故：是指重大危险源在运行中突然发生重大泄 漏、火灾或爆炸，刻的或延迟的严重危 害的事件
重大事故后果分析:是重大危险源评价和管理的一个重 要方面，目的是定量描述一个可能发生的事故将造成 的人员伤亡、财产损失和环境污染情况。根据分析结 果决策者可以采取适当措施，如设置报警系统、压力 释放系统、防火系统以及编制应急响应程序等，以减 少事故发生的可能性或降低事故的危害程度
(1)有害物质的参数
有害物质的相态、最大质量或体积、温度、压 力、密度，热力学性质如沸点、蒸发热、燃烧热、 比热容等，有害与毒性参数等
(2)设备的参数
工艺流程、设备类型、设备的可能故障与泄漏位置、 泄漏口形状尺寸等 (3)现场情况与气象情况
设备布置、人员分布、资金密度、设备地理位置、 堤坝高度面积、常年主导风向、平均风速、大气稳定情 况、日照情况、地形情况、地面粗糙度、建筑、树木高 度等
冷冻液体泄漏也形成液池，液体吸收周围热量蒸发，蒸 发速度虽然比闪蒸慢，但一般比常压液体快
沸腾液体扩展蒸汽爆炸是一种比较特殊但后果极其严 重的事故。通常是装液化气体的容器受到外界火焰加热， 一方面使容器内压力升高，同时使容器强度下降。一旦 容器突然破裂，大量沸腾液体立即被点燃，形成巨大火 球，影响非常严重
当然，每一模型还有其适用范围，因此在进行后果分 析时，考虑模型的适用范围以选择合适的模型是非常重 要的。另外，在没有可靠依据选择参数值时，采用保守 的估计或考虑最坏后果也是可以接受的
一、后果分析一般程序 1．后果分析程序
重大事故后果分析主要包括以下步骤
(1)划分独立功能单元 (2)计算单元中有害物质存量
根据工艺流程和设备参数计算单元中有害物质的存量， 并记录物质的种类、相态、温度、压力、体积或质量
(3)找出设备的典型故障
(4)计算泄漏量
(5)计算后果
分析泄漏后可能造成的火灾、爆炸等后果，选择合适 的模型计算事故对生产现场内或现场外的影响
(6)整理结果
将计算结果整理成表格，并在单元平面图上划出 影响范围 2．后果分析需要的参数
3．后果分析模式选择
重大事故后果分析关心的是易燃、易爆或有毒的气 体和液体，这些物质的泄漏不仅有害而且难以控制。 一种泄漏可能带来不同的后果，进行后果分析就需要 对每一种可能后果进行计算。采用系统分析的方法可 以避免对可能的后果造成遗漏
例如：易燃气体泄漏着火时才有危险性，如果泄漏 时立即被点燃，则不形成大的蒸汽云团。根据泄漏性 质可形成喷射火或火球，它能迅速危及事故现场，但 很少能影响到厂区以外。如果泄漏后延迟点燃，则气 体形成云团飘向下风向，点燃后可能造成闪火或爆炸， 能引起大面积损害
气 体 和 两 相 泄 漏 事 故 框 图
液体泄漏着火一般影响的面积较小，但挥发性液体 的蒸汽应按照气体事故进一步分析
常压液体泄漏后在地面形成液池，池内液体由于表面 风的作用而缓慢蒸发。如果点燃则形成池火，火焰的热 辐射会危及现场人员和设备。加压液化气体泄漏时将发 生闪蒸，剩下的液体形成液池。闪蒸的气体应按气体事 故进一步分析
2
工艺单元中的液体在稳定的压力作用下，经薄壁小 孔泄漏，容器内的压力为p1、孔直径为d，面积为A，容 器外为大气压力。容器内液体流速可以忽略，不考虑摩 擦损失和液位变化，利用(3)，可得
(4)
(5)
液体在稳定压力 (6) 下经薄壁小孔泄
漏 Q为单位时间内流体流过任一截面的质量， 称质量流量，单位为kg．s-1