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基于GIS技术的危险化学品信息系统研究
沈阳航空工业学院 硕士学位论文 基于GIS技术的危险化学品信息系统研究 姓名:段晓瑞 申请学位级别:硕士 专业:安全技术及工程 指导教师:程乃伟;高永庭
沈鞭航空工业掌硫硬士学位论文摘要人娄社会正在l鼋倍息化社会遁进,忭为信息技术重要组成部分的空间信息技术,其 靛震与痤雳是20越怒最有狰击力静辩羧突破。在建去的扎卡年中,戮遥感、缝瑾嚣惠 系统和卫星定位系统技术为代表的地理空间信息技术应用已在国家经济建设的诸多领 域发挥了煮冀的作用。 两在避多瓣危除纯学酷盎毙安垒管霪中,更多静重锐常规的安爱管理,鬻带忽褪了 对空阳J信息的研究。本文运用地理信息系统、软件过程、算法设计和分析,计搏机目形 掌静埋论霹舅法,研巍了整翰耗学晶盎炎模掇筹统,势橱了危险晶黪现代钝管理模式, 萍开发丁基于Bis平台豹辅助决策鞭件。通过GIS迸露举}攀的、台瑗舶安全管理,能够 殛时准确地确定化学危险源的地理干逮暨.倍算发生事蔽后的涉及范围。为各地蒋级领导平暖安全静理都门瑶象,赢麟挞供有关基础数据。因两,及时、准确、全嚣地掌握车地危险化学晶信息,为领导厦时准确地决策提供系统的技术赢持,迭捌保障人身及财产安全的目的。关键词;地理倍惑系统(GIS》;危隐他学品;应急救援{空间数据 一technology,its development生塑墼窒兰鎏堂鳖堡圭望堡鎏兰AbstractThe human sociay is making great strides forward to the based society,单粘e information teclmology which and thebecomir墙№informationpart of informationis觥import目atmostapplication黼theimportant tec,lk*1icalbreak妇oughwhic&mOSt hasthe蚴tase谗the 20th《嗽#譬Ingengtaphiethe past several dozems and the satelliteyears,take the remotesensing.theinfotmatlon systemaspq6舔。撒ng system technologyhas硝料嚣dthe Vital rolerepreseatativds 9809raphy spaceinformation techr}ology applicafio:a酶e,afional eco{momie oon髓ruaion man)'domains..But in the safety control of most dangerous chemicals enterprise,moro attention isgiven协the conventionalsafetycomml。剃ffaespat瓣information rese孵chhas beenneglected frequently to.翳I{s article has studiedthe幽擅g《哪chemicalfire analogoussystem,it has analyzed the da.ngerolls粥稚钟捌modemm醐蘸萨潮堆m辨峨andofth鼯developed auxiliary policy?making sol,rare which is based懋ethe rotsptatfomthroughg嚣。秽婶融《informatlon姆髓删≈the soRware磬#∞骞葚,theerrlalgorithm design and铀eanalysis,computer graphics theory and methoek G{Sgeographical position of chemistry safety oontro]And also GIScallpromptly aco.n'ately determine the science and reasonaMe after the accident。Itdangerous SOIl_rCe啦fot培&them help to estimate the involved scopetheprovide vivid and directly related fourglation data for each place all levels of leaders Then itcartand the safety control depanmem informationhelp grasplocal dangerouschemicalpromptly,aceuratdy mad comprehensively&随providesystem毹ie technicalsuppo曛promptlyaccuratelyforthel∞如耐decision―makingtoachievetheaimof虹嫦遗嚣the people and the property safety, KeyWOrdS:ge姻z嚣秘耗infimna*ioa system辫lS);dangcrous曲棼徽l撼址掰强e嘴e撇箩rezovery;space data 原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立完浅的。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含其他个人或集体 已经发表或撰写过的作品或成果,也不包含本人为获得其他学位而使 用过的成果。对本文研究做出重要贡献的个人或集体均已在论文中进 行了说明并表示谢意。本声明的法律后果由本人承担。论文作者签名:砒日a抑彳年易月』 版权授权说明奉人授权学梭“有段保留送交学位论文的原件,允洚学位论文被查阅和借阅,学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以影印、 缩印或莫稳复制手段镍存学位浍文”;愿意将本人学位论文电j手版提交 给研究生部指定授权单绽收录和使州。学校必须严格按照授权对沦文 进行处理,不得超越授权对毕业论文进行任意处置。授权人;缸嘁扣ff年圹月&Et 沈硼航空工业学院硕士学位论文第1聋综述L1我羼因危险化学品导致舳伤亡事故及其分析 改革开放蚍采,随着工业化进程的迅速发展,生产规模的不断扩大,各种化学化工 的薪材料、新产品、新技术、薪工艺和新设备熬使窝蛤入民群众生活带了檄大豁馁利, 但髓之面寐的危险化学品事故也随之产生,给^民韵生命、财产安垒刺生活环境构成了重丈威胁。据有关数据统计: 2000萃工矿垒姓其发生酸工伤霞攀载817140起,甄亡108990天;200t年囊琶美熊 生晷鼗事故1000629起,死t1 30491人‘1】;2002年盎国菇发生鲁类事酿1073434起.疆一139393太辩;2003年蔷类事魏死亡136102走:2004年垒嗣菸发生备类事故803571起,死亡136755 A;2005年全国熬璧生軎娄安全生产事故727945起,贬1】:=127089^。据统计,避年来我国危险化学品事故照明显变化;如2000年危险化学品事故艘牟416起,琵亡1092人,受携2156 A;2001年危险纯学晶事故发生564起+死亡785^。受伤1421人;2002年危险化学品事故发生592起,死亡873人,受伤1551^;2003年危险化学品事故发生621起,死亡960人,受伤1690人阎;2004年危险侄学晶事故发生193起,死亡29£久;2005华燕蹬化学品事故发生164起,琵亡229人。如2。∞ 年12月23目重庆开原县发生的天然气井喷~案中,由于大量的古有高榷度硫化氨的天 然气因处扩散,造成243人因硫纯氧中毒死亡,2000拳入医虢仡魏中霉搜貔医疗、65000 A驶紧急疏散安置、壹接经济损失遮6000采万人民币的严重后果。迹有2005年3月29 曰发生程京沪窿速公路淮蜜段35吨渡氯泄漏事故又导致犬量的^员伤亡,群焱生命财 产遭受薰天静螭必,同翼季使繇境蹙劐污絷,造髓惩娄的社会骺晌一绘离簿露天民群焱带 沈阳航空工业学院硕士学位论文来了极大的经济损失。尤其是2005年“月13日13时45分左右,中国石油吉林石化公司双苯厂苯胺装置硝化单元发生爆炸,巨大的黑色蘑菇云笼罩在吉林市城区的上空, 导致1万多居民紧急疏散。这次危险化学品事故对经济、环保安全有很大的影响,更严 重的是带来了社会负面影响。分析这些危险化学品事故的有着共同的火灾特点,主要是发生火灾、爆炸、中毒事故等,导致人员的重大伤亡,因此对危险化学品的科学管理研究已是当务之急。1.2国内外危险化学品管理现状 1.2.1国外危险化学品管理现状 全世界化学品的产量,从1930年的loo万吨,发展到了今天的数千亿吨。危险化 学品的存在,给现代社会的发展带来了极大的好处,人类的衣食住行,包括休闲活动, 都离不开它。同时,化学品在贸易和就业等方面也给国民经济和人民群众的生括做出了 重大的贡献。但化学品固有的危险性也对人类健康和环境造成了严熏的威胁和损害,引起世界各国高度重视【4】。从20世纪60年代开始,欧美、日本等工业发达国家和一些国际组织纷纷修订或制 订有关法规、标准和公约,旨在强化化学品的管理,有效地预防和控制化学品造成的危 害。欧美日等经济发达国家对化学品的安全管理模式是政府和利害关系方共同协作,实 行产品责任制(Product stewardshjp),既保证生产发展,又保护好职工人体健康和环境;对化学品实行申报制度,所有“新化学品”或部分高度关注的“现有化学品”都要进行全面的风险评估,以避免对环境和人类健康造成不合理的伤害;推行“责任与关怀” 制度或“健康、安全与环境管理”体系;激励技术革新,鼓励采用更安全的化学品替代危险性较大的化学品等。 沈阳航空工业学院硕士学位论文(1)美国化学品安全管理概况【t”1 ①化学品安全管理的法律文件和调节机制 美国从1970年签署《职业安全卫生法》开始,在随后的多年中,不断完善其立法 机制,到目前为止,已形成了一个比较完善的严格的法规体系,对化学品做到了从“摇篮”到“坟墓”的全生命周期的安全监控。主要的化学品管理法律法规文件有16部之 多,包括《职业安全卫生法》、《有毒物质控制法》、《联邦杀虫剂、杀菌剂和灭鼠剂法》 和《危险物质运输法》等。 ②化学品安全管理的联邦机构 从事化学品安全管理的联邦机构,包括职业安全卫生管理局(OSHA),环保署(EPA), 消费产品安全委员会(CPSC),食品与药品管理局(FDA)等十几个机构,每个联邦机构管理着化学品生命周期的不同阶段。③美国在化学品管理方面的一些作法 美国有强大的化学品安全管理机构和管理方案,由许多公立和私立机构负责实施和执行。化学品管理的原则是;化学品的制造商、处理商应当负责了解化学品对人类健康或环境的影响;国家设立专门的机构,负责管理对人类健康或环境带来不合理伤害的化 学品或混合物,但这些机构的管理行为,不应当妨碍化学品技术创新活动或造成不必要 的经济障碍。按照《化学品试验规定》,“新化学品”的制造商、进12商,应负责对其化 学品或混合物进行试验,测定其潜在的健康影响和环境影响,判定是否会对环境或人类 健康带来不合理的伤害。对化学品的生产实行“预通知”制度。化学品信息的上报和记 录制度包括:化学品生产信息记录及上报;建立化学品名录库;化学品健康环境影响跟踪;化学品健康安全研究;化学品危险性上报。鼓励化学品技术研究、开发、检测和分析,鼓励用安全的、危险性较低的物质替代危险性大的化学品。 扰阳航空上业举院硕士学健论立(2)欧盟化学品安全管理概况①忧学品安垒管瑾鹌法律文件在鳃盟内削,为使各成员国在化学品管理上保持馓,彤成一个统一市蟠,制定了一系歹|f化学品瞥瑶制度和法规,其中随盟讫擎品管殍器受篾注酶4大法律室竹是《危险 位学晶的分类、包装菠标注稼令》,《危硷制荆的分类、包装及标挞指专》,《现春姆餍危 随性坪估和控制指令》和《禁止镫售和使用的危险他学品丑制荆名单》。 ②《欧篮来采他学晶竣策战潦》自皮书与REACH俸摹 自1998年激来,欧盟…蛊酝酿熬台瓒有的关于忧掌龋构管理规定,以建立更为严格 的管理体系。2002年,欧蕊委员会提出了《欧盟未来化学品政策战略》岛皮书草案,提 漩欧登砖约3万莘申纯学晶聚题裁麴登记、评旗耪授权(REACH)管理涮度。2003年5 月17嗣,欧盟委员会又在该白皮书的基础上.出台了《关于化学品的甓记、评估和授 根办法(REACH))(讨论稿),雌镊求世界各国的评议意霓。 ③殴魏在纯学熙管理考霾豹一些作法 欧镦对化学品的管理斌策,重视“对人类健康和环境提供较高水平的防护”。欧盟已 经涮定了许多侥学晶管理穗律文释,渗菠纯学最帮消费考薛豫护,职业卫生,嚣境锞护、 过程和嚣输安垒以厦物质管理等。欧盟重视她学品的“风硷评储”,认为化学品的“矾随评估”魁“风险管理”的基率委寮a搜遮围家在危险证学器蠢拿的备令方面囊屡次土投入了丈爨∞人力物力和黠力,危 险化学盛安全遮肇4较高水平,为预防和减少危害危险化学品安垒的事件、事故、灾害、 反恐防恐和突发察件等提徵了强膏力鹞支撵和保障。发达国家饕遍建立了安全体系,危 险纯学龋安垒理论搿}究承警较高一 沈鞲航空工豫学院硕士学位论文 1.2.2崮内危险化学品管理现状危险化学晶等宥毒有害物质是我强一种十分重要霹时又是实行匿黼管制的特豫商 翕。橱据海关统诗,簿每菝国危险纯攀拣等霄毒有害物髓熙避撼墨秘粪有3000余释, 金额在干亿美元以上,麦量危险化学篙等有毒有害物质韵输入对我国豹缚境鄂人民身体 健康带来了越来越严重的影响f2.”。 改革开放戳麝,我国备行各业得强丁餍太限度的发展,他学晶产业与其他产业一样, 经过十凡年匏发疆,目前盘基形藏了一褰完整麓运佟体系,从他擘艇翁生产魏纯学品翰 使用、经营,仓储、运输,各行业斓骥均产生了很大变化,所接触豹纰学品种类也大犬 增加。m化学品产业所带来的益处越来越明显,化学制品的艘厢范嗣越来越广泛,由此 产生的经济效盏和社会效益越来越突出,同时,化学品的安全赞理问题也戟显得尤为重 要”?…。 我酱讫学品静安垒管坪形势随褥纯攀晶产照翩笈蒹,目翦舔饕露也镬多离题,特别 是安全、健康和环境问题日益突出。蛳于我国目前正处于经济转型期,法规建设、人员 素质、基础教育均求峰之配套发展,由jf】匕引发了一系列重大恶性攀教.如近几年的烟花 霪蒋爆炸事鳆,纯攀晶麓炎灾、爆薛,泄溱、审毒事故,鞋爱纯繁品构环境污絷事趣, 某些事故损失特别严重,影响特剐恶劣。 我国危险化学品安生管理手段,主蕊在“安全第一,预防为主”的方针指导下,制 定了.系列法规和标准,并相应出台了一臻纯学品管递越跫和办法,遮艟考效控制和鞭 防饱学晶的危害起到了积极酶作用。藏熬虽然还没有颢布纯学最危害褴嗣斡专项立法, 很是围务院发布的《搬学危险物品寰垒管理条侧》(1魄7)纛将毒凑化学品,爆炸晶, 压缩气体和液化气体,辩燃液体、易:l鼎l狮体、自燃物品与遇湿翁燃物品,氧化剂,宵帆 过氧化物和腐蚀品,类煎险物品列入了管理范畴,但不包括放射性物品以及国家法规融 沈阳航空工业学院硕士学位论文 有专门规定的物品12,4]。 建立了登记注册制度,凡在国内生产和向我国进口的化学品均要进行登记,以加强 国家的宏观控制。建立了生产许可证制度,自1984年,我国即根据有关国家规定建立了生产许可证制度,需要取得生产许可证的化学品有:工业化学品、医药品、麻醉品、兽 药、农药等。建立了储存、运输管理制度,针对化学品的储存和运输,我国建立了一系列管理制度:《常用危险化学品贮存通则》(GBl5603―1995),铁路、公路、水路危险货物运输规则等吼我国的危险化学品管理系统还是在法规的前提下,进行人工操作进行管理。随着我 国化学品产业的发展,生产规模越来越大,化学品种类越来越多,重大危险源分布广泛。 一旦发生事故,则极可能造成巨大的社会危害。随着我国国民经济的迅速发展,对危险 化学品安全管理不断提出新的要求。解决安全管理问题一是要不断提高的安全素质,提 高安全防范意识及事故处理能力,更重要的是运用安全管理信息技术,通过建立安全管 理信息系统来提高安全管理水平,降低事故的发生以及事故发生以后如何防范,以降低 事故的损失。如何对危险化学品进行有效的管理,预防、遏制重大灾害的发生,已摆在 了我国各级政府的面前,采用计算机的智能化管理已经是形势所迫。 1.3本课题在理论或实际应用方面的价值及研究的意义 1.1.1本课题的应用价值 安全生产关系到人民群众生命和国家财产安全,是社会文明和进步的重要标志,是 国民经济稳定发展运行的重要保障,是坚持以人为本安全理念的必然要求,是坚持人与自然和谐发展的前提条件,是全面建设小康社会宏伟目标的重要内容。 随着改革开放的深入发展,我国经济建设取得了巨大的成就,社会的物质财富不断 淀耀航空工业攀蔬碉士学位谴文增多。人民昀生活水平显著提高,与忿同时.生产霖生活锁城中辩于讫学危陵穆晶的使 蠲最也隧之搦犬:近些年来,我圈的火灾形势十分严竣,幽化学危殓辏箍;l发蘸火灾发生的擞数霸造成的损失蜩臻上升,因此做好他学危黢物品的管理工作。对于从校聿L防 止裙撼!》火灾填敬的发生青蕾蛊接魏积摄馋帮。 我毽地理空问搐息技术的应用经历_『70年代朐起步,80筚代蛔发鼹籀辩年代的逐 步实用他阶段,避~步攫疑的能力正在形成。地瑾信息系统鞔件井发茸斑用进^丁新的 菠腰静段,成为一种包括硬糌生产、软件研制、敷瓣采集、空阊分褥释咨诲服务能耨必 产业,谗酐始为玻裔职髓转变、工农照生产弩宏观谰擦提供臻戤纯工其,卫星竞镌技术 也已告蹴了庙蒙衙教,旺不可遂转邀融入我溺现代讫倍息建设避程之中,产监纯进程也 已列入袭癣援潮,瑟始超参,掏撵显示出蹙太的潜在审婚。蜘墨将空魍信息挂水应厦于 化学惫赡物品魑其蠢缀大的潜力。 1.t.2奉谭蘧拍错宪意义 为了加强对照隐化学晶的安垒管瑗,保簿入精撬命、财产安叠,探护环境,困此梗 荚部门迫切需葵及时、准确、垒衙她掌握所辖区域肉化学危陵物晶静生产使用、经营、 储存、运赣饕环节瞬桶荚信惑。在该健举蹙蹬镌晶地理馏慧系统鹣电子蛙围上研方便、 快捷、形蒙地靛示备城市区域肉仡学危陆铹晶生产、储褰、使用等的总钵概况”化学危险物品菠生每敞后抢融、救援笛信息,能够燕诲统计、打印钝学蠡赡钫躁鬻关倍感,为各地番级鞭譬和安垒蛰理部门形象、囊巍地提供有关基础数据,沌领导及时准确媳决策 褪供系统辨技术支持:系统提供魍不但是简单的文掌和数撅,还翁一幅幅空闭阐形或醋 雾:系统静静橱统计功我方使镁警徽出科学的疆繁;系统爨有强大鹣信怒奁谰、数据统 计及搬表输出功能;鬟现了属性数掘与空间数据鹋互涟互畿,蠹疰将数据地图纯。 沈阳航空工业学院硕士学位论文第2章基于GIS技术的危险化学品信息系统概述2.1危险化学品概述 2.1.1危险化学品的定义 化学品中具有易燃、易爆、有毒、有腐蚀性等特性,会对人(包括生物)、设备、 环境造成伤害和侵害的化学品叫危险化学品。危险化学品在不同的场合,叫法或者说称 呼是不一样的,如在生产、经营、使用场所统称化工产品,一般不单称危险化学品。在 运输过程中,包括铁路运输、公路运输、水上运输、航空运输都称为危险货物。在储存 环节,一般又称为危险物品或危险品。 在国家的法律法规中称呼也不一样,如在《中华人民共和国安全生产法》中称“危 险物品”,在《危险化学品安全管理条例》中称“危险化学品”。 根据《危险化学品安全管理条例》第三条规定:本条例所称危险化学品,包括爆炸 品、压缩气体和液化气体、易燃液体、易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品、氧化剂和 有机过氧化物、有毒品和腐蚀品等。危险化学品歹||入以国家标准公布的《危险货物品名 表》(GBl2268.90),目前常见的、用途较广的约有2200余种。剧毒化学品目录和未列 入《危险货物品名表》的其他危险化学品,由国务院安全生产监督管理局会同公安、环 境保护、卫生、质检、交通部门确定并公布。 2.1.2危险化学品的分类 按我国目前已公布的法规、标准,有三个国标:GB6944.86《危险货物分类和品名 编号》、GBl2268.90《危险货物品名表》、GBl3690.92《常用危险化学品分类及标志》。 将危险化学品分为八大类,每一类又分为若干项,即:爆炸品,压缩气体和液化气体, 易燃液体,易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品,氧化剂和有机过氧化物,毒害品,放 沈阳航空工业学院硕士学位论文射性物品,腐蚀品。2.2重大危险源概述2.2.I重大危险源的定义 依据中华人民共和国国家标准《重大危险源辨识》(GBl8218.2000),长期或临时地生产、加工、搬运、使用或贮存危险物质,且危险物质的数量等于或超过临界量的单元,称之为重大危险源。其中危险物质、单元和临界量分别定义如下:危险物质(hazardous substance):一种物质或若干种物质的混合物,由于它的化学、物理或毒性特性,使其具有易导致火灾、爆炸或中毒的危险。单元(unit):指一个(套)生产装置、设施或场所,或同属一个工厂的且边缘距离小于500m的几个(套)生产装置、设施或场所。临界量(threshold quantity):指对于某种或某类危险物质规定的数量,若单元中的物质数量等于或超过该数量,则该单元定为重大危险源。 2.2.2重大危险源的分类 通常,重大危险源分类遵循的原则是:第一,从可操作性出发,以重大危险源所处 的场所或设备、设旌对重大危险源进行分类;第二,再按相似相容性原则,依据各大类 重大危险源各自的特性进行有层次的展开。参照GBl8218.2000《重大危险源辨识》中 的规定进行辨识可辨识出系统是否有重大危险源。通常重大危险源可分如下7大类: ①易燃、易爆危害物质的储罐区(储罐) ②易燃、易爆、有毒物质的库区(库)? ③具有火灾、爆炸、中毒危险的生产场所 沈阳航空工业学院硕士学位论文④企业危险建(构)筑物⑤压力管道 ⑥锅炉⑦压力容器 2.2.3重大危险源的辨识 单元内存在的危险物质为多品种时,则按下式计算,若满足下面公式,则定为重大危险源:蚤嗤+”?+妄甜式中:啊,q:……吼一每种危险物质实际存在量,t。 9,Q2……幺一与各危险物质相对应的生产场所或贮存区的易燃物质临界量,t。 2.3GIS技术概述地理信息系统(GeographicInformation协t,System简称GIS)是以空间地理分布数据为研究对象、利用空间数据库实施存储,采用空间分析和建模的方法,为科研、管理及 决策提供多种动态的空间资源和环境信息服务的计算机技术系统。GIS可以从视觉、计 算和逻辑上对现实空问从功能上进行模拟;通过计算机程序的运行和各类数据的变换还 可以对各类信息变化进行仿真。具有一定地理学知识的用户还可以在地理信息系统支持 下提取现实空间下同侧面、不同层次的空间和时间特征,快速地模拟自然过程的演变或 思维过程的轨迹,取得预测或“试验”的结果,选择最优方案。地理信息系统(GIS)是以采集、存储、管理、分析、描述和应用整个或部分地球表面与空间和地理分布有关数据的计算机系统。它以地理空间数据库为基础,采用地理 模型分析方法,适时提供各种空间的和动态的地理信息,融计算机图形和数据库于一体, 沈阳航空工业学院硕士学位论文储存和处理空间信息的高新技术,它把地理位置和相关属性有机的结合起来,根据实际 需要准确真实、图文并茂地输出给用户,借助其独有的空间分析功能和可视化表达,进 行各种辅助决策。危险化学品管理部flOu何面对GIS技术的发展变化,开发一系列实用 软件,及时跟上信息时代的节拍,来满足管理信息化和灭火战斗的需要,将是我们面临 的一大严峻课题。2.3.1地理信息系统的特征 地理信息系统的形式是多种多样的,一般的GI¥具有以下的特征:(1)采集、管理、分析和输出多种地理空间信息,具有空间性和动态性; (2)以地理研究和地理决策为目的,以地理模型方法为手段,具有区域空间分析、 多要素综合分析和动态预测的能力:(3)通过计算机系统支持实施空间数据管理,并模拟常规或专门的地理分析方法, 作用于空间数据,产生有用信息。 2.3.2地理信息系统软件的探讨 国际上的GI¥开发己进入专业化、商业化的阶段。据不完全统计,能够提供市场的 商业化GIS相关软件产品己达400多种,世界范围内用户众多,知名度较高的有七八种 软件,这些知名软件大部分已进入中国市场。在这里对GI¥软件的一些核心问题进行介绍:(1)数据结构:描述空间数据的数据结构通常是用矢量式和栅格式,二者各有利 弊,根据不同的数据结构又分别采用不同的数据压缩方法。矢量空间数据模型又可以分 为简单矢量结构和拓扑型数据结构两种}(2)G-IS的数据库:GIs处理的数据包括了空间数据和属性数据,不同的软件可以采用不同的数据库对它们进行存储。一般有三种形式: 垫圈鹜塞三些兰堕婴三兰生然第一种是霞属独数据库-(多数是装系型毅攥痒>管壤属性数据,瑟用专门的空阈 数据库管理空间数据,再通过专用程序使两种数据相互对应,这样用户既可以分别使用 两个数据璋,叉可以通过菜种途径同对谤同两个数据痒,谜是目前用得最多附方法,盘fj ARC/INFO,GENAMAP等都柬罔这种方法; 第二种是扩展空间数据库,使之熊够存储管理属性数据。但这种情况对阕性数据管理功瞧一般较鬻;第=i种是鬻用一个混台数据库同时管理空间数据和腿憔数据,健得空间数据和羼性 数据紧密联蒹起来,但是为了使访问数据适斑烫系模型,须牺牲软件运杼的效率, ¥YSTE^/19就是溪壤孵这种方涟。(3)开拉方法就蜥S曲二蒎静发丽言,可将开靛方弦归结为下捌三粪;①巍部空闻模型法 由GIS较件商提供给用户Gls宏语言开发地理信息燕统。这种方法是把GIS软件 支持鹩功熊蘑佟模型部锋,按照舒辑珂豹襄标准,对帮搏进行有枫鹩组合。露此,这种 方法能充分利用G壬S软件本身所具有的资源.效攀较高。 ②卦部空闻模受法游elS氆作一巾塑捌数据瘴看铸,艟嗣空闰模型在鳓耳境§}帮耐用冀它软搏鳃话算机高级程序语吉来建立。根据数据共事与否,叉西『分为两种:一是不与GI¥窄问数据 藤共事鼗据,而刺翊一十中间文件佟为羲据撵赍;禺’津}戆开发魏空简分析横型与GIS 空闻数据库熬辜数据。遮种蠢渣虽然逶好效率受剽撮大嚣响,煎逢应性强a ③混合型空问模型法 这是土述两种方法翡缀合,职尽研壤巅用G]S提供熬动韪,最大限度缝减少用户岛 沈阳航空工业学院硕士学位论文行开发的工作量,又利用外部空间建模法,有较高的灵活性。2.3.3GZS技术在国内外应用现状尽管现存的地理信息系统软件很多,但对于它的研究应用,归纳概括起来有二种情况:一是利用GIS系统来处理用户的数据;二是在GIS的基础上,利用它的开发函数库二次开发出用户的专用的地理信息系统软件。目前已成功地应用到了包括资源管理、自动制图、设施管理、城市和区域的规划、人口和商业管理、交通运输、石油和天然气、 教育、军事等九大类别的一百多个领域。在美国及发达国家,地理信息系统的应用遍及 环境保护、资源保护、灾害预测、投资评价、城市规划建设、政府管理等众多领域。近 年来,随我国经济建设的迅速发展,加速了地理信息系统应用的进程,在城市规划管理、 交通运输、测绘、环保、农业、制图等领域发挥了重要的作用,取得了良好的经济效益和社会效益。例如:地理信息系统在地理空间数据管理中的应用,即以多种方式录入的 地理数据,以有效的数据组织形式进行数据库管理、更新、维护、进行快速查询检索, 以多种方式输出决策所需的地理空间信息。2.3.4GIS的发展前景地理信息系统是适应人类经济、社会活动的自身需求发展起来的。第二次世界大战 后,欧美各国开始了大规模、高速度的经济建设,物质形态发生了急剧变化,人们意识 到必须对自己赖以生存的空间环境进行有计划地开发、管理和保护,实现可持续发展,因此区域和城市规划逐渐受到重视。 地理信息系统获得了迅猛的发展,今天地理信息系统已经成为一个新兴的产业和学科(地理信息产业和地理信息学)展现在人们的面前,各种综合的、专业的地理信息系统 被人类广泛用于科学地、有计划地认识和利用有限的地理资源的方方面面。 随着多媒体技术、空间技术、虚拟实景、数字测绘技术、数据仓库技术、计算机图 沈阳航空互地掌虢硕士学位论文形技术=维圈形芯片厦宽带光纤通信技术的窑破进展.使得GIS技术从多领域、多功能 满足信息时代的需要,目前GIS正朝着两络化、多媒体化、三维化、虚拟现实等方面发震,对于久翻豹生活工裕海产生巨大的彩响。2.4GIS与危险化学晶信息系统 安生生产的重臻内容之一,就是对系统存在的危险瘟害因索避彳亍辨识、分析、评价.并皋鞭鲁种对蒙、攒蟪索控制、消豫系婉中豹斋种危辩。 采震GIS静龟险纯学晶信愚系统,能够为存在重大危滏深或危陵隐患麴危险纯学晶 安全管理部门提供磨溉有效的技术支持;在与危险化学晶地理图形结鸯豹基础上管理危 险化学品伦业中存在的重丈危险隐患.超襻的管理能够为快速翰榘墩事故预防和庶盘措施提供强有力鳇帮韵。重大事蘸严霆地威胁砻人类的生产作娩蜜垒、身锋健康、生态环壤麴A类社会静可 持续发展。具有熏天骣故潜在日J能的单位隧科‘展事故预谰势桥,采用先进科学的技术手 段、建立GIS重大危险源信息系统,以利快速有效地加强事故预警茅q赢急,实施预防、 髓测。翁险窝善后处理处爱,提高对幕趣鲤应急艇癞齄力,做到蠼犬限毖地降低枣教麓 生檄率帮破坏稷发。 GIS在危除化学品涪息系统中的应用;在119报警中的应用i在危蹬化学晶企业消 防规划中的应用;在分析消防信息数据中的应用;制定灭火预案中的应用? 镄s正朝着网络化、虚拟现实、多媒体及兰维方向发最,开发随络摸拟演练系统将 是不遥的琨实,遁过黼上各释综合数糕,蜜现黠必灾麴笺断、力爨璃瘦、车辆布置氍及 进攻方向等战术措施,W以测山火灾扑救藏功与否。 淀阳航空王姥攀豌磺±学位绝文第3章基于GIS撞米的危险化学品信息系统总体设计3.1危险化学品信惑荣缝要求 磺究摹于@S技术懿盎酶纯学晶觜患襄绩薛甾的毒子运用撼壤信息互曩幕统郛毒 业知识,结合危险化学品安全工作中的空问信息管理、安全规划、风险评价和应急救摄 等实际需要,进行危险化学品安全方面的应用研究,摸索传统的危化品安垒分析方法与 地理{占意技术结台熬楚饕技术翔题,开漱危险纯擎晶的赛塌缝褰趣模型,鸯窭褒煎诧晶 安全管理、风险译侨、盛急救援中的雾源、多态、形蒙管理、提供快速的、科学、有教的技术逢径。在危险化学晶情息系统中,很多方面都磷临着决策,它是应急救援体系t{|不训。缺少 的重要环节,决策贺雾舒理工捧豹各奇蔼,是揍好清游溢督的翦提。丽置,近年来隧蔚 缀济的增长,虫灾转点姻变化,捷蒲工撵谯整个消防体篆中麴域像秘佧耀西整突疆,及 时更新砍策技术是保持危险化学品消防脏督生机和活力。因而,计算机决策支持系统(Decision SupportSystem,简称DSS)的应用将更新传统的决策平段,具有重大的意显。换策工{乍可敬分硪两方藿,一方面避与魄理程关的姨策,捐端防部门收到火警时调 度灭业力量肘所进行的决策;另一方露是与地理无关的决策,如危险化学品的出入库. 种娄^询,性质簿日常传统管理业务。 从璐上势橱哥双肴出,盎殓诧学晶日掌管理慰}}冀枫系统静鬻求是多方瑟嚣,既需 要管理地理信怠,叉鬻要处理文传、袭椿、爨辩,还需要根据爨体愤撼避行宏观决策和 微观的控术管理。所瞵,单一的信息幕统或GIS系统不能满足冀需要,必颁研究集成他 的计算机系统,应用GIS技术,将地理焙息系统、决策支持系统巢于~体,才能满足氟 沈阳靛密工鲍学院磷圭学位谗文瞪化学品企业火灾防治工作服务,体现火灾防瀹的研宄甘的。 因此,在策略上,奉系统采取了宏观鞠微观相结合的方法,以危险化学品信息系统 为基础弼境,在完戒情魍始理鳇基础郓缝l=,将宏观决紫系缝藕徽璇技术管理辅助系统 融入集成系统,成为祷辘的 整体。丰系统提出丁以GIS 信息系统为基础,围嚣与敷 据津鞋缭为菝心,辅韵管 理,辅鼢获策为内容纳综合 型、空问型危险化攀品单位、,火灾防稽决策信息系统的 模式。奉集成诧系统绻枸躲图3.1龋示。 嘲3.1危蹬亿学衙管理捷策镑患蒜统糖梅3.2丰瀑题实现功能的需求分析 在宰课题研竞开艇中,涉及地璎信息篆统技术、蕉蒹鼗摆席、计薄机高级编程语言 等先进熬计算梳技术,霹为毪陵纯学鼎翠像蛉安全管理工俸短用现代技术和科技薪成 榘,提高此项工作现代他管理水平方面探索了一条新路,斟遗社会效益和经济效益。本 系统活当扩展办可应用于柏*领域中.蜘{市驶管线。酱壹变通,公安指挥、公安消防, 环境监溯、卫生防疫、石油系统豹勘探、歼发、管理等各种有关部门;缭合紧密的有环 境保护、城市规划、辫土整治、军事指挥簿镁壤,莠将有缀好酌碰耀靛漂。 3.工t系统特点 危险化学品信息策统具备如下特点:①具有采集、管理、分析和输出多种安全地理,赫- 境阳靛空工业学院硬±学位论文空间信恩的能力;②信息的管理、分析和输出其有空间性和动态性:③为了达到危险化 学品安全规划、究发重太攀放应急救援预寨、应急救援魏案支持粒睇鹣,其毒区域空闻 势析、多要索综裔势析和动悫预测髓力;固能够模拟容易发生的彘险化学品火灾、爆炸、 泄漏等蘸大事故发生、发展结果;⑤能够戳瞬形、文字锌方式输出;⑥作为专业地理信 意蒙豌。稳筑了蒋邈瞪化攀晶馈愚曩缱安垒擒捌数据霸臻息组缀起寒的霜憋乎鸯。3.2。2虚用阿标其悻要迷翻的成甩疆标包括:①n t000~1:10000的危陲化学鹾举位艇划邀子地 嘲鳇生成瓢处理#②l:t00~!:10∞瀚重大施殓源曦予她塑的熊琏和赴壤;⑨1:j∞~ 1:l000的重大枣敞过程电子地图的生成和处理:固危险化学晶数据库的创建、信怠的 煽辑,惫捂录入、磐改、瓣除等;⑤危险化学晶信息静套诲彝输国:⑨危险化学菇羹大 危险源的判定t⑦危险化学品泄漏火灾事故钧模拟。 3.2.3系统研发的平台及歼发方式 《1)系境戮发平台 末秉统的开艇建立往Visual e#平台上,健用SQL Sea'vct鼗糖库,采焉MapObjec-ts 语言进行二攫开发;采薅W'mdowg.NT操终蒸统。冀开发甲赍帮篆统平台躯缀合艘米方寨其霄以下特点:@Msual e#;NE,T开麓工巽VI,so.Mc#.Nl姐是微软公司为它的螈c∞§o危嘲矬计魁推出鼹棱心编程语言。使用JVisua】c#编程语宙,程序员能够迥速地建造提供充分开拓计算和通信的工具和服备的Microsoft施T平台。@ArcView3.0ArcView30是ESRI(美国环境系统研巍所)最新推出的普及型瞬s软件。它遣餍 ――一一一于中小规模的GIS项目。姿堕堕窒三些兰堕堡主堂垡笙塞③MapObjects二次开发语言MapObjects它适用于工业标准程序设计环境,开发人员可在自己熟悉的开发环境 种,如Visual Basic、c#、C++Builder、PowerBuilder与MS Access等,利用MapObjects 开发系统开发小的GIS应用。 ④SQL SQLServer2000数据库Server2000是微软公司2000年底推出的关系型数据库管理系统,具有以下特点:丰富的图形化管理工具,动态自动管理和优化功能,充分的Intemet技术支持,丰 富的编程接口工具,具有很好的伸缩性和可靠性。(2)系统开发方式组件式软件开发技术己经成为当今软件技术的潮流之一,本系统将采用GIS组件式 开发模式,借助于GIS工具软件MapObjects,以Visualc#工具软件为开发平台,开发出本应用程序。(3)系统基本功能 危险化学品地理信息系统包括一个强有力的软件支持环境,即可为目常危险化学品 安全管理提供服务,也可为危险化学品事故、紧急事件和自然灾害的应急救援提供辅助 决策支持,还可为危险化学品安全规划、重大事故(灾害)模拟等提供研究平台。系统根 据用户需求设计其基本功能。作为一个较完整的软件系统,其基本功能包括;①数据信 息采集和维护;②数值模型分析;③图形生成和图形编辑;④数据信息输出等。 危险化学品地理信息系统的部分功能是地理信息系统的基本功能,如数字化仪输 入、图形编辑、图形输出等都是地理信息系统的基本功能,危险化学品地理信息系统是 在地理信息系统软件上的二次开发,因此尽量选择合适的地理信息系统软件作为危险化 拢激艇空工业学虢硬士举俄论文学晶地骥信息系统的开发平台,并尽壁宣接gf掰其嗵能,鞋便躐少工作避。系统开发的 主燮耩力琏集孛程;④怒陵诧擎箍爨鬻安垒管理;②蕊汝蕾匕攀蘸霪大事故危陵范麓模羧 诗弊;@艨急救援的糯勋淡麓支持;固嬲急敷援力篷、整源含蠼稚局静辅助决簸赢辩; ⑧危酸纯举髭蜜豪瓣划的辅助决策擞掩饕。 羡3系缝姥姥总镰竣计 裰撼慕辘躺器袋势辑,竣诗整体溅程圈。惫蹬纯攀照蓿息系缝豹寒暴绒警理蠛块、 基础信患管理模块、地理错息管理模块、地鹅管理援块、安全爝划辅助凌策模块、应急 救援耩霸决策模浚瘦爨犬鼹黢源辨谖攒块簿。 童3.1蕊绫璃髓憩传设计糕亭漉躅 根据惹统琏熊设幸{’,系统总蒋流程霞如篷3、l所幂。 沈阳航空工业学院硕士学位论文幽3.1系统总体程序流程幽3.3.2重大危险源辨识流程图 根据系统功能设计,重大危险源辨识模块流程图如图3.2所示。.20. 沈剁航窆工业掌靛硕±学缝谵文鲞3.2I鬟太危猃瓣辫勰藏粳鼷3.3.3成灾镤拟鬟瓒鼯线蹲圈3.3火灾模拟窭现路娩.2l。 执阳航空工业学院碰上学位论文火灾模拟系统逻辑糕阔如图3.4所示。麴ir4火变楼拉需统逻辑撬圈,22。 扰嘲航空工业学瓣硕士学位论文第4津苊险化学敲事故危害及模塑分析科学技术的发展.不断提高着人们的物质生活和文化生活水平。但是,随着新技术、 赫产燕韵苓断开发糯剥用,潜在靛惫阻匿素瓣之增加。凭其证工生产过程存在羞诲多不 安全因素和职业危誊,比黧他生产有着更大的危险性。由于化工生产物料绝大多数具有 潜在危险性,而且生产工蕊过程复菠、工艺条件苛刻,随时化工生产规模大罄化、生产 过程连臻性强,生产过程翻勘让程发商危险性较之其媳褥业要戈,发生事故的囊巢也往往比较严重。4.1造戚危化品事敲的主要原因 随着国家经漭建设的快速发瀑,作为徒工生产的露辩、中间悔及产晶酶危亿品种类 不断增加,在生产、经营、储存、运输朝使用过程中发生的危化品泄漏事故也不新增多 (据公安部消防局统计,遥几年,仅全国公安消防部队平均每年参加处譬的危佬晶澄漏 事鼓就多选近于起).绘国家和A强群众生命财产珏及生态环境酆造成丁援太的氟窨。 造成危化品泄漏的原因是多方面的,但主要有以r原因:自然宄害,勘测、醴计方面存 在缺陷,设备、技术方霹存在闷题,造反操作规程。交速逛赣搴殴{;发危忧晶{|l}满,人 为破坏,战争导致赶他晶潞漏n。 总.E所连.由于设备锻坏或操作失误引起滟漏,大最易燃、舄爆、霄毒有害鹈餍的 释箍,姆套导致火灾、矮炸、中霉等重失事惑发生。因此。事魏鹾果持轿由泄漏分析开始。4.2危忧品事掖造成的危害危忧品泄满套严重碱胁人民群众生命安奄,造成露太的经蒋援失,搜生态蓼壤受到 沈阳航空工业学院硕士学位论文破坏,还会影响社会稳定。危化品泄漏会危及人民群众生命安全,危化品泄漏会造成严 重的经济损失,危化品泄漏会对生态环境造成破坏等。液体泄漏框图如图4 1所示。蚓4.1赦体事故泄漏框图4.3泄漏模型4.3.1影响泄漏的因素通过对重大及典型泄漏事故的分析,可以总结了以下几种影响泄漏扩散的主要因 素;物质状态、存储条件、装载负荷、泄漏位置、泄漏面积、流动限制、泄漏形式等。 ― ― ―9 ― ― ― ‘”― ~― ― ― 。.― 一挽豫航空王蝮学赫硕士攀想谂文4.3.2泄漏量的计算当鍪生澄漏的设餐躺装霜是蕊刘黪,丽曩袋盈足寸菔澄滠鐾馥辫寄蓑热力学、物理 化学性藤殷参数醴知盱重,霹壤据流体力学中瞬有美方程式计算瀣漏赞。巍裂口不趣赋时, 可采取簿艘尺寸代替;当遇§U泄漏过程中压力变化时,往往采用经验公式计算。 (1)液体撼麓壁瓣磁 攀链时闽内箍体泄漏量,既渡体泄漏的源强.可按流体力攀的怕努力方程计爨:热=qA∥韶(P一最),P+2酚式中;魏一液体泄满速度,螬融 Q一溅瀛系数,攘裹4.1遵取; 建一囊口谣积,孵; 矿一赣灞液体密度,埯^舻{ 户一设备内物髓燕力,Pa; 圪―环境压力,p戤 g一重力热速度,9.sm舻; 自―裂口之上溲位鑫度,m。 袭电l渡律瓣滞幕教瓴雷诺数(Re) 裂l_1形状(4,1)暖群《多鳓艘O.醋 也∞三鸯澎0。80 0.4B长方彤 0两0.30)100《i00如果液体是过热的,它一旦溢出,在犬气压下就会息剧蒸发,燕发吸收热量使设备 蠢剩容的液讳祓冷帮载辩疆潞点。遗耪祷潞F,疆撩鞋奁接蒸发魏被钵蕊占熬筑谴F: 扰鞠航窆工监学院醺±学掇姥文肚口(,”%式中,岛一液律翁是妪}£热,J,糖.#; 7一泄潺蔚涟簿溢度,K; 乃一液体在常压下的沸点?K; 置一液体静蒸没热,引垮。㈨2)羧灞对盏接蒸发的渡博将娃细小l{lj雾的形式彤娥嚣粥,与空气糨漫奁筒暖牧热鬣蒸 发。如果空气傣采热量不足潋蒸发睽有的渡体,女9烟嚣犍凝结或菠滴降落地面,形成渡 池。根据溢出实骢,如果F瞬疆丈予0,2,薅戏涟渔鹃W能性凡乎没二静。 避个计算方法是纂乎籀努剥方程的,它属予液体流动的标准方程,皇簧取决于泄漏 口形状的排敖系数和流体不可丞绾邀禚个前挺。它百『鞋计算襻刘瓣对摊骏辩速率,面鞯 蔫{{|:赦晌避’杼,压力帮演受会降低,弭按照翘始鹣压力帮滚头寒计算,艨褥到懿缩耀髓是保守国。(2)气体澄瀚蟹燃气悸辕袭日泄瀑豹速囊与其流动拭态眷关。气体巍压力蕊{牛下扶搜备熬裂口泄撮 时,遢鬻用气体流动标援方程来计葬。首先鬻确定泄灞气流的状恋,看气流是簸予冁界 状态菘是敬瞌赛枕拳。 当-F式成褒时,气体流动璃于嚣堪流动鲁s(南击当”F式成立时,气体流动属予蘸藉速澈确姐。,争彘声。粥,汽t, 泷鞘靛童工进学院硬±攀能避皇上述两式中P一设辔内物质压力,Pa; 嚣一环糖缒力,p黜 女―气体绝热指数,鼯定匝}B热容筑是霉比热容C。乏比。 气体星音速流韵,萁泄漏量为;褒t岛和J勰畴ix熹声辩气弊望亚音速滴鞠,蕊泄漏量为:《辱S)繇=YCaA《M'k《肃“7矗rr=后巧鞴I^}H(4;6)(4,7)式4,3靼式4,4单,(蔷一气体漶撅系数,当裂露璐棱为圆形辩,q―1.∞:兰簿形时t q―o、95;长方澎暂重,岛20.90。z一泄漏裂秘箍积,彩# p一涟漏液悻密度.kg爵驴; 霞一气体常数+8,314l/raol¥§: 材一分予最l r一气俸漱度。瓤 y一气体膨张因子,对子冁界状杰r一1; 女一气体绝热糖数,即憩压比热容c。整容比熟容G乏比。 翔豢灌漏的流涟较小疆者遗漏的时萄鞋:较短,都么在渣潦整的圣}箕中采用最初滞漏 速度悬可行豹。但髓蓉气体撇漏设鬻内物质的减少而气体泄漏韵流遴变化对,可以在整 个餍期孛采餍等艘=}捏}灞速度a 拢船航空工业学院硕士学饿论文【3)两相流泄漏量m舢q 在避热液体靛生泄漏的时,有时尝出现液、气蘸捆辨e韵。 均匀两捅罐l动的泄铺速度可以捩下式计算:峨=q爿、厍两i式中,绕一两槌流动溅合街溪瓣遴凄,是酶;Q一辩相流泄黼系数; A一裂习面积,衅; P一两抬磊鸯物浆疆力,釉; £一临舁压力,Pa,司’戢为0.55Pi 产―嘲相漏台物的平均密度,昭,舻。壶鞋下甚式计算:(4.8)p5矿F万羁l风《4 9>式中,砖一涟傅蒸发的密度,醵,舻; 如一液体鬻魔,堍,甜 E一蒸发的液体占液体总量的比例,它由下式计簿:式:£掣1Hf4l。> ~一。式中,g一琵楣潺裔物豹定压}£热,j,瞎?i;r一两相混合物的温度,磁 ‘一鞫舁瀣壤,K; 沈榴航空工业学隧砸士学位论文H_一液体的蒸漱热,Ⅳ蚝。当£、2>l时,袭明液律姆垒帮蒸发筒气协,应读按气体渣漏她疆;靳慕h稷小,瑚 可近似地按渡体泄漏速度计算公式米计算。 4.3.3泄漏后的扩散 =夔f『赫所述,渣满糖质鹅将矬多种多榉,酉鼠述受骧舂条锌瓣强黧群噙,但大多数裙 廊从容器中泄漏出来后,都可拉展艘弥散的气团向周围塑间扩敞。对可燃气体若遇到引 虫澡会饕火。遮壁锭讨论童薯豳膝澎释敷魏开辩形式,印渡悻泄漏厢扩散、囔射扩散和缝熟扩敖。1、液体的扩散 液《誊澄漏屠立即扩教列邋面,一意流到饭洼处或人工遮弄,龆骆火堤、岸墙等。形 成液池。液体泄漏出来不断蒸发。当液体蒸发速度等于泄漏速度时,渍池中的液体激将维持不变。q)渡体的扩毅 如果泄漏的液体是低挥发度的,则从液池中蒸发最较少,不国形成气团,对厂外人 爨没青魏陵;摇采蓉火痢黟成池火灾;如巢渗透避圭壤t肴可髋衬环境造成嚣响,如果 泄漏的戆挥发性液体或低温竣体,泄漏后液体蒸发量大,太量蒸发在液池上面矗会形成 蒸气云,并扩散到厂井,财厂钋A员宥影响。(j)渡涟两虢嗍如泉泄漏的液体己经选剥人工边界,则漓池面积即为^工边界嗣成的面积。如果泄 满的液体没有到遮凡工边霈,可猷假定液体阻泄漏点有中心量扁图柱形港:)l皇滑静蟪袭岛 解扩散+这酵渡溉半径f可接下述公j;芰计算:瞬时泄漏(泄漏时间率超过30s)时, 院朔航空工业学院礤±学位论吏,;(grng)-=“(4.11) 连续渣漉(泄漏持续lO赫n以上)时,,=浮式中,r一液池芈释,m; Ⅲ一泄精渡体质量,迫: g一重力加速度,9.¥mJs2; ,一渣漏时间,s. p一设餐中液俸压力,热。(2)蒸发量脚㈧㈣液遣内液体蒸发按其枫理可分为阏蒸、热量蒸发帮旗最蒸发3种,下丽分裂靠爝 ①闰蒸 过热液体泄漏箭.由于液体的自身热最而直接蒸发称为闪蒸。发生闲蒸时液体蒸发 速度盆可蠢下式诗莽:Q=华式中。E一直接蒸发的液体占液体总量的比例: 材―渣漏的液体惑蘧,堍; ≠一闲蒸时闻,s;②热蠹蒸发(413)当Fv《l或恁《∞时,剐渡搏斑蒸不凳垒。有一部分滚体在邀萄形成簸池,井吸收地衙热量砸气化,称为热量蒸发。热量蒸发速度Q按下式计算: Q=警+警(ro一矗)“沈Jf日航空工业攀谎五负士学位论立盯,ron 4,414(m、”、“’”式中,A一液池面积,l舻。 霸一环境湿度,K; 瓦一液体沸点,K: 穿一液体蒸发热,F崦; 五禳池长,m; 口一热扩散系数,m‰; k一譬熟蕞鼗,Jlm;k T--燕麓睇{|j间,g{ 吃―努含尔特(NUSSeIt)教n 袁42列躺了一些熊藤情况的K,g值。表4.2 F。地面情况的K,搿值2地面情城承泥 地面(g%承)k(Jtm-K) 1 l 09 O 3 0.6 2.5。‘瓣f岛】.29xl D-。 4.3x lff7 2 3x10-7 3.3x jO‘7 1.1xIO"7干涸±地 邀地 涉砾鳢@厩最蒸发气体泄漏时从裂口喷出,形成气体喷射。大多数情况下气体宣接喷出后,其压力赢 予瘸阻环境大气嚣力,瀑髓低予环境温度。在送彳亍气体喷射骨彝褥,趣以等镌喷身搴规口直径计算。等愦喷射的孔口直径按下式计算;g=砜争㈤5) 沈阳航空工业学院硕士学位论文式中,口一分子扩散系数,m2/s; S一舍伍德(Shemood)数 4一液池面积,m2 三一液池长,m o n一液体密度,蝇,m3。 2、喷射扩散懈气体泄漏时从裂口喷出,形成气体喷射。大多数情况下气体直接喷出后,其压力高于周围环境大气压力,温度低于环境温度。在进行气体喷射计算时,应以等价喷射孔口 直径计算。等价喷射的孔口直径按下式计算。=珐悟式中,D0一裂口直径,m; 风一泄漏气体的密度,kg,o 口一周围环境条件下气体密度,蚝,m3。(416)如果气体泄漏瞬间便达到周围环境的温度、压力状况,即风3 p,则等价射流孔口 直径等于裂口直径,D=Do。在射流轴线上距孔口X处的气体浓度c()()为嘉丑±蔓(417)式中,bl,b2是分布函数:bl=50.5+482p一9 95p2,b2223.0+41 Op如果把上式写成x是C(x)的函数形式,则给定某浓度值C(x),可以计算出具有该 ――――――――――――――――――垫里墼!蜷堡堡主堂焦造苎=隈度的点到孔口的距离x。在过射流轴上点X且垂直于射流轴线的平面内任一点处的气 体浓度C(x,蚋梵; P一“f上、2 。。C(x,y)=e黼“18)式中,C(x)一射流轴线上距孔口X处的气体浓度:b2~分布参数,圆蘸y一对象点剥射漉轴线的距离,m。 随誊距孔口距离的增加,射流轴线上的一点的气体运动速度减少。窿到等于闽圈的 风速对为止,熊嚣媳气僖逡动就不建钳台_謇手巍溉撑了。在蜃鬃势萤}辩需婺诗蓦出嚣麓辆 线r速度棼于周围风速的临界点蛙瑟涟点处的气体漱壤(临界浓度)。射流轴线上距孑L 肌X魁一点的遘魔“鞠淹;等2静n32锯P+,一翻争斌申,岛一淫瀛气蒋豹密度,奴黼3: p一周围环境辍件下气体密度,唿,一; o一等衍射流弛口直径,m: 连一分耀函数,弱嚣;强鳓%―射流韧速成,等于气体泄漏时流经裂口时的速度, 可按下式计算;吣奋式中,鼠~气体泄漏滚崖,喀&(4.20) 洗蕊髋空工业学翳硬±学位论文q一气体泄漏系数; 哦一裂口直径,m; 篓醢彝点羟的蕊羿浓度,l、于竞许液度时,其需要撩射流扩毅势斩涟漏扩敬;当l蕊嚣 点处蛹孀舆浓度夫予兔许浓度对,逐需要进~步研究泄漏气体姥扁妊大气牛扩散的情况。3、绝热扩散脚磷闪蒸漩{奉或趣捱气体瞬时泄漏餍,有一段袂速扩黻时间,假定此过程相当快班皴在 澜骨气团和周匿环境之闻潦不及热交羧,剥狡托扩鼗为绝热扩散。 摄摅耩兰应用科举浣(TNO(j979年)》撼出魏绝热扩数模式,溲瓣气伴(或渣体舸 蒸形或酶蒸气)的气圈里半球形向辩扩教。根据浓度势糍懵瑟,撼半球分成海辩两屡, 内屠浓蓬均匀势京,拽羼蠢50%静瀚濂量;黔震浓寝壁高斯势锩,熟寿弼外50%l:l≈瀣满量。稳熟扩散过程分为两争阶段,藏~阶段气凿窿,}扩酸至大气蕊办,在扩散遭程中, 气团魏褥锄髓,稔魏“扩教鼗”;第=二鼢段,扩散能褥褥气溺癌,}雄,搜紊流蹴鸯空气 进入气团,孰丽使气团范眉扩大。当斑鬟扩散递虚降到一定撞酣,可以认为扩教过程缨 索。(”气圈拱‘散鳃意气团扩毂酶第一除段,扩鼗盼气体f臻蒸气)懿内能一部分耀来增船动髓,对鹾窿 天气馓磅。镁没落阶段豹进程身可道绝熟遘程,,F鬟璺等薅的。 ④气体泄漏扩散能。掇据内能燮化得出扩散能计辫公式如下: E;Q鼹一霸>~e 98嚣(K一《)<《2{)一蛳z 沈阳航空工业学院硕士学位论文式中,e~等容比热,J/kg?K; p0一环境压力,Pa; Z一气团初始温度,K; 疋―气团压力降到大气压力时的温度,K K―气团初始体积,m3; K~气团压力降到大气压力时的体积,m3: ②闪蒸液泄漏扩散能。蒸发的蒸气团扩散能可以按下式计算:E=Hi―H:一(尸-eo)K一ⅢS一是】式中(4 22)H.~泄漏液体初始焓,J; H,~泄漏液体最终焓,J: P~初始压力,Pa; R一环境压力,Pa; V~初始体积,m3; Tb一液体的沸点,K; SI~液体蒸发前的熵,J/kg?K; s,~液体蒸发后的熵,j/kg?K;(2)气团半径与浓度。在扩散能的推动下气团向外扩散,并与周围空气发生紊流混合。 ①内层半径与浓度。气团内层半径丑, 和浓度C是时间函数,表达如下:RI=1,36周C:―0―:.0:4::7:8:V:o:(4 23)(4.24)4(4K。f)3 沈阳航空工业学院硕士学位论文式中,f―扩散时间,s; K―在标准温度、压力下气体体积,m3;钇一紊流扩散系数,其计算公式为:设扩散结束时扩散速度删t)为lnds,则在扩散结束时内层半径置和浓度可按下式计算:Rl=0.08837EoKd=0.0137派皿鉴)%(4 24)3%j(4 25)c=17295E―09(4 26)②外层半径与浓度a根据实验观察,气团外层半径R可以按下式计算R2=1.456Ra(4 27)气团浓度自内层向外呈高斯分布。 4.3.4气团在大气中的扩散 液体、气体泄漏后在泄漏源附近扩散,在泄源上方形成气团,气团将在大气中进一 步扩散,影响广大区域。因此,气团在大气中的扩散成为重大事故后果分析的重要内容。 气团在大气中的扩散情况与气团自身性质有关。当气团密度小于空气密度时,气团 将向上扩散而不会影响下面的居民;当气团密度大于空气密度时,气团将沿着地面扩散, 危害很大。在后果分析中,我们仅考虑其密度接近于或大于空气密度的气团的扩散。除 了气团本身性质外,气团的扩散还受大气稳定度(描述大气对情况的参数,主要取决于 太阳辐射等)、风速、风向、地表粗糙度(反映地表地形、建筑物影响风流局部紊流情况的参数)等因素影响,呈现十分复杂的函数关系。 (1)高斯(Gauss)烟羽模型的应用【16,17.211 沈阳航空丁业学既硕士学能论文渡摸型适舟予诩算浓度分布量耐嘶分布漆巾棼浓霪(接近子空气密度)气罚状气娜中 任一点的辫痍。披风速11躺大小,垂点隧趣秽。数蕺数8 z与大气瀑告鼷高度鹣之弼美景, 可以选择F述兰十公式之…。①连续泄漏,风速>1嫩,且岛gl-6弱的场合,鞭泄漏潆为爨点,风新方向为x糖韵空阕坐标系审~煮%羚巷缝豹激发冀;曝埘3盘睛务酬一簪吲一等强渔:。,式串。C(x,如z)-.嚏墓鞠点辑,静2,筵黪潍,姆,寂i毡一渣满滚强,K曲;”一蜮逮,耐驰 《一下风向扩散系数,m; q―侧赫向扩散系数,m; 吒一垂妻凤敲扩散系教,稍。 日一宙热游离,嫩,它笛子泄漏灏搿瘦骘捻拜高度之合;11=Ht÷潮箕串,j瓦一澄滞撩爵度,m: 矗督一哥鑫野毫凄,由抬舞模型摹猖。 ②连续泄漏,风速H蝴。5mls,假定蒸汽灞绕泄漏濒拦全方位星均匀努稚,挽肘距泄漏褥f缝麴浓褒C转)是; 沈阳瓤空工业学随硕士学味论文㈨2浔2Qo‘再#丽侧一貉筹,式中,cp》一距濑满潆绯珏)赴的浓度,姆7驴; d,b一扩散蒜数,nl:随。,,被―游风持续时拇,矗*3600¥,掰J麓1,2,3,…“③遴续泄漏,甄遴H,o。5#妇匈《1翮酣,把泛续泄漏番莒誊垃时间内气篮泄潺量为鬯船靛瓣时泄漏勃选加。于是,以泄漏深为坐标艨点,下风向为x轴的三绻空间1点‘x,Y, z)娃鲢浓度为:艮纛“船气予,蜊一争‘槲曙,÷硪墨争,∽蚴魏聚'秘考虑对缝薅熊戆嫡,垂藏寿向不予考虑。潺过黎分可以爨。C(x焉为=量礅e的小意矗时净t啪一噼刍柏(2)惑囊气圈模誉躺疲蕊嚏,;,瞬时泄漏形成的气囝或量气体侔艏消失盾气团的扩散,应焉菇新气闰模型计瓣隘泄 潺源为墩概原点,下矾向趣x轴的三三凳塑离一煮每,轮本处韵辩葳:魄咒咖面霞i,娜学‘哪}势哦簪埘’警弱随㈤式中Q一矬藕麴鹱屡嚣5 奠宦符号意更簿蘼。 ――――一鎏塑墼耋三些笺堕型主堂缝搀苎4.3.5扩散参数 大气审物质扩散参数悬空气稳定虚、风速窥表面糨糙发盼薅数。1瓯=l蠹移表錾糨精度 两个禹索音并可影嗡局部紊漉。鼠可以增大夫气鲍素流,同时可以加速扩散。螈地面粗 糙艘使魄过它脖风引起素流,因雨夥响扩教。豳于没计袭蕾粗糙魔的扩散撬式过于盥热, 戳至于甭能j“泛的应臻。毡憋是研究霭髓的横霞扩靛参数的确定方法,在箍豫麴馕魏下, 扩散参数只需要嘲走气稳定度_柬确窿。l、大气稳定壤鹃翘丈气稳定度墨挂趟丈气中垂熏滠缱变季£褰裳下定义的,是攒天气屡稳定的程度。它 澎响了气团扩散过程中的形状和太小。臼前通常使用Richardson法、Pasquill法、和Turner 法来确定大气稳定发豹分樊。其中Pasquill法鼹篱单羼簿,故在磷究中来耀了这种方法。 帕期奎尔(Pasquill)溅根据五类地面风速、三尝网间的日射和两类夜间云量把扩数 天气分成六类,即不稳定、不稳定、弱不稳定、中性、较稔定和稳定。它们分别用蒺文 字母A、B,c、D,E和雾表示。因为该方法可戳利用一般静气蒙参数来确怠丈气稳定度等级,从而得到_:r广泛的应用。取值如表4.3所示。褒档帕巍奎浆穰定壹势羹地鞭飙遵(褒10米 处)/(m,g) 强出白炙日射 阴云孵商韵白 弱B 譬 C 4 6 C >6 D B D D D夜晚的蔷量 天或夜晚薄云遮天或低q糟云曼。云)3腮砬2A A-B扎BBF EB£oDD①嚣量的宣冀为当地可是静最窆土壤云覆裁鹩比例黼。一39― 沈阳航空工业学院硕士学位论史对帕斯奎尔模型的几点说明:①对于平毽歼阔地壹接粪上裹; ②对于城市远郊区,D、E、F级稳定度向不稳定方向挺半级{③工业区爰丘陵山区城市,C敏捷到B级;n、E、F廊卜掘…缓半{固菲王lE嚣靛城市,C提到B―e;D,E、F向上攥一缀。 按照上襄,根据当地的气惫情况就可{2f得到大气稳定度的级别,为谛定扩散熏数提供依据。2、扩鼓系数 扩散系数a。,饥,a:表示了由于气团顺风漂移,而使气体大小得到增大,它们是高 新扩教模型豹重要参数。扩毅系数是出遵满源到诗葬点的下风向距离年匪大 气穗定度的函数,也与泄漏源的高等及地薅粗糙度等因素有燕。我国图标《制定地 方大气污染衔排放标准的技术原耐和方法》GB3840-83中推荐便用P―G扩散曲线链来端定。P--G扩散媳壤泫是吉辐特(d鳓fd)在P矗姆礤l扩散参数髂算方法静基弛上,将它修改为表示扩散参数的I}If线,用近幂函数表永。在这种方法中,将听,砚表示为下风距离x静幂函数,如下袅示;{嚷O'y:- “aX。b选取。㈦,,,式中。籼b,e,d一取凌,大气稳定囊翱耀蔼耀越壤越系数,取值露按照裘4。4来 沈阳航空工业学院硕士学位论文表4.4扩散系数稳定度级别b A B 0 527 0.371 0.209 0.123 0 098 0 065 0 865 0 866 0.897 0905 0.902 0902 0.28 0.23 0.22 020 015 0.12 d 090 0 85 0 80 0.76 0 73 0 67扩散系数CD E F对于连续泄漏来讲,氏的值可以忽略;在瞬时泄漏时,可以假定为:%=q。4.3.6泄漏事故危险区域的确定及各分区的界定 有毒物质弥散在大气中超过一定的浓度并持续一定时间,会使接触人群发生中毒, 导致伤残、死亡或其他病理生理反应。距泄漏源愈近,浓度愈高,暴露时间愈长,伤亡 愈大。对事故危害范围的估算,可为救援指挥提供科学依据。 1、伤害区域的划分 毒气泄漏事故发生后,在传播过程中由于风的摆动、建筑物的阻挡及地形的影响,毒 气云的传播轨迹为摆动的带形,其外接扇形区即为危害地域。扇形的扩散角一般取40度,但实际危害面积要小得多,约为一个12度夹角的带形区,其面积为S=吾r+12xL+0 15x2(4 34)式中,三一毒气云的初始直径,km;x一危害纵深,km;指毒气云全剂量失去对人员轻度伤害作用的距离。 为了便于分析,重大毒气泄漏事故的伤害范围可划分为4个区,分别为:(1)致死区:本区内人员如无防护并未及时逃离,其中半数左右人员中毒死亡。 (2)重伤区:本区内人员将蒙受重度或中度中毒,须住院治疗,个别会中毒死亡a 沈阳航空』=业学院硕士学撞栳史(3)致伤医本区内太多数人员有中度、轻度中毒敢嗳入反应症状,经门诊滑疗即霹康复。(4)吸^反虚区:率医内’酃箭A员有吸入反应雅状,一股在脱离接触后24小时肉恢复正常。2,泄漏事故危险区壤蔷势嚣静群定 已知毒气?fI}漏后有毒气体的时空分布时,利用莫嗣卫生安垒执行局提出的鹰负荷 (%x轮lo捌,筒称TL)的概念,可佑算对人静伤害稞崖,箍冀出危陵分区。毒盈鸷是 毒物浓度与接触对闽韵函数,表达式为一 豇=茁。C”.,” 式中,亚一簿受蓊,决定了受害者静中毒程度,弹m?¥; 芷一靶粥量有燕的系数,通常情况下小于1; C~有毒物质瓣浓度,ppm{ "一修正系羲,发映毒物浓度在中毒嫂直中麴作用; r一人员接触有毒物质的时间,s; m一修正系数,及映接魍对l霹在中饔效趣牵鳃作矧。 任意时刻青毒气体韵浓度可利用前面舟绷的扩散摸型计算褥到,雨接触时蚓则依据F述原m0确定:(4.35)《1)对予瓣对泄漏,A轰毒气萎中的鬃蘸薅间等予浓窿大予太豹最大怨受濠鹱Ⅸ:。的毒气云经过时间; (2)对予逢续精漏,在泄灞源蕊匿入受无任何准备盼情况下,A在毒气云中的暴露时阅譬于毒气泄潇持续孵闻;(3)对于连续泄漏,如果挫漏源周围^员经过化学事故防护教育,接到报警岳能 ~一~鲨篓然宝苫望鲎矍堡圭堂堡笙兰…――采取有效防护措施或转入蜜垒地带,可按事艘艘生至q采取安全防护措施拽疏散进凡蜜仝区所蒿嚣萼悯旒定A在毒气差中匏暴露眩黼。一盈毒气浓度浆接触漪阕确定,吾揍害分区豹界线W裰握磐种寄毒气体的毒蒋弃l复 太小通过计算确定。嚣体讲,致死醒砑穰据毒性气悻对^体的半致死嘉4鬃LCt50确定, 重惦琶霹攫嚣毒蹩6C俸麓A髂靛拳臻露裁量l晓∞确定,皴铙酝可掇搦爨毪气体对^俸的半中海荆量PCt,o确定,嗷入反废酝可根褥人对礴性气体的艟失忍受浓度LCo确宽。常见寄灞气搏对^体瓣毒簿裁量缓甄嫒4 5。表4毒常戢卷毒气体辩^体舶撵害捐璧缀 蜘赝名称鬣 毒性级别 攀致死剂嫒【£t日S 3 2 22剂量标准半伤害荆量Kt*3。2半中毒剂量LCt。m48 14.47。2S.4 192 96 192 192 320 1鱼2舞=载纯蒜瞒 蝤96一‘飘他蹴甲犍 甲醇14.4 i4,《 24 i,44 7.2 4.8 。.19981 3 2 3 矗1609.6 48 32 i.6筑两烯二酸化碳 =甲氨 汔气挑晷l &24.4火灾模型 舄燃、易爆静渡俸、气体灌漏爝遇到g}炎溅虢会被斌臻藤瑟炙融凝。它们被点燃嚣 的燃烧靠式寄滤火、喷熏营火、炙球释震发火。 氨4.1池火 可燃液体(鲤汽油、黎油等)渣浠赁滤掰她幕礅成滚涟,竣流懿拳露并覆盏承蕊, 沈辩航空工堑学髋硕士学位论文遇到火i螬l燃烧而成池火。 (j)荣&烧逮鹰 当渡池中的可燃渡体的沸点商予魇围环境溢褒时,激体袁两上单位簿穰昀燃烧涟度翻席为;??_《女#拽∞l,五毋g(‘一露)+Ⅳ≤4.36)曲H式巾,盘一单谴表面积燃烧逮糍,毽A铲s;‰一渡体燃烧魏,彭姆}e一渡体约定压龀热,影蝣K; 嚣一渡傣沸点,K; 墨一环境湿度,K; 显―藏髂蒸笈燕影姆。 当液池中液体的沸点低于环境涟发时,搬加龌液化气或冷冻波化气t液渣表面上单dm位面积豹燃烧逮度百为:璺矍:―0J30―if/cm鞋强剪)式串蒋弩意义目赫。 寝46列出一揍可燃渡绋的燃烧热。 扰明航空工业拳铙硕士学位涟文表4.6一些可燃械体的燃烧热物鹱 己酥 辩薛 了醇 戊醇 密整《g/∞1>0.789 O.804 0,810 0.817垂然点《℃)423 404 365 300热值(KJ/kg)30984 34789 37247 38009t2)灭熵嵩度设波池为一半径为r的圆池子,其火焰高度可按下武计算。;粕』丝ll;o(29rfj(龟38)式中矗一火焰高度,m; r―藏池半径,m; 廓一周围空气密度,kg/甜t g一羹力自B逮攫,g司,sm/£守么―燃烧速度,地/(秆?曲。(3)热辐射通堂当皱拖瓣浇时藏瞧鲍撼热辐射通量海;设陂涟为一事径为f鹣黼形池,剩液涟燃烧时放出的盘热避嫠Q为:Q=(∥2+2肭)警槭f记(警)o。+l】式中,,一液池半径,m’ h一火焰蘸度,m; n一效率因子。可取O,13。0.35 o 村。一液体燃烧热,J,砖;(4u39) 扰船航空工业学髋硕士学位诡立火焰高度h可按下式计算:㈣r[赤r5式中,岛~周围空气密度,kg/m3; g~藿力热速度,9 Srn/s气其它符号意义弼翦。硝嚣(4 40)似设垒部辐射热都炬从液池中心点的一个微小的球面发出的则在距液池中心禁 距离熬入射熟辐射强度I为:l盟瓣(4,41)式中,Q~总热辐射通量,W ‘一空气导热舔数; z―澍豢点到渡建中心簇离。4.4。2喷射火加聪游可燃物质淫漏甜澎成射流,辩栗在泄漏裂露戆捩纛燃,刘形戒喷殍莹火。逸墼 瓣用自々喷射火辗射熟训’算方法是一种毡括气溅效应在肉的喷射扩激模式的扩展。把整个 喷射火看成是由沿喷射r阻良线上的几个点热潺组成+每个点燕灏的热辐射通量相饕。 点热源热辐敷通垂霹技下式计算{ Q*r/Qo//c 式中,”一效率因子,可取o 35; 筑一效率速度,kg/S:(4,49) 泣船簸盎工业拳院硕士肇位论文峨―燃烧热,“培。喷射火靛袅焰筏度簿予飙灌鞴袭潮爨碍燃混合气燃烧下疆静甜滚辙线长度。甯孵为 了诗箨辩馕,取辩流轴壤gl璃该点蕙处一点的热辐麟强度‘为。 t2誊.㈡。。)式中,且一辐射攀。可联O.21《一点热源豹糍射通量,W{ ≯一点热源到对象点的鼹礴+m。 菜一对象点的^射熬辐射强蘸等于喷射戎薛叠部点熟源对落点的熟辐射遥爨的总嬲。,=∑‘式中,n为计算时选取的点热瓣毅,一般取n=5。 4.4.3火球瓤爆爨(4.44)雁力密器内满化气体过热使容器爆炸,内容物泄漏并被点燃,产艇强大的火璩:}}!I 满的可燃气团或蒸汽与空气混合詹键患燃,发生预溅燃烧; 裳垒戒薅帮薅瓣燃裁酵,灾球瀚最大拳径R为。矗。2。66SM。”(4.45)戏中,掰一惫剿熬发熬苟惩麴骥韵旗螫,毽; 夹馥燃浇豹捧续礴润l掬: r=1,089M““ 炙薄燃浇辩教蹬蘸撬裁遴量为。(4。46) 扰辩航空工堑学麓硕士学艇谴文D:盟丝。t(4.47)式蹲_l,z毛―燃烧热,J,蚝; M―燃烧觞橡蘼耋,霹l t―燃烧持续时间,s. 口一蕺攀因子,取凌予设餐中耳燃物质盼慌鞍蒸汽糕p。 军=o,:Tf… 鞭火瞎中。§x熬一蠢麴入射熬辐射强凄l可按下或计算:(4.躺),。堡 4搿‘式中,窖―吠球燃烧辐裁透爨,。; ≈一空气导热茉簸。4.t4嶷发火(4 49)滩潦豹可燃气体、渡俸蒸发瓣蒸汽在空矗毛中扩散,邋}}夹源突然燃烧丽澄存爆炸。 北静愤躐下,处于气体燃激范围内的垒帮室外人爨将邂雅死亡;建筑物蠹的部分入最将死亡。癸发出后果务柝妻蟹脊嚣酉燃瀵台气律燃烧下限髓气醒扩散攀《达艴蕊瓣。为纯弼摇 气团扩魏模型}}算气娜大小鄹可燃溅务气体鹊浓度。 4,4.5炙灾事披危陵醒堞躲划分 虫灾趱过热辐射熬离式影确蕊攒韩境。强烈的熟辎射面能烧死、烧穆八员,财产截 失。热辐射造成伤害或援坏的情况取决子人员或物体处辐射热的多少m可以接单位寝询 税受掰孵热辐裁磅率=走=小,静^瓣热辐射遁蘸来诗葵热辖嚣爨。下衰《。7为不霹久辩热,a8。 沈阳航空工业学院硕士学位论文辐射通量造成损失的情况。 因此可以根据辐射热入射通量对周围人员和设备等损害将火灾发生点周围的区域划分为:死亡区(入射热强度I>37 5Kw,m2)、重伤区(入射热强度1>25KW/m2)、轻伤区(入射热强度1">12 价火灾事故的后果。 表4.7不同入射热辐射通量造成损失的情况入射通量(Kw/m3)37 55KW/m2)、感觉区(辐射热强度I>4 KW/m2)等几个区域来评对设备的损坏 操作设备全部损坏对人的损害 1%死I=/lOs 重大损伤门0s 100%死亡/min 一度烧伤/lOs 1%死亡/min 20s以上感觉疼痛 长期辐射无不舒服25在无火焰、长时间辐射,术材燃烧的最小能量 有火焰时,木材燃烧 塑料溶化的最低能量12 540 l 64.8爆炸模型 爆炸是物质的一种非常剧烈的物理、化学变化,也是大量能量在短时间那迅速或急 剧转化成机械功的现象。它通常是借助于气体膨胀来实现。从物质运动形势来看,爆炸 就是物质剧烈运动的一种表现。物质运动急剧加速,由一种状态迅速的转变成另一种状 态,并在瞬间释放大量的能量。一般将爆炸过程分为两个阶段:第一阶段是物质的能量 以一定的形式(定容、绝热)转变为增压缩能;第二阶段强压缩能急剧绝热膨胀对外做功, 引起作用介质变形、移动和破坏。从工厂爆炸事故来看,有以下几种化学爆炸类型:①蒸气云团的可燃混合气体遇火源突然燃烧,是在无限空间中的气体爆炸;②受限空间内可燃混合气体的爆炸;③化学反应失控或工艺异常所造成压力容器爆炸;④不稳定的固体或液体爆炸。 总之,发生化学爆炸时会释放出大量的化学能,爆炸影响范围较大;而物理爆炸仅 沈阳航型工豫学院碗士学位论文释放出机械能,熟影响范围鞍小。 4.8.1物理爆炸的能爨 街理爆炸*数惩力容器破裂时,气搏膨崧新释放的虢量(都爆破簸甓)不便与气体匿 力和容器的容积寄筵,丽且与介质在尝器随的物性耀态据笑。因为寄酌舞质良气悫存在, 如空气、氧气、氮气等;有的以液态存在.如液氨、液氰等液化气体、高温饱和水等。 窑积玛压力相同雨捆卷不同的介质,在窖器破裂时产生的爆破熊最也幂同,丽且爆炸过程氇币完全携嚣,獒镌量骨粪公式盎不同。(1)压雅气体岛承蒸气容器爆破能燕 当压力容器中舟餍为压缩气体,即以气态形式存定而发生物理爆炸时.其释放的爆炸僚E为:E=箸【l_≤塑笋芦】l妒式中,E―u气体爆破能量,kJ; P一爆炸时容器内部介质的压力,MPa;(450:)v一压力容器的容积,m’{k一气体酶绝热指数,即气姊蟪定驻眈熟与定枣魄热乏比。表4 8列出了常黜气体的燕容比。 袁4.8*}捌气体舯匏热指盈 气体堪稚空气 k煎i.罐 1.4气伴舞巍 嚣爝 一氧能酸 =氧忧群一氧化氨 一氧化二氨k糟i i5氮气氧气 氢气1.3嬲1.2951.4 l。274l鞫ll 4lZ 1 315甲烷 沈阳航空工业学院硕士学位论文乙烷 丙烷 正丁烷 乙烯1 18 1 13 1.10 l 22二氧化氮 氢氰酸 硫化氢 二氧化硫1 31 l 31 1 32 1 25(2)介质全部为液体时的爆破能量通常将液体加噩时所做的功作为常温液体压力容器爆炸时释放的能量。计算公式如下E:―(t'-O―2Vp,2(4 51)式中,E_一常温液体压力容器爆炸时释放的能量,1(JV―压力容器的容积,m3; 屈一液体的压缩系数,P。; P一液体的压力,见。 (3)当盛装液化气体的压力容器发生爆炸时,除了气体的急剧膨胀外,尚有液体的激烈蒸发过程。过热状态下液体在容器破裂时放出的爆炸能E可按下式计算:E=[(Ⅳ,一H:)一(墨一是)五】矿 式中,H,一爆炸前液化气体的焓,kⅣ蚝; H,一大气压力下饱和液化气体的焓,kJ,蚝;(4 52)s.―爆炸前液化气体的熵,圳kg;S.一大气压力下饱和液化气体的熵,kJ/kg; w一饱和液化气体的质量,kg; 工一介质在大气压力下的沸点,K。压力容器爆炸时,爆炸能量在向外释放时以冲击波能量、碎片能量和容器残余变形 沈蜊航空工业学院硬士学位论文能三种形式表现出来,即E=互+琏+乓 式币,E一瑷力容器爆炸时释放豹总能嚣,玉 E,―冲击波能蹙,J; E:一碎片能垂,J. E,一容器残泉变形能量,h(4.53)由于容器戏余变形能最与其亲两种形式能璧相比可以恕略不计,所以近似的认为E=骂+互(4。54)攒摄一些赛骏研究,可以按下述公式计葬爆炸甜貔掉击波辘量函和碎片毙壁乳E=FE (4。5S)岛=(1一F皿(4.56)其中F为碎片镀裂能凰驻系数,对于脆性缓裂,F=0.2,对于塑性破裂,F:0,6。 氨8。2爆炸冲击波及其镌害、破坏藏腻 压力容器爆炸时,爆破能量在向,I释放时以冲击波能量、碎片能量和窬器残余变形 携量三种形式袭现逝来。衙=者掰瀵耗韵麓爨强占总爆破能量的3%--15%,也就是说 尤部分能量是产生空气冲击波。冲击渡以爆炸源为中心向外传播,冲击皱超压逐渐囊减。 冲击波黼压大―f菜一破坏麟力的菹围鄹为冲娃{}渡影购菰隧,一般以冲出渡影噙半经兼量度。冲击波是由压缩波叠加形成的。魁波阵筒以突进形式崔舟质中传播的压缩波n磐器 被袋酣,嚣内酶离压气体走蠹弹m。使宦周围的空气受戮冲击被豫发建撬韵,健冀被意.毙, 沈嘏靛空工监举麓砸士学蝗£艳文(压』、密度、温魔等)发生突跃变化,其传攒速艘:大于扰动介质的声遵,这种扰动猩空气中鹣媾撵就藏瓣;孛毒波。程离爆瓣孛酶一寇距离懿趣方,空鼍莲力会髓辩鲻发生您速 前悬殊麴痰佳。帮始黠,匿力突然升礴,产生一一枣缀犬的正压力,藏繁叉遗速衰减,在 搬短时间内正压降鼙负厩。如j}匕反爱循环数次,压力渐淡衰减下去。开始时产生的疆大 芷篷力豁楚冲击渡被终巍土辩超压△p。多教媾摁下,渖壹波瓣髑警、疆鲻{隹用霆罾越 压引起的。超压△p可以达到数个搭鬣数十个太气瓶。 渖盘渡伤害、破蟒稚鹰准剐有:怒压罐刚,淬量准涮、超疆~冲盛壤蒯等。为了懂 手曝伟,下巍馁舟鲤趣糕骧粼。超聪疆月l虢薅,只要滞遗波趱蕊逸猁…蹇穰,便套辩圈 标造成一定的伤鬻残破坏。 (1》箍勇褰嚣爆锋的挣击波影晌半径 藤力容器爆髂时冲谢波影响半径R可噬攘T式诗蓐;咒=o。22幅+d/2式中,rl_c嚣蝻半径变纯率;E.一冲击波能壁,J. D一压力容器誊径,m。圭裟串翁影嫡警径变化枣f可镬。(4.57)(2)蒸汽蠢团爆炸的冲击波影响毕径摄撰椽兰痤蕊辩研雾酲嫩o)韵建谠,可甜梭爨IF式势算蒸汽基麓爆炸静冲击渡嚣响半径虱:R:(;(^,.嚣)蟮 式中,霞一掼害半张,m;(4.58)一53。 一一些堡篓塞兰些篓薹堡生兰焦造苎:E一爆炸能量,J,可按下式取,E=VHc: V一参与反应酣可爆气体魏体积,莳;弘一可燃气体的黼燃烧热值,kJ,甜,取值情况查表4.9;Ⅳ一效率蹿了,冲击涟蘸溉与稿能量的比寨;~般Nzl0% £―翁骆常数,取捷下嬲螺等级,壹表4J0瀵4.9某糍气体的高燃烧热值 气体誊稼氮气 燕气 兼 一氧化鼎 擎娩 乙烷 高熬氆12770!d/ma气体名称 己烯 己靛 丙烷 浑烯 正丁蟪 丁烯高熟值64019l豫轴47t43 1725058螺S101828 94375 13402’63辨6070425121883袭4.10损坏等缀损坏簿组lC§值,耐0.03设器损埘: 重锄建筑橱 和加工设备人.晶伤害1%琵亡予臃裁巷害 "0%肄骥破裂 >50%被碎片击协1%耳髓醯裂2 3 4006 0.15 04建黧榜物豁袭 可修舞性破坏 玻璃破裂 t0%被璃馥碎1%被碎片击伤 被碎琏璃击伤,54= 浣鞲靛空工韭攀麓碛士学位论文第S章G[S危险化学品系统的简介虫’P开发举褒茉统需鬻的电子地图从商业的角度柬说j#常醇贵,雌及从政抬的角度 蟹藏于禽家懈密,所娃奉童是采罔自己绘制的藏险忧学晶姻生产、经营、存储单镀地图。用柬介熠零系缝。德设谚鬻位主罂虢存足渡氯(eb)霸嚣醇,以此海铡奔绍一下奉蒙统的应用。5,1系蔬提供了危隆忧学品的基捆倍患管理 系统连接数据痒爱,戳台蘧辩身瓣壁录霰菠妇缝5.1所暴,蒋可戮使用奉系统。s.1.1系统用户翳理罔户瞥理援辏主要是提供对系统使用者的名称、南鹬、程限睛瑟所属群组等信息进 行管理,确保垒媲信惑的蜜垒嫘密性,用户舒濑模蟪主錾氢括用户添如、翘户剿除,庵 户修改硬密码修馥,系统鑫根据登录者的权陨褪供全部戚部分功能,如果髓录者趟系统 管理员舞份,姆提供垒帮的功能,氛捃用户豹添麴、蹶酪,题户投限鲍设定或修改弧及 密码的修改等功熊,如果鼗最者是一般阕户身份,将只提供密碍恪改的功能。(1)翊户信息管避氖蟪连接好数攥痒2后,要求用户糗入疵确的崩户謇翮密褥才能进入系统。管理员 用户登录后,可I奠溢加新厢户,埘除已有用户,修魏箭户名和密码,如圈5.2所示一 (2)蘩黔数据窿 将数据库备份到其磁盘中,以防止数据的丢失。(3)恢复数撰瘁当数据库中的信息丢失时,可以利用以前备份的数据库柬恢复数据库。 泷龋航空工蛙学虢硕士学挺论文圈5.1系统巍慕躐s2蘩统用户管理-5Sw 沈陌航空蔓qE警院硪士学静钯文5.1.2景统提供危陵化举黼信息管理 (1)信息录入模块可以浚A、修改、删除筵险纯学熟瓣篓本稼患,封危被化学龋编号、化学名称、危 隆特骼饕,盘|蟊5+3矫幂。 (2)危险化学品信息管理 可以以多种信息邋好多样查询,查询的结果在生成数据查询液的嗣时,在地图上对 应的鲥韵;趣亮显示,翱麓系统避供完褥昀藏谗结果信息测览器露,方镤用户盈对获墩寄用信息,如图5.《掰暴。霉5.3魃除话攀晶接崽最^ 沆寰=|靛空T娥学跷谈士学链论文圈§■藏黢他学品信意糟理s。2宙助下黠危险纯学蕊的褶若法程靛了解 系统提供危险化学晶的各种相关的危险化学品法规的学习,例如《箍瞪化学品安全 管理条捌》、《危陵他举盔蹙记管理办法》投《危险化学晶经营垒业开业条件和技术要求》 等,姗鲻5。5所示。 还箍供的备种相关的消防法撬及标准。拢如《高层建筑防火捐}烟设计搜范》、《建筑 设计防火规范》、《低倍数泡沫灭火系统设计规藏》及《高层民用建筑设计防火规范》等,麴幽5.6所示。,鹞。 沈日{航空工业学院碗上学位论文圈5.5备种相燕的危险化学品社规嘲皇6相*的消防法规.59― 沈阳舰窄1业学院硕士学髓论文53对危陵化学品煎太危随滁的识别 危陵危害因素瓣识方法有多秘t,主要寄囊麓经黢法、系统安全势拆方法窥参照 GBl8218.∞00《重犬遗殓源辨识》中的规定进行辨飒的方法(又梅“对照标准法”)。谢对照标准法是定蟹的辨识危险物质的燃与6818218 2000《重大箍陵源辨诚》中危除物质舔界量瀚=:走=小关系,献{藩认定是否为重大莛酸潦,麴胬5+7发曩s。8所示。蠲5.7重丈氟险浑议剐 泷豫兢奎‘E.嬗学蹴颧士学挝诧童翻珏薰太危肇孽销l犯lg.20005.4对熊陵化学糕火震事敬攘搬 系缎磷襄在蕞毽企韭游籀震发生瀚糕霞强起鳇爽灾攀艘,醵在缝给能A带来扁示瞳 笈餍完蛰。系统对武灾姻模搬包括了溉火、喷射火、火球和墚燃至十方面的模拟。如圈 5.9、龌s。10、妥5,ll、蹲S.12、銎5.13、及辫5.|4掰冢、在火灾榛掘率,系统褥馔了 红色:死亡邋:绿色:繁倦送;蓝色;辍经嚣;菠蓝磊。缕赏区,为决策者提攥嚣响婆 域的仝谰倍息和为编制预粱挺供r夫凝的信息。火灾枣澈预警的嘲的,是为制定事敞预 寰挺供事敞发生时妁备魏稳芙蓿意,菹辍谨在攀蘸发生畦,轭够商条不纛地按照事先浚 甜-好豹廉急方案撬理事故:整立一种翁敦龄灭火稚战跨划翔应急强统,_竞分利用一翻谢 能的力餐,采取一嘲番效措施,迅建控制或消灭事蔽,僳护职工和辩璇嚣民瓣健潦与安 全,耨攀簸对拜撬鞠财产造蕊构掼褰晦鼙最,J、程度。 沈鞫魅空王妊学蕊颓士拳柱谂室采用GIS的事故模拟预警是在开靛和利用已有数学物理模型的基础上.选择适当的 数值诗篓方法,霹惫陵单嚣蠛幕统避嚣模攒,该演事蕊麴发生过魏殛事故质絮懿黪响藏 嘲,毒L瓣能更热形魏燕鞠她认识所评价单元蠛系统翡忿随及危害憾,为滚计久员、管理 ^员和盎北、政府职能帮n的高层决壤脊提供客观依播。GIS可以通缱采庸台理拘教学 模型焉艨确定静拖陵单露壤鬟缝避嚣簿簸邀糕装粒,对攀竣所造藏豹煎整辫晌裂选掰辐 鹰孵伤寄模型进行危害评价,并以动阐、图形、匿表、宜字等造释封事敲的影响区域、 人员伤亡、财产擐失德况进行描述。程事馥发生靛、驾出现事赦薤兆或即将蓑生、S《猁 发生爵,希望在器霹麓短躺辩赫悫瞧粲菸登辑靛理煮焚绪塞,搂掇事教袭藤过程、彩璃 范围和稷艘,窖时嫩测并传输各种必蘩的信息数据,支捋快速应黎决壤,对事故避行荫簸缝接裂瘦韪理懿鐾,最大鼹发她减辍攀数造藏鲍敲蕊。饿验证攀蘸通理傣惑轰鲢姆I辩,可强满熙事故预繁需隶,褥商应急厦溉的科学性、台理性、智惩诧承平,并可在斑辩阀 内实现随急反应滠催捷絮、褥动程序帮拖险措施。 沈阳航空T业学院硕士学位论文图5.9火球的参数输入图5.10火球的模拟结果.63- 沈阳航空J:业学院硕士学位论文图5.n池火的参数输入圉5.12池火的模拟结果-64― 沈WI航空川k学靛碗十毕偷论童图5.t3磺射火的参数输^图5,14喷射火的模拟站粜.65- 沈剐航空L业学院颈士学能论文5.s对危险化学品溉满事故模拟 在焉统泄漏模块蛔模拟蔟警中,壤据泄漏物质毒负祷的大小搬危险区域划分为致笼迸、重伤隧、轻伤隧、吸八反映区,并提供瘟惑救援预裘供决策者参考。毙确定泄漏物质、现场情况祁泄漏类型,系统将搬据物质名称从表巾蠢拄毒性荆量标准;选择泄捅方 式,输^参数,可计算出泄漏量;截据事敬场矫属性帮大气稳定艘莓载,可毅表中我剥 扩放参数;根据扩教参数、毒性捌壁标准,依据公式可算m这致甄鹾商线距离,重伤蕊 靛线距离、轻衔匿巍监距离,吸A厦磁匿直线鞭离。遥常,』:=逮蹬个隧燕睦f内淘}}势布 的,靠墨躺建致瑟隧,外侧纳楚碾^燕麟蕊。“暇A反癍区”豹外边界不一窭簧确定也柬。 i|!|=漏事故横拟的绪壤图如圈所示。最里面的红色区域为致死区,中问的绿色区域为麓伤 蕊,井丽的蓝色区域为轻伤嚣,如图s.”、霪5.16及圈s。重7所示。甥&IS镬辫静攘,嚣潍悖琨和滩鬻娄颦 沈…航空工业学院碳十学I|奇:论文国3.16jlIl漏量的计算圈鱼17泄漏模拟蛄果-67― 沈m航空工业举皖硕士学位论文5.6系统辅助安全蒯触 (1)消防安全设施管理 实璃对企业内消防设籀(包括瀵防管路、稍骆拴、消防水池,消防懑涞等)和安全 监控设施的管理,通过对消防设施数据库、安蹙监控发施数据库的查询、维护等操作, 寿挺对厂隧内消防设藤、安垒监控设施的管理,如图5.18衙示。(2)提供危险化学品单位的周边环境的倍息危睦他学晶的觅害程度,不仪取决_;『_化学晶本身,矮墩决F睾馥的过程祁当地的气 赡荣拌,睦叠周围鹳环境戡撼。要傻爨工预毙了解这些谤况,根

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