燃气使用安全

天然气与人工煤气区别 天然气与人工煤气相比都具有清洁、易于调节、热效率高的特点，主要区别在于以下几个方面： 1、成分不同：天然气以甲烷为主要成分，而人工煤气则以氢气、甲烷、一氧化碳为主要成分。 2、燃烧爆炸的浓度范围不同：天然气与空气混合后，在空气中天然气的浓度只要达到5-15%遇到火种就会爆炸，而人工煤气与空气混合后，在空气中煤气浓度达到4.8-50%遇到明火就爆炸。 3、有害性不同：天然气就其成分的特点，一般无毒，只是在燃烧不完全的状况下产生一氧化碳有毒气体，而人工煤气燃烧后仍含有一定浓度的一氧化碳，具有有毒的特性，两者在泄露状况下，天然气一般不中毒，而人工煤气极易中毒。 4、热值不同：天然气燃烧时热值为8656千卡/标立方米左右，人工煤气燃烧时热值为3550千卡/标立方米。 5、来源不同：天然气是从地下直接开采，经过必要的工艺处理得到的，而人工煤气是从煤炭中提取的。 6、使用压力不同：人工煤气为800-1800pa,天然气为1500-2800pa。 城镇燃气事故风险评价研究 发布时间：2006-4-28 16:01:19 摘要：随着我国城镇燃气事业的蓬勃发展，城镇燃气的应用日益普及，燃气事故也呈上升趋势。如何提高燃气系统的安个运营水平，减少燃气事故损伤成为大家开始关注的问题。本文首先介绍了燃气安全管理信息网络系统的课题背景， 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 了国内外的相关系统研究进展及应用情况。以安全网络系统的核心一一事故控制管理为切入点，选择燃气事故为主要研究对象，定量分析了燃气事故发生的特点、损害模式。在深入调查和阅读大量文献资料的基础上，本文结合燃气安全管理信息网络系统现有功能构架，并在此基础上从事故的预防和控制两个角度进行深入的研究和讨论。 关键词：燃气管网 安全 管理信息系统 泄漏扩散 第一章 城镇燃气及其事故 随着我国经济的飞速发展，城镇建设日益完善，城镇燃气事业同时也得到了巨大的发展。发展城镇燃气事业能改善人民的生活水平，促进工农业生产，保护环境，对社会的可持续发展具有重要的意义。 (一)城镇燃气的分类 城镇燃气主要有三种:天然气、人工煤气、液化石油气。各种燃气的组分及低发热值如 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1-1所示。 1.天然气 天然气一般可分为四种:气田气(或纯天然气)、石油伴生气、凝析气田气和煤矿矿井气。纯天然气以甲烷为主，还含有少量的二氧化碳、硫化氢、氮等气体;石油伴生气(以我国大港地区为例)甲烷含量约为80%，乙烷、丙烷和丁烷等含量约为15%，发热值约为41900kJ/N;凝析气田气除了含有大量甲烷外，还含有2-5%戊烷及戊烷以上的碳氢化合物。矿井气的主要可燃组分是甲烷，其含量随采气方式而定。天然气既是重要的化工原料，又是理想的城镇燃气气源。 2.人工燃气 (1)固体燃料干馏煤气 利用焦炉、连续式直立炭化炉和立箱炉等对煤进行干馏所获得的煤气称为干馏煤气。这类煤气中甲烷和氢的含量较高，是城镇燃气的重要气源之一。 (2)固体燃料气化煤气 压力气化煤气、水煤气、发生炉煤气等均属此类。压力气化煤气的主要组分为氢和含量较高的甲烷，发热值在15100kJ/Nm3左右。水煤气和发生炉煤气的主要组分为一氧化碳和氢。这两种煤气的发热值低，毒性大，不能单独作为城镇燃气的气源，但可和其它燃气掺混，作为城镇燃气的调度气源。 (3)油制气 按制取方法不同，利用重油制取城镇嫩气可分为两种:重油蓄热热裂解气和重油蓄热催化裂解气。重油蓄热热裂解气以甲烷、乙烯和丙烯为主要组分。重油蓄热催化裂解气中氢的含量最多，也含有甲烷和一氧化碳。 (4)高炉煤气 高炉煤气是冶金工厂炼铁时的副产气，主要组分是一氧化碳和氮气。 3 液化石油气 液化石油气是开采和炼制石油过程中，作为副产品而获得的一部分碳氢化合物。目前我国供应的液化石油气主要来自炼油厂的催化裂化装置。液化石油气的主要成分是丙烷(C3Hs )、丙烯(C3H6 )、丁烷(C4H1o )、丁烯(C4Ha)，习惯上又称C3" C4。在燃气事业中，发展液化石油气投资省、设备简单、供应方式灵活、建设速度快，所以液化石油气事业发展很快，目前己成为我国城镇燃气中最主要的气源。 (二)城镇燃气事故及其危害 1.城镇燃气事故 随着城镇燃气的迅速发展，城镇燃气事故也越来越多，造成了大量人员伤亡和财产损失。表1-2给出了一些典型的国内外燃气事故，其中主要是由于燃气泄漏后引起爆炸或中毒，从而产生了严重的后果。 2.城镇燃气事故的特点 (1)群发性 事故发生后，造成中毒或伤亡的人多面广，在同一时间、同一区域会有许多人受到伤害，例如1992年的墨西哥城燃气泄漏大爆炸，造成500人多死亡，7000多人受伤。 (2)社会性 这些泄漏的毒物会污染空气、水源，甚至影响燃气事故造成大量的毒物泄漏，1991年4-5月某浅层天然气公司在卧龙河构到事故以外的区域或造成事故灾难.造上钻井，井喷后着火，每天烧毁天然气数十万立方米，火灾持续近两个月，方圆2km内的农作物被烤焦，颗粒无收，l Okm以外的居民都被硫化氢毒气熏得不能入睡。 (3)突发性 燃气事故发生往往都很突然，这使得企业及有关部门碎不及防。 (4)复杂性 燃气事故发生火灾、爆炸及中毒，往往还伴随着机械伤害、腐蚀伤害、高温灼伤等，给救治伤员工作带来了很大的困难。因事故引起的环境污染、停工停产所造成的损失，以及现场补救、善后处理费用(包括清理事故现场，人身伤亡之后所付的医疗、丧葬、抚恤、补助救济、歇工工资等费用)，其损失难以估计。 二、城镇燃气风险管理技术研究的意义 灾害包括自然灾害和人为灾害(人为事故)两大类。灾害是人类的大敌，它不仅可以夺去人的生命，也会给社会带来巨大的经济损失，所造成的危害与损失是触目惊心的，它的影响和破坏大大超出了人们的预测和估计。据联合国统计，全球自然灾害的损失持续增长。八十年代末，全球灾害损失每年是120亿美元。1995 年，灾害损失达到了1500亿美元。灾害己成为人类可持续发展的主要障碍。为了减轻灾害的影响，联合国将1990-2000年定为“国际减灾十年”，旨在通过国际社会的共同努力，为人类社会的发展创造更好的自然环境。我国是世界上少数几个灾害最严重的国家之一，灾害种类繁多，灾变强度大，影响范围广。《中国减灾十年》己于1998年初由国务院批准后开始实施。因而，近年来，安全减灾己逐步得到了人们的重视，安全减灾正在深入。但灾害学科的建设、灾害风险理论和应用，特别是城市灾害学方面，在我国仍缺乏深入和系统的研究，而且在许多领域尚未涉及，以致我国目前对灾害的预测、预控技术仍处于较低水平或空白，例如在城镇燃气的风险理论与应用研究上，我省的情况也是如此。福建省科委与福建省自然科学基金委员会于1999年立项资助“城镇燃气灾害风险管理技术”，作为福建省自然科学基金的研究项目。“城镇燃气灾害风险管理技术”课题的研究，将以系统论、控制论、信息论作为整个研究工作的指导思想，采用安全系统工程的系统安全分析、危险辨识技术、可靠性工程、图论、模糊数学等现代理论和方法，从人、机、环境三方面及其交接面研究城镇燃气系统，对城镇燃气的风险进行分析和评价，并提出相应的防治措施。基于“城镇燃气灾害风险管理技术”课题的研究思路，本文将对城镇燃气的风险管理技术问题进行一些有益的探讨和研究，以提高城镇燃气系统的安全水平和抗风险能力，确保城市主要生命线的安全运行。 第二章 事故风险评价方法的比较与选择 事故风险评价属于安全科学的范畴。安全科学的目的是将应用现代技术所产生的任何损害后果控制在绝对的最低限度内，或者至少使其保持在可容许的限度内。这里所指的损害可以是技术引起的事故，也可以是其他破坏或损失，如技术装备导致的环境污染所带来的破坏或损失。本文主要考虑如何采用安全系统工程等方法，对燃气管网的运行中可能产生的火灾、爆炸事故进行系统安全分析与风险评价。 一、系统安全分析与风险评价 (一)系统安全分析 系统安全分析是安全系统工程的核心内容。通过这个过程，人们可以对系统进行深入、细致的分析，充分了解、查明系统存在的危险性，估计事故发生的概率和可能产生伤害及损失的严重程度，为确定哪种危险能够通过修改系统设计或改变控制系统运行程序来进行预防提供依据。德国的库尔曼认为，系统安全分析的基本目的是查明一个技术系统可能引起的种种灾害，并处理各种可能减少这些灾害的问题。而当把技术系统看作所有处于相互作用状态的元素的总和，系统的各种条件取决于这些元素的联合作用。这时论及技术系统，安全分析的目的则是去揭示系统结构，即识别其控制和调节的机理，了解其平衡状态，查明问题，以及为因调节变量失效而引起的后果提供清晰的描述。目前较常用的系统安全评价法有事件树分析(ETA)、事故树分析(FTA)、故障类型影响分析(FEMA)、安全检查表(SCL)及因果分析图法等。 (二)事故风险评价 “风险”一词在字典中的定义是“生命与则产损失或损伤的可能性”。在女全科学领域，“风险”(risk)被看作是在损失或损害可能发生的过程中，在一定时限内与可能受影响的人群相关的“一定的危险级别”。’安全评价，在国外也叫风险评价(Risk Assessment)。一般认为，安全评价是对系统存在的危险性进行定性和定量分析，得出系统发生危险的可能性及其程度的评价，以寻求最低事故率、最少的损失和最优的安全投资收益。而事故风险评价，主要考虑与项目联在一起的突发性灾难事故，包括易燃易爆和有毒物质、放射性物质在失控状态的泄漏，大型技术系统(如桥梁、水坝等)的故障。笔者认为，事故风险评价也应纳入安全评价的范畴中，这样安全评价的内涵才更为完整。 关于事故风险评价，国际上是沿着三条技术线路发展的:一是概率风险评价，它是在事故发生前，预测某设施(或项目)可能发生什么事故及其可能造成的环境(或健康)风险;二是实时后果评价，其主要研究对象是在事故发生期间给出实时的有毒物质的迁移轨迹及实时浓度分布，以便作出正确的防护措施决策，减少事故的危害;三是事故后果评价，主要研究事故停止后对环境的影响。从这个意义上说，本文的风险评价偏重于概率风险评价和实时后果评价，即对燃气事故危险因素的辨识，以及燃气泄漏的实时后果评价和火灾爆炸事故所造成伤亡和损失的评价。 (三)事故风险评价与环境影响评价的主要区别 在这里，有必要对事故风险评价与环境影响评价的区别进行阐述。环境影响 评价是指对拟议中的人类的重要决策和开发建设活动，可能对环境产生的物理性、化学性或生物性的作用及其造成的环境变化和对人类健康和福利的可能影响，进行系统的分析和评估，并提出减少这些影响的对策措施。 二、火灾爆炸事故分析与评价的典型方法 目前，火灾爆炸事故的分析与评价主要采用安全系统工程的方法，一般分为定性评价与定量评价两大类。常用的事件树分析、事故树分析、因果分析图法、安全检查表、预先危险性分析(PHA)、故障类型影响致命度分析(FMECA)等均可用于定性评价。定量评价的方法主要有两种:一种以可靠性为基础，如事件树分析、事故树分析、故障类型影响致命度分析等。但这种方法在实际应用中往往遇到许多困难，主要原因是: (1)缺乏充分的数据，使得可靠性特性(如失效概率等)和保养特性(如维修率等)难以获得;(2)由于一般所研究的系统都较为复杂，时间和资金的投入有困难，过于简化又难以得到有意义的结论。另一种方法是指数法，其中以美国道化学公司的火灾爆炸指数法为代表。除此之外，随着模糊数学的出现和发展，还出现了一种基于模糊数学的综合评价法。下面，介绍其中的典型方法: (一)事故树分析心 事故树分析也称故障树分析(Fault Tree Analysis)，属于演绎分析法。美国空军采用系统工程的方法研究系统的可靠性，于1962年首次在民兵式导弹发射控制系统上应用了事故树分析方法。 1.确定顶上事件 所谓顶上事件，即人们所不期望发生的事件，也是我们所要分析的对象事件。顶上事件的确定可依据我们所需分析的目的直接确定并在调查事故的基础上提出。除此，也可事先进行事件树分析或故障类型和影响分析，从中确定顶上事件。 2.理解系统 要确实了解掌握被分析系统的情况。如工作系统的工作程序、各种重要参数、作业情况及环境状况等。必要时，画出工艺流程图和布置图。 3.调查事故、原因 应尽量广泛地了解所有事故。不仅要包括过去己发生的事故，而且也要包括未来可能发生的事故:不仅包括本系统发生的事故，也包括同类系统发生的事故。查明能造成事故的各种原因，包括机械故障、设备损坏、操作失误、管理和指挥错误、环境不良因素等等。 4.确定目标值 根据以往的事故经验和同类系统的事故资料，进行统计分析。得出事故的发生 概率(或频率)，然后根据这一事故的严重程度，确定要控制的事故发生概率的目 标值. 5 构造事故树 首先广泛分析造成顶上事件起因的中间事件及基本事件间的关系，并加以整理，而后从顶上事件起，按照演绎分析的方法，一级一级地把所有直接原因事件，按其逻辑关系，用逻辑给予连接，以构成事故树。 6.定性分析 依据所构造出的事故树图，列出布尔表达式，经解算，求出最小割集、最小径集(根据成功树)，确定出各基本事件的结构重要度。 7.定量分析 根据各基本事件发生概率来求出顶上事件的发生概率。把求出的概率与通过统计分析得出的概率进行比较，如果两者不符，必须重新分析研究己构造出的事故树是否正确完整，各基本原因事件的故障率是否估计过高或过低等。在求解出顶上事件概率的基础上，进一步求出各基本事件的概率重要系数和临界重要系数。在分析时，若当事故发生概率超过预定概率目标时，要研究降低事故发生概率的所有可能，从中选出最佳 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 :或者寻找消除事故的最佳方案。进而通过各重要度分析，选择治理事故的突破口，或按重要度系统值排列的大小 .编制不同类型的安全检查表，以加强人为控制。 8.制定预防事故(改进系统)的措施 在定性或定量分析的基础上，根据各可能导致事故发生的基本事件组合(最小割集或最小径集)的可预防的难易程度和重要度，结合本企业的实际能力，订出具体、切实可行的预防措施，并付诸实行。上述的事故树分析程序包括了定性和定量分析两大类。从实际应用而言，由于我国目前还缺乏设备的故障率和人的失误率等的实际资料，所以给定量分析带来很大困难或不可能，所以目前在事故树分析中，一般只进行定性分析。但实践证明，定性分析也能取得好的效果。 (二)美国道化学公司火灾爆炸指数评价法 a.根据最新的美国防火协会(NEW 的数据，调整了部分物质的物质系数和毒性系数指标: b.评价表格、数据适于计算机处理; d.增加了国际计量单位，与英制计量单位对照; e.修改了安全控制措施，去掉了地下罐和双层壁储罐的考虑，增加了其他工艺危险性分析项目; f.重新讨论了最大可能财产损失问题。 第三章管道燃气的风险分析与评价 一、液化石油气及液化石油气掺混空气混合气的特性 (一)液化石油气的性质 液化石油气(Liquefied Petroleum Gas，简称LPG或液化气)是我国城镇燃气的主要气源之一，目前许多城市还将液化石油气与空气混合配制成混合气作为气源。液化气及其掺混气是城市燃气中燃爆危险性较大的气体，下面是液化石油气的一些性质: (1)比空气重，比水轻 液化石油气的气态相对密度为1.5-2,液态的液化石油气与4℃水相比，相对密度为0.5-0.6。所以液化石油气在储配、运输及使用过程中，如发生泄漏，气化的LPG就会往低洼处流动并积聚，不易被风吹散，或是沿地面漂流。 (2)挥发性强 在常温常压下，液态LPG极易挥发，1升液态LPG经挥发，可变成250升气体。 (3)着火温度低 液化石油气的着火温度约为430-500'C，火柴焰、打火机火星、机械火星、汽车排气管火星等均可点燃液化石油气。 (4)燃烧热值高 在标准状况下，1 kg液化石油气燃烧后，发出的热量可达46. 1-50. 2M J , 约为焦炉煤气的6倍之多，其温度可达700-2000'C. (5)沸点低 丙烷的沸点为一42'C，丁烷的沸点为一10'C。因此，在容器中储存的液化石油气，只要温度略有升高，就会引起饱和蒸汽压的升高。 (6)燃爆危险性大 液化石油气的爆炸极限是2^15%，而天然气和煤气分别为5%和4.5%,所以液化石油气与遇明火极易燃烧和爆炸。 (7)体积膨胀系数大 由于液化石油气常以液态储存，其危险性一方面是因为它具有较大的体积膨胀系数。在15℃时，液化石油气的体积膨胀系数约为0.003，为水的16倍。 (二)液化气掺混空气混合气(以下简称空混气)的特点 (1)掺混过程是液化气被强制气化后和空气以一定比例混合，一般为液化气:空气=40:60 ( 2)空混气热值为452MJ/Nm3，它和天然气热值相当，是煤制气热值的3倍，因此炉具与用天然气的炉具有互换性，管网也适用于天然气的输送。 (3)空混气压力为。.1 MPa时，露点为一20'C，在环境温度高于该温度的地区均不会冷凝。 (4)空混气爆炸极限为1.8%^'9.55%,混合气中空气占60%，比爆炸上限高出5倍， 因此使用混合气安全可靠。 (5)掺混过程为简单的机械混合过程，所以过程无三废产生。 (6)目前掺混过程的关键设备及中央控制系统，国内尚无产品，各厂均从美国成套引进。以国产液化气制取混合气为例，液化气和混合气的组成及物性见下图： (三)液化石油气泄漏事故的特点， 1.突发性强。在气体泄漏事故发生之前，往往没有任何征兆，特别是大型储罐漏气时更是如此，储罐的容积越大，发生事故的损失也越大; 2.扩散迅速，极易形成很大的危险区，液化石油气比空气重1.5-2.0倍，气体的体积是液体的250-350倍，泄漏出来的气体会随风漂移，无风时会积聚在低洼处，在很短的时间内就能造成数千甚至数万平方米的爆炸气体危险区; 3。极易发生灾难性的爆炸、火灾事故和造成巨大损失.如1升液化气，与空气混合浓度达到2%时，形成12.5m'的爆炸性气体。其爆炸速度为2000-3000m/s, 火焰温度达20000C，闪点在。℃以下，最小引燃能量在0 2-0.3 mJ。在标准状态下，1 m3的气体完全燃烧后发热高达1.05x103kJ相当于24kgTNT炸药爆炸的能量，由以上数据可想而知液化石油气的爆炸威力。 4 液化油气储罐被大火烧烤后，容器会发生强烈爆炸，壳体和碎片飞行距离远，会击毁和震坏附近的设施及建筑物，能产生二次灾害，造成群死群伤。 第四章燃气事故风险评价模型研究 从以往发生的燃气事故来看，特别是燃气火灾、爆炸事故，绝大多数是由于燃气泄漏引起的。因此，以燃气泄漏事故为起点，进行对火灾爆炸事故进行风险评价，是减少事故损失及人员伤亡的一项重要措施。 一、燃气事故风险评价模型 针对液化石油气掺混空气，下面以空混气为例阐述燃气火灾爆炸事故风险评价模型。 (一)泄漏源强度 空混气从管道及阀门中泄漏出来，假设其为理想气体(在压力较高时是合理的)，可以采用以下模型进行计算: 第一步先判断气流是处于临界状态还是次临界状态: 第二步是根据Crane 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 计算泄漏源强度: 在临界状态下，流出系数Y = 1.0: 在从临界状态下流出系数 以上各式中君是燃气压力或容器压力，P是外界压力，C‘是流量系数，M是燃气的分子量，R是通用气体常数，;是热容比，T8是气体温度。评价者应考虑泄漏的时间长短是否足以显著地影响到压力的变化。如果周期短，那么在后果计算中采用最初的泄漏强度是合适的;否则，在整个周期中应选择等效泄漏强度。 (二)燃气泄漏扩散模式 空混气的密度为1.728kg/Nm3，由于自身密度的关系，空混气在泄漏后向地面下沉，并沿地面扩展而形成低而平的气云，沿地面运动的重气将受到地形和障碍物的影响，在加上风的影响，其扩散模式变的更为复杂。 (三)燃气火灾爆炸损伤模式 燃气泄漏后，与空气混合在一定的浓度范围内，遇火源很容易发生火灾、爆炸事故，造成人员伤亡和财产损失。损伤模式就是对燃气泄漏后所造成的火灾、爆炸事故对人员的伤害、对建筑物以及设备等的损毁进行讨论。 1.燃气火灾、爆炸 根据以往发生的事故和研究的结果，燃气泄漏发生火灾爆炸的主要形式为: (1) 喷射火; (2)沸腾液体膨胀蒸气爆炸和火球; (3)未密闭蒸气云爆炸和闪火。 上述火灾爆炸均属于化学性火灾爆炸，即是可燃性或易燃性物质与空气的混合气体或蒸气遇火源，混合气体达到自燃温度以上或其浓度在燃烧或爆炸下限以上而发生的燃烧爆炸。 (1)喷射火 燃气从破裂的开口(如法兰)或管路喷射出而被引燃的火灾，即为喷射火。喷射火受风的影响较小。它的燃烧时间取决与燃气的泄漏强度及泄漏量。从理论上说，喷射长度等于喷孔到爆炸下限的轴长。燃气燃烧的辐射热通量为: 式中n是燃烧效率，Xs是辐射系数，Q是燃烧时能量的释放率，He是燃烧热，R是燃烧时火球的最大半径。 (2) 沸腾液体膨胀蒸气爆炸和火球 BLEVE为沸腾液体膨胀蒸气爆炸(boiling liquid expanding vapor explosion)的缩写。BLEVE发生于压力容器之内。容器外若有火焰加诸与液面上，燃气液体立即汽化，容器内压力升高后开启减压阀。但若外面的火焰仍不停燃烧，液面则逐渐下降，容器的金属外壳由于没有足够的液体来吸收热量，将无法承受而变得脆弱。最后金属疲劳使得内部压力超过金属的破坏强度，容器因此爆炸，残留的燃气液体和气体随着巨大的压力释放，外壳碎片飞到几百米甚至上千米的地方。容器内的加压液化石油气则上飘成火球。火球中的燃气在引燃之前，尚未与空气充分混合，属于扩散性的燃烧。首先是外泄后迅速膨胀，产生动能，接着由于浮力引起紊流而与空气混合。混合气体若被引燃，由于热膨胀而浮力增大，略成球形的火体猛然垂直上冲，被卷入的空气加剧，火球更加膨胀扩大，直到燃气烧尽为止。当然火球不全是球体，有时是半球体，由于较接近地面的燃气泄漏而形成。另外，还有圆柱体的火球，这于燃气外泄时的压力与泄漏方式有关。 (3) 未密闭蒸气云爆炸和闪火 大量易挥发的燃气(如LPG)迅速泄漏到大气中，会形成蒸气云。若蒸气云的质量不足，或火源的能量不高，则产生闪火(jet fire)。闪火是蒸气云的低速燃烧，其危害仅限于热效应。如果在空旷的地方(即未密闭空间)，蒸气云的质量足够大，火源的引燃能量足够强，则可能发生爆炸，这就是未密闭蒸气云爆炸，并产生超压(或压力波)。 2.燃气火灾损伤模式 产生的火焰和辐射热。对于空混气来说，则是泄漏后发生闪火或爆炸性的火球的情况。人员受到火焰的灼伤程度分为一级、二级、三级，取决与热辐射的强度、暴露时间及距火源的距离，伤亡概率由下式估算: 式中，Pr为伤亡概率(probit), a、b为常数，I为热辐射强度，n=4/3. t为时间。伤亡概率porbit与几率Y(%)的关系如表所示: 几率Y函数的一般式是: 式中，V为变数，指热辐射强度、爆炸压力等。在(4.29)式中V=tI4/3 X 104. 根据表4-4可以得到对应于各种几率的伤害模式表。 3.燃气爆炸损伤模式 燃气火灾事故造成人员伤亡和建筑物及其它财产损失的主要原因，是燃烧时燃气爆炸造成损伤的原因在于它产生的辐射热、碎片和超压。超压较少直接造成死亡，但可能造成内伤(肺出血)而致命，非致命性伤害是耳膜破裂。爆炸产生的冲击波会将储存容器的碎片送到很远的地方，造成直接伤亡，或是冲击波刮起行经线路上的碎片，击中人体造成间接伤亡. 二.燃气事故风险评价中的不确定性问题 由于燃气在泄漏的发生、扩散以及造成火灾、爆炸和中毒事故等方面都存在着极大的不确定性，因而只有在风险评价中充分考虑这些不确定因素，才能为实际的管理和决策提供较为可靠的依据。 (一)发生燃气泄漏的不确定性 燃气泄漏无论是在泄漏源的位置，还是在泄漏的概率等方面都存在着极大的不确定性。对于泄漏源的评价，一般是采用专家(指安全工程师及熟悉现场工艺的工程师)根据其经验知识来判断，对最有可能发生泄漏的地方进行评价。而对泄漏量的评价，则往往采取保守的方法，即对于燃气储罐泄漏，一般是假设储罐内的燃气全部泄漏完:而对于输气管道，则假设一段较长的管道内的燃气全部泄出。 (二)燃气泄漏模式中的不确定性问题 由于燃气种类很多，包括人工煤气、天然气、液化石油气及其掺混气等，各种燃气的密度等性质相距甚远，并且，燃气的生产还涉及到燃气的储存和运输，因而其泄漏模式也各不相同。 1漏源强度的计算模型 (1)气体泄漏模型 人工煤气、天然气等燃气以气体的形式泄漏出来. (2)两相流泄漏模型 液化石油气从压力容器或储槽中泄漏，将以两相流的泄出。 2.确定型参数的取值范围 在燃气泄漏风险评价中，泄漏面积A。是一个不确定型参数。在不同的容器或管道、不同的泄漏部位及不同的损坏原因的情况下，损坏形状及尺寸也各不相同。一般而言，由腐蚀造成的泄漏尺寸较小，一般线长不超过管径的20%。由外力机械损伤或外加荷载引起容器、管道的裂纹、穿孔、压弯、折断等机械破坏的损坏尺寸较大，一般周长为管径的20--100%。由于压力上升如发生内部爆炸而导致 泄漏损坏，尺寸也较大，操作失误、失效所造成的泄漏面积为0-100%。流量系数(排放系数)C,也是一个不确定型参数。一般而言，流量系数在0.6-1.0之间。对于液体，此值常用0.6-0.64，对于气体，取1.0。而按泄漏孔形状分:形孔，C=1.0;三角孔，C=0.95;长形孔，C=0.9。孔口为内层腐蚀形成的渐缩孔(钝角入口)，0.9< C <1.0;孔口为外力机械损伤形成的渐扩孔(钝角入口)。 (三)燃气扩散模式中的不确定性问题 1.扩散模式的不确定性 (1)模式本身的不确定性 模式本身的不确定性是指模式自身的基础不够牢固或是不尽正确。譬如重气扩散模式中的箱模型，是建立在一系列假设的基础上的，其中一个假设是气云的上端是平坦的，然而真正的气云几乎没有圆柱形或是上端平坦的。由于假设与实际不符，所建立的模式必然带有一定的不确定性。 (2)模式的有效性不足 扩散模式中大量地采用了数学模型，而这些数学模型又设定了一些假设，如高斯烟羽模型是建立在下列假设的基础上的: ①定常态，即所有的变量不随时间变化; ②适用于密度与空气相差不多的气体的扩散(不考虑重力或浮力的作用)，且在扩散过程中不发生化学反应; ③扩散气体的性质与空气完全相同; ④扩散质达到地面时，完全反射，没有任何吸收; ⑤在下风向上的湍流扩散相对于移流相可忽略不计，这意味着该模型只适用于平均风速小于1 m/s的情形; ⑥坐标系的x轴与流动方向重合，横向速度分量V、垂直速度分量W均为。; ⑦假定地面水平。 从上面可以看出:这些假设是如此的多以致于实际情况根本无法完全满足。但烟羽模型因为提出较早、试验数据多、比较成熟、计算方便以及与实验值符合得较好等原因仍得到了广泛的应用。我们在实际进行风险评价时，一般在大多数假设满足时即予以采用，并根据评价者的经验判断结果的大致偏差。因此模式的有效性不足也造成了评价结果的不确定性。 (四)火灾爆炸损伤模式中的不确定性问题 燃气在发生泄漏的情况下，遇火源被引燃后会发生火灾或爆炸。由于燃气泄 漏后的情况因各种实际情况而不同，被引燃时的情况也各异，因此是发生火灾还 是爆炸存在着不确定性。并且，在发生火灾或爆炸后，由于泄漏量多少、发生事 故的地点等因素各不相同，造成的伤亡和损失也各不相同。 1.发生燃气火灾爆炸的不确定性 前面说过，燃气泄漏无论是泄漏源的位置还是泄漏源的强度方面都存在着极大的不确定性，再加上泄漏源周围通风是否良好，当时的天气情况的不同(具体影响因素如大气稳定度、风向风速等)，并且，由于发生火灾爆炸需要有火源的存在，而燃气管网遍布整个城市，哪里有火源也是防不胜防，因而是否发生火灾爆炸，具体是发生火灾或爆炸还是二者兼而有之，都存在着极大的不确定性。 2.燃气火灾爆炸模式的不确定性 (1)模式本身的不确定性 由于目前的一些评价模式发展得还不够充分，往往建立在不完善的基础之上。在燃气火灾爆炸模式的火球模型，比较理想的火球燃烧模型应该能够预测被辐射 物体的热辐射强度，同时还要考虑以下情况: (1)燃气的种类和性质; (2)火球的形状随时间而变化; (3)被辐射物体的方向、位置: (4)不同引燃火源的影响。 但目前还未能发展如此完整的评价模式，前面的火球模型只是供评价者根据实际情况进行选择的一些参考模型，其评价结果的不确定性不言而喻。另外，许多评价模式均来源于实验，从实验的小尺度推广到实际评价的大尺度，必然伴随着不确定性，这是无法避免的。同时实验者由于实验条件的不同、实验方法的不同等原因，其实验结果也往往不同，因而建立的模型也存在差异。有必要对这些模型的质量进行评价，但这己超出了本文所能探究的范畴。 (2)模式的有效性不足 前面给出的火球基本参数公式中，虽然有着不同的评价模型，但这些模型几乎都假设火球是个球体，而这并不一定符合实际情况:因为有时火球是半球体，常在地面形成，这是燃气在离地面很接近时泄漏的结果;火球还有可能是圆柱体，这和燃气泄漏时的压力与泄漏方式有关。上述情况虽较为罕见，但在墨西哥市LPG 大爆炸事故中，都曾出现过。这说明火球的评价模型的有效性不足的问题。 (3)模式选择中的不确定性 I.模式的选择难以确定 前以述及，燃气火灾爆炸的形式有多种，在实际评价中，采用哪种火灾爆炸形式难以确定。例如，在1984年的墨西哥市LPG大爆炸中，开始是蒸气云被引燃所发生的爆炸，后来则是LPG储槽发生$LEVE，产生火球，但也有两座最大的 2400衬的储槽没有发生爆炸，而只是被烧毁。从上例可看出，在一次事故中分别发生了不同形式的火灾和爆炸，而且各种火灾爆炸发生的时间有先后。在实际评价中，一般根据实际情况，排除不可能发生的形式，对可能发生的形式逐一评价，最后取其危害最大的情况作为评价结果。 II.选择的模式不适当 燃气火灾爆炸模式的种类虽然不少，而且实际发生事故时也比较复杂，但在模式的选择上还是有一些原则可以遵循，以避免出现模式选择错误的问题: 燃气火灾爆炸的类型在某种程度上取决于引燃时间的长短。一般来说，对于数秒内发生的早期引燃，由于蒸气云还未完全成型，仅有闪火或是小型UVCE; 对于15分钟后发生的晚期引燃，则容易引发后果严重的UVCE。而引燃时问的长短取决于泄漏源附近何处有火源，至于事故后果的严重程度则还与泄漏源的强度、泄漏时间的长短、天气情况因素(主要是风向、风速、大气稳定度)等有关。 (4)模式中有关因素的不确定性 由于天气情况因素几乎无时无刻不在变化中，即在任一时刻，风向、风速都不一样，一段时间后大气稳定度也会变化。一些常数的取值也存在着不确定性，如爆炸效率n的取值范围是0.01-0. 1，这之间的差距达到一个数量级，具体的取值主要根据实际情况凭经验进行。 3.损伤模式的不确定性 在损伤模式方面，则更存在着极大的不确定性。一般而言，直接、间接伤亡 模式都以50%的伤亡和受损几率作为评估的依据。损伤模式的不确定性，主要有: ①效应模式中一些关于火灾爆炸对人产生的伤害效应数据来自于动物实验数据， 由于人与动物的种属差异，两者在许多方面(例如体重、体表面积、遗传素质、所诱发的有害效应类型、个体敏感性、群体均一性等等)可能有着相当大的不同，因此，由动物实验数据所得出的效应应用于人的伤害效应，必然产生不同程度的不确定性。有可能的话，应对动物实验数据向人类外推所带来的不确定性做出定量的估算。 ②工厂附近的人口变化对后果严重程度影响很大:应考虑白天与晚上人口的变化、其它人口集中单位(如医院、学校等)的人口变化以及流动人口的多少等。 ③其它与避难逃生有关的因素:事故应急预案的有效性，如有关责任人和群众的 反应是否正确，急救医疗措施是否有力等;逃生避难者的生理状况:居民房屋窗户的透气程度等。④对居民区风险进行估计，由死亡人数估计受伤人数时不确定性极大，死亡人数与受伤人数之比:Canvey(1981)报告为1/2, WASH 1400 (1976) 为1/30，印度Bhopal事故中数据为1/8，黄清贤在对台湾永安液化气站进行风险评价时取1/10。可见，死伤的比值应针对实际情况并有待于进一步研究;⑤是否遗漏了一些能降低事故危害的因素:如建筑物的防火等级高、防爆、消防及防冲击波设施完善等。 五)不确定性问题的研究方法 从以上对燃气事故的论述中可以看出，无论是在泄漏点、泄漏量还是在泄漏扩散模式、火灾爆炸损伤模式上，都存在着极大的不确定性。在实际风险评价中，对非数据和数据信息都要进行处理。非数据信息的处理，目前一般是通过专家根据经验来解决，下面简要介绍一下数据信息的常用处理办法: 第一种是统计检验法，其中包括随机抽样推断法、拉丁超立方取样法(Latin hypercube sample. LHS)，适用于呈统计特征的数据信息的处理。使用这种方法时，为了说明风险评价的可信度，最好能给出以下数值:①风险的上下限;②风险的标准差;③风险的置信区间;④风险的概率密度函数。 第二种是模糊集方法，它通过设立隶属函数'UA (x)来表示元素A属于集合x的 程度，这就解决了不确定数据的表示问题。例如在利用扩散模式的数学模型计算 下风向某点的浓度时，就可以将确定型数据直接代入，不确定型数据则以隶属函 数的形式代入，通过模糊数学的运算，就可以得出这一点浓度的模糊分布。