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工业爆炸灾害

/industrial explosion disasters/
条目作者张奇

张奇

最后更新 2024-03-20
浏览 119
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工业生产过程中发生意外爆炸并造成人员伤害或财产损失。

英文名称
industrial explosion disasters
所属学科
力学

自从工业化革命以来,特别是近代,随着科学技术和工业生产的快速发展,极大地方便和丰富了人类的物质文化生活,但工业爆炸事故也随之增加,爆炸灾害使很多无辜生灵遭受涂炭,财产遭受重大损失。

工业爆炸的主要形式有可燃气体与空气混合物爆炸、可燃液雾与空气混合物爆炸、可燃粉尘与空气混合物爆炸、化学工艺设备爆炸、化工产品储运过程爆炸、压力容器爆炸、熔融爆炸等。

工业爆炸的灾害效应包括爆炸空气冲击波、爆炸地震波、爆炸破片、爆炸动压(爆炸风)、爆炸温度场、爆炸有毒有害气体等。爆炸灾害除直接效应外,还造成恐慌心理,间接影响生产稳定发展、影响社会安定,甚至造成环境污染,破坏生态平衡,阻碍社会可持续发展。

爆炸灾害预防主要措施有避免爆炸性物质处于危险状态、控制点火源、爆炸阻隔、爆炸泄放、爆炸抑制。其中爆炸泄放、爆炸阻隔属于被动防护,爆炸抑制属于主动防护。爆炸抑制通过抑制剂,抑制爆炸产生和发展,从而避免或减少爆炸危害。

爆炸抑制系统研究始于第二次世界大战末期,国际标准化协会制定了关于爆炸抑制系统的国际标准。自动抑爆系统在可燃性气体、蒸气、粉尘行业得到了广泛应用,起到一定作用。为提高工业装置及建筑结构的抑爆性能,人们在爆炸风险分析的基础上,对工业装置及建筑结构的抗爆性能、开口泄压等防爆抑爆技术、装置和材料的阻火性能等方面开展了相关实验与数值模拟研究,探索装置结构形式、泄压口尺寸以及隔爆膜材质对防爆效果的影响,分析爆炸冲击波对工业装置结构的破坏机理,评估工业装置爆炸碎片的影响范围及程度,并采用工业爆炸探测系统、新型清洁抑爆技术、管道及舱室阻爆抑爆装置(如快速火焰探测装置、细水雾抑爆、管道阻爆器、隔爆网、空气惰化抑爆、防爆泄压等)进行工业爆炸灾害防治。

工业爆炸灾害主要发生在化工企业和地下煤矿。主要的评价方法有:①美国道化学公司的道化学法(DOW)。②ICI蒙德火灾爆炸毒性指标评价法(MOND)。③日本劳动省六阶段法。④单元危险性快速排序法等。除此以外,针对化工过程中的爆炸危险,美国化学工程师协会化学过程安全中心(CCPS)还推荐了一系列针对化工过程的危险性分析方法,如预先危险性分析(PHA)、What if/检查表法、危险性和可操作性方法(HAZOP)、故障类型和影响分析方法(FMEA)等。

随着近代工业技术自动化、信息化的不断发展,发达国家在工业爆炸防治方面的研究主要集中在工业爆炸灾害过程与特性的模拟再现、建筑结构防爆、工艺过程抑爆技术及装备等领域。

工业爆炸灾害模拟研究包括实验研究和计算机仿真。实验研究通过实验模拟装置对可燃预混气云、粉尘点火条件以及爆炸特性进行测试,研究环境因素如页数条件、障碍物等对爆炸火焰传播的影响,分析爆炸热辐射、温度与爆炸超压、冲击波等灾害效应的变化规律,建立爆炸成长过程与演化物理模拟方法。在实验研究基础上,借助计算流体力学及爆炸模拟软件,模拟工业爆炸事故发展过程和灾害影响范围。但由于工业环境和爆炸事故过程的复杂性,计算模型本身和计算效率等方面与实际还有较大差距,工业爆炸与结构破坏的相互作用尚缺乏有效的研究方法,大型工业爆炸灾害的实验数据极其有限,工业爆炸事故机理的认识远未完善。

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