液氨爆炸模型在抢险救援中的应用

摘要：在液氨泄漏事故的抢险救援中需要考虑液氨的爆炸伤害范围，选用相应的模型进行分析，能够在理论上进行预测，为抢险救援提供参考依据。

关键词：液氨储罐；泄漏；爆炸；半径

1.引言

氨作为一种重要的化工产品应用范围十分广泛，涉及石油精炼、制造硝酸、炸药、合成纤维、氮肥、染料、医药等多个化工领域；在常温时，适当压力下可液化成液氨，同时释放出大量的热，当压力减低时，则气化而逸出，同时吸收周围大量的热，具有可缩性和膨胀性，所以液氨又被广泛用作制冷剂，为了便于储运和使用，常将氨液化后储存于压力容器内，如果容器在储运过程中受到高温、曝晒作用，容器内的氨气受热急剧膨胀，容器压力迅速升高，还易发生物理性爆炸。特别是充装时超装、超温、超压，尤其危险易造成事故。液氨储罐或槽车发生泄漏导致人员伤亡的事件时有发生，2013年6月3日，发生在吉林省德惠市宝源丰禽业有限公司的特大火灾事故就是由于生产车间液氨泄漏导致爆炸。本文对液氨事故中的爆炸问题进行理论探讨，有助于救援人员在处理液氨泄漏事故中合理区分危险区域，为完成好救援任务提供必要的理论参考。

2.液氨的理化性质

液氨为无色液体，有强烈刺激性气味，极易气化，吸收大量的热；氨气极易液化，常温下加压到7～8个标准大气压，就能液化成无色液体，同时放出大量的热，液氨常用作制冷剂，一些参数如下：根据国家标准《危险货物分类和品名编号》（GB6944―86） 和《危险货物品名表》（GB12268―90） 的规定，氨气属于压缩气体和液化气体类，具有易燃易爆性、静电性、可缩性和膨胀性。氨燃烧值为18.59MJ/kg，临界温度为132.5℃，临界压力为11.399MPa，在空气中的含量达11%～14%时，遇明火即可燃烧，有油类存在时，更增加燃烧危险，当空气中氨的含量达15.7%～27.4%时， 遇很小能量的火源就会引起爆炸，产生很大的爆炸压力。

分子式：NH3 分子量： 17.03

自燃点：651.11℃液氨密度：0.602824g/mL （25℃）

熔点（℃）：-77.7沸点（℃）：-33.4

平均比热（液氨）：4.6KJ/（Kg・℃）气化热：1.37×103KJ/Kg

3.基本情况假设

液氨储罐的容积50m3，充装系数为80%，压力为2.0Mpa，储罐内液氨的温度为25℃。

4.液氨蒸气爆炸模型

爆炸性气体以液态储存，如果瞬间泄漏后遇到延迟点火或气态储存时泄露到空气中遇到火源，则可能发生蒸气云爆炸。假设液氨储罐发生破损，有5%的液氨泄露气化，蒸气云并未及时散开，遇明火发生爆炸。

4.1可燃气体的TNT当量。蒸气云爆炸的能量常用TNT当量来描述，即将参与爆炸的可燃气体释放的能量换算成能释放相同能量的TNT炸药的质量，这样就能利用TNT爆炸的相关数据预测蒸气云的爆炸效益，对氨气蒸气云爆炸进行定量模拟评价的方法主要采用TNT当量法。

计算公式如下

5.结果评价

从爆炸模型计算所得的损害半径的可以看出，以储罐为中心，随着半径的增大，危险程度不断减小，从损害等级1到损害等级4，伤害半径依次为16.3m、32.7m，81.7m、217.7m，伤害半径间隔逐渐增大，依次为16.4m、49m、136m；在217.7m以内都属于危险区域，爆炸引起的受伤半径为81.7米，当半径小于16.3m时，此区域是为高危区；在液氨储罐发生泄漏事故时，抢险救援过程中，应根据情况计算爆炸伤害半径，然后以Ra4作为非救援人员的撤离警戒区参考值，救援人员则应根据任务需要划定相应伤害等级的警戒区，特别注意高危区的范围，尽量减少在其中的作业时间，有效规避风险。

6.说明

在爆炸模型中未考虑地形、风速、风向、温度以及湿度等其他因素的影响，本文在仅仅提供一种模型，为实际救援提供参考，在实际的抢险救援过程中，应该结合实际情况进行具体分析，同时还应该利用相关的报警、检测等仪器设备进行实时监测、检测，做到科学救援、高效救援。（作者单位：武警福州指挥学院教研部）

参考文献：

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