一种大型储罐火灾风险评估方法技术

本发明专利技术公开一种大型储罐火灾风险评估方法，本发明专利技术将储罐火焰简化为底面固定的斜圆柱体，根据燃料热化学性质估算燃烧速率，结合储罐信息、储量信息以及风速风向推算火焰高度、倾斜角和燃尽时间；依据上述火焰尺寸信息，考虑热传导在空气中的衰减，计算储罐周围每个位置受到火焰固体表面的热辐射通量值，还可以通过热辐射强度破坏准则表确定热辐射强度，依据热辐射强度得出破环半径，从而估算人员、材料损伤，得出灭火人员、材料的安全距离。材料的安全距离。材料的安全距离。

【技术实现步骤摘要】
一种大型储罐火灾风险评估方法


[0001]本专利技术涉及消防安全
，具体涉及一种大型储罐火灾风险评估方法。

技术介绍

[0002]加油站、石化企业、机场等场所常使用大型立式储罐存储原油、汽油、苯等高热值燃料。这类储罐一旦发生火灾，扑救难度极大，稍有不慎还有可能引发沸溢等衍生灾害。针对这类储罐罐顶失效后的火灾事故，出现了对储罐区进行风险等级评估和划分的方法，从而为储罐区域安全管理和规划提供科学依据，从而实现最大限度的降低事故影响的目的；
[0003]如CN104657810A所述的“一种石油化工码头储罐区火灾爆炸风险评估方法”通过建立池火灾数学模型对储罐火灾爆炸风险进行评估，但该方法无法准确估算储罐各个位置的热辐射通量值；
[0004]因此有必要建立一种评估方法基于储罐基础信息、气象信息和物质属性，计算储罐火焰的高度、持续时间、热辐射影响范围、沸溢时间等事故关键数据，得出热辐射对人员、设备和设施的影响范围、最小灭火施救安全距离及周围储罐失效风险等，为事故救援决策提供可靠的数据支撑。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种大型储罐火灾风险评估方法，实现对储罐火灾波及范围和火焰外型的评估，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种大型储罐火灾风险评估方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1、将储罐火焰简化为底面固定的斜圆柱体，计算火焰表面单位面积的燃烧速率计算公式如下：
[0008][0009]式中：dm/dt为单位表面积燃烧速度kg/(m2·
s)；H
c
为液体燃烧热J/kg；C
p
为液体的比定压热容J/(kg
·
k)；T
b
为液体的沸点k；T0为环境温度k；H
v
为液体的汽化热J/kg；
[0010]步骤2、假设液池是一个半径为r的圆形水池，计算火焰的高度h，计算公式如下：
[0011]无风时：
[0012]式中：h为火焰高度m；r为液池当量半径m；ρ0周围空气密度kg/m3，取1.293kg/m3[0013]；dm/dt为单位表面积燃烧速度kg/(m2·
s)；
[0014]有风时：
[0015]式中：g为重力加速度9.8m/s2；u为风速m/s；
[0016]步骤3、计算液池燃烧时的总热辐射通量Q，计算公式如下：
[0017][0018]式中：Q为总热辐射通量W；η为效率因子，取0.13
‑
0.35；
[0019]步骤4、假设全部辐射热量由液池中心点的小球面辐射出来，计算距离液池中心的距离x处的热辐射强度I，
[0020]或根据热辐射强度破坏准则表确定热辐射强度I计算距离液池中心的距离x，计算公式如下：
[0021][0022]式中：I为热辐射强度，W/m2；Q为总热辐射通量，W；t
c
为热传导系数，可取值为1；
[0023]一种大型储罐火灾风险评估方法，还包括计算火焰长度L，步骤如下：
[0024]S1、计算火焰倾角θ，计算公式如下：
[0025][0026]式中：θ为火焰倾角
°
。
[0027]S2、计算火焰长度L，计算公式如下：
[0028][0029]式中：h为步骤2中的火焰高度m，θ为火焰倾角
°
。
[0030]一种大型储罐火灾风险评估方法，还包括计算火焰燃尽时间t，计算公式如下：
[0031][0032]式中：s为液池面积m2；Q1为燃烧物的质量kg。
[0033]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术将储罐火焰简化为底面固定的斜圆柱体，根据燃料热化学性质估算燃烧速率，结合储罐信息、储量信息以及风速风向推算火焰高度、倾斜角和燃尽时间；依据上述火焰尺寸信息，考虑热传导在空气中的衰减，计算储罐周围每个位置受到火焰固体表面的热辐射通量值，还可以通过热辐射强度破坏准则表确定热辐射强度，并依据热辐射强度得出破环半径。依据热辐射破坏准则得出造成不同等级破坏的热辐射强度，据此估算人员、材料损伤，得出灭火人员、材料的安全距离。
附图说明
[0034]图1为本专利技术的流程示意图；
[0035]图2为热辐射强度破坏准则表；
具体实施方式
[0036]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0037]请参阅图1，本专利技术提供一种技术方案：
[0038]实施例1：
[0039]一种大型储罐火灾风险评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0040]步骤1、将储罐火焰简化为底面固定的斜圆柱体，计算火焰表面单位面积的燃烧速率计算公式如下：
[0041][0042]式中：dm/dt为单位表面积燃烧速度kg/(m2·
s)；H
c
为液体燃烧热J/kg；C
p
为液体的比定压热容J/(kg
·
k)；T
b
为液体的沸点k；T0为环境温度k；H
v
为液体的汽化热J/kg；
[0043]步骤2、假设液池是一个半径为r的圆形水池，计算火焰的高度h，计算公式如下：
[0044]无风时：
[0045]式中：h为火焰高度m；r为液池当量半径m；ρ0周围空气密度kg/m3,取1.293kg/m3；dm/dt为单位表面积燃烧速度kg/(m2·
s)；
[0046]有风时：
[0047]式中：g为重力加速度9.8m/s2；u为风速m/s；
[0048]步骤3、计算液池燃烧时的总热辐射通量Q，计算公式如下：
[0049][0050]式中：Q为总热辐射通量W；η为效率因子(本实施例取0.2)；
[0051]步骤4、假设全部辐射热量由液池中心点的小球面辐射出来，计算距离液池中心的距离x处的热辐射强度I，计算公式如下：
[0052][0053]式中：I为热辐射强度，W/m2；Q为总热辐射通量，W；t
c
为热传导系数，可取值为1；
[0054]一种大型储罐火灾风险评估方法，还包括计算火焰长度L，步骤如下：
[0055]S1、计算火焰倾角θ，计算公式如下：
[0056][0057]式中：θ为火焰倾角
°
。
[0058]S2、计算火焰长度L，计算公式如下：
[0059][0060]式中：h为步骤2中的火焰高度m，θ为火焰倾角
°
。
[0061]一种大型储罐火灾风险评估方法，还包括计算火焰燃尽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型储罐火灾风险评估方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将储罐火焰简化为底面固定的斜圆柱体，计算火焰表面单位面积的燃烧速率计算公式如下：式中：dm/dt为单位表面积燃烧速度kg/(m2·
s)；H
c
为液体燃烧热J/kg；C
p
为液体的比定压热容J/(kg
·
k)；T
b
为液体的沸点k；T0为环境温度k；H
v
为液体的汽化热J/kg；步骤2、假设液池是一个半径为r的圆形水池，计算火焰的高度h，计算公式如下：无风时：式中：h为火焰高度m；r为液池当量半径m；ρ0周围空气密度kg/m3，取1.293kg/m3；dm/dt为单位表面积燃烧速度kg/(m2·
s)；有风时：式中：g为重力加速度9.8m/s2；u为风速m/s；步骤3、计算液池燃烧时的总热辐射通量Q，计算公式如下：式中...

【专利技术属性】
技术研发人员：周林健，陈欣，桂浩，王创杰，
申请(专利权)人：杭州立方控股股份有限公司，
类型：发明
国别省市：