杨志国,彭 贵

(新疆维吾尔自治区安全科学技术研究院，新疆 乌鲁木齐市 830000)

天然气的主要成分是烷烃中的轻组分，主要由甲烷组成，其中甲烷占到天然气成分的82%～98%，液化天然气既具有天然气易燃易爆的特点，又具有低温液体所特有的低温特性引起的安全问题。

新疆地域辽阔，疆内货物运输主要依托公路和铁路，其中依托公路运输的卡车目前大部分依靠液化天然气作为燃料，汽车液化气瓶一旦泄漏发生火灾爆炸对公路造成可能造成安全风险。因此开展汽车LNG气瓶泄漏火灾爆炸计算分析对于风险防范具有重要的意义。

目前火灾爆炸分析计算模型包括池火灾模型、喷射火计算模型、液体沸腾扩展为蒸汽爆炸模型(BLEVE)、蒸汽云爆炸模型等。目前可以实现以上计算模型的软件包括：南京安全评价风险分析软件，中国安科院开发的QRA重大危险源区域定量风险分析评价软件V2.0，挪威船级社开发的DNV Phast软件。本次计算模拟选用DNV Phast软件。

1 DNV Phast软件介绍

DNV Phast是挪威船级社开发专门用于石油化工及天然气领域危险性分析和安全计算软件。DNV Phast是用于设计和操作各个阶段的过程安全管理的最全面的过程危害分析软件系统。

DNV Phast软件建立了危化品物料信息数据库。该数据中包括国内常见的甲类危化品数据信息，例如：甲烷、乙烯、烷烃等。

危化品储罐信息(包括：储罐大小、压力、温度等)、气象信息(包括：气温、风速等)，需要用户采集相关基础数据后录入到软件中。

危化品储罐周边的环境依托电子地图录入到软件中。电子地图可以是CAD城市规划图、卫星云图、ArcGIS图元等。

2 车载液化天然气泄漏火灾爆炸计算实例

2.1 参数的选择

车载用LNG气瓶容量主要有两种450L和375L。车载LNG气瓶是双层罐，瓶内液化天然气的温度在-120℃左右，压力为1.6MPa。本次计算选取450L气瓶作为模拟示例。450L液化天然气约158kg左右。

图1 危化品储罐参数录入窗口

图2 气象信息选择窗口

2.2 区域选择

本次模拟区域选择在昌吉回族自治州108团国道，该道路液化天然气卡车来往频率较高，且道路两边存在大量商铺和居民住宅区，沿路房屋均在4层以上。该区域常住人口及流动人口约5000人。

2.3 模拟结果

发生爆炸时，爆破能量在向外释放时以冲击波、碎片和容器残余变形能量3种形式表现出来，其中空气冲击波占绝大部分，是爆炸的主要危害因素。冲击波的伤害和破坏作用在多数情况下都是由超压所引起的，表1列出了爆炸超压对人体和建筑物的危害。

表1 爆炸超压对人的伤害

若车载液化气气瓶在该路段发生爆炸。通过DNV Phast软件模拟计算后得出结果如图3、图4、图5所示。轻伤半径在220米左右。重伤半径在60米左右，死亡半径在45米左右。根据图3可以发现，爆炸伤害范围已经覆盖到道路两边，沿路建筑物玻璃发生破裂。

图3 车载LNG气瓶爆炸模拟卫星影像图

图4 车载LNG气瓶爆炸模拟(压力-距离)曲线

图5 车载LNG气瓶爆炸范围模拟区域

3 结论

正常情况下车载LNG气瓶设有安全阀、压力表且气瓶为双层材质，安全在可控范围内，车载LNG气瓶挂在卡车外侧。但危险化学品是客观存在的，且气瓶悬挂在外侧，若遇到非正常情况造成车载LNG气瓶泄漏且发生爆炸(例如：其他车辆冲撞、外界飞溅碎片打击等)，造成的火灾爆炸伤害范围区域可覆盖到道路两边居民区及商铺。