1、民用液化氣泄漏爆炸威力的探析    摘 要: 對山東濰坊“11·26”居民樓發生液化氣泄漏爆炸事故所造成的人員傷亡、樓房損壞情況作了簡要介紹, 對泄漏形成的液化氣蒸氣云發生爆炸的威力進行了科學計算, 并結合該例建筑物的實際損壞現狀進行了分析。通過計算與分析證明, 爆炸威力的理論計算與現實是一致的。關鍵詞: 液化氣; 泄漏; 爆炸; 計算與分析    2002 年11月26日, 山東省濰坊市奎文區大

2、虞街道辦事處孫家村居民樓發生液化氣泄漏爆炸事故, 造成14人傷亡, 3棟居民樓和1棟民房不同程度遭到破壞; 2002年12月27日棗莊市萬泰紡織有限公司第五宿舍區三號樓發生液化氣泄漏爆炸, 樓房遭受嚴重破壞, 有7人被埋在廢墟中; 2003年1月27日濟南市章丘市明珠小區北區29號樓發生液化氣泄漏爆炸, 該爆炸單元1至5層共10戶及地下儲藏室全部坍塌,21人死亡, 3人受傷, 周圍半徑150m范圍內8棟樓房不同程度受到破壞。現結合濰坊市“11·26”居民樓液化氣泄漏爆炸事故所造成建筑物破壞情況進

3、行計算與分析, 供同仁商榷。    1 事故現場基本概況    濰坊市奎文區大虞街孫家村居民區, 共建有3棟5層宿舍樓(每棟4個單元40 戶),1棟平房(5 間) ,現場平面圖見圖1。這里位處城鄉結合部,外來流動人口較多, 居住人員情況復雜。居民區東50m為虞河路, 北一墻之隔為村民住宅,西15m , 南10m為村民住宅。    2002 年11 月26&#

4、160;日晚21 時許, 3號樓1 單元302室, 發生液化氣泄漏爆炸事故, 造成9人死亡、1人重傷、4人輕傷, 爆炸產生的強大的沖擊波和引起的強烈震動, 致使3 號樓及周圍1號、2號樓和南側一平房等建筑造成不同程度的破壞。造成建筑物破損情況如下:    (1) 3 號樓東單元西戶(爆炸樓) 出現嚴重坍塌或裂縫。其中住戶起居室部位四、三層的樓板塌落砸到二樓; 二樓起居室北側樓板均1?3 斷裂(樓板內僅有部分鋼筋連接; 

5、;與起居室相對的臥室四、三、二層的樓板塌落砸至一層地面; 中臥室的四、三層的樓板塌落砸至二樓臥室; 一至四層室內殘墻斷壁十分危險; 五樓的戶內樓板、墻壁多處裂縫。西戶二、三、四層防盜門均被炸飛至走廊內, 且破壞變形嚴重; 起居室北部的磚塊和鋁合金窗全部炸到樓的北側, 一塊重150 kg 磚塊炸飛至10余米處; 三、四層的鋼筋過梁均有斷裂, 向外傾斜; 南面涼臺的護墻全部塌落, 余下的過梁和涼臺部分斷裂掛在外墻上, 三樓東西戶南側主臥室間墻被推倒至東戶西臥室內;

6、60;各層樓梯處墻壁多處裂縫, 嚴重移位(多處達到3cm 5cm )。    東側三、四樓兩戶的防盜門均被爆炸沖擊波推至本戶起居室內東墻; 其余的門窗全部扭曲變形, 玻璃破碎; 一至五層室內的電器、家具、衣物等均被移位。    該3 號樓西部第2 單元的涼臺鋁合金窗部分扭曲, 二、三、四單元的門窗玻璃全部破碎。    (2) 3號樓北側約20m處的2號樓東部南涼臺鋁合金窗全部扭

7、曲變形, 該樓南面門窗玻璃全部震碎。    (3) 3號樓東北側約15m處1號樓西部的兩個單元部分鋁合金門窗扭曲, 部分玻璃震碎。    (4) 3 號樓南14m處的平房(5間)磚瓦起脊平房, 房頂全部塌落, 部分墻體被推倒。    2 爆炸能量的確定    據調查, 該用戶一新充氣的液化氣瓶, 剛用了34 天(民用液化氣瓶充滿

8、氣為12kg) , 發生事故當天,主人是上午9時離家(據女主人講, 男主人早上起床后曾用爐為孩子做過飯),晚上9點多鐘回家開燈時即發生爆炸。據推理瓶內存有10 kg 液化氣, 已全部泄漏至室內。故現場以10 kg 液化氣全部泄漏估算:    (1) 液化氣泄漏后發生空間蒸氣云爆炸能量如式(1) 所示。    式中:Uf 液化石油氣爆炸能量, J;    Wf

9、 蒸氣云質量, kg;    Qf 燃燒熱取4. 626 4×107J/kg;    a 當量系數, 0. 04。    (2) 確定爆炸的TN T 當量。蒸氣云爆炸公式為:    式中:WTNT TN T 當量, kg;    QTNT&

10、#160;TN T 爆熱值, 取4. 52×106 J/kg。    現場10 kg 液化氣蒸氣云爆炸TN T 當量為:    (3) 確定沖擊波超壓。根據沖擊波超壓值的實測值回歸后得到沖擊波超壓與距離的關系如式(3)。    式中: Ps 沖擊波超壓, Pa;    R 距爆炸中心的距離

11、,m。    以客廳為爆炸中心, 距離為1 m、14 m、20 m 處產生的沖擊波超壓值計算如下:    (4) 確定破壞半徑(財務損失)。計算如下:    3 與實際損壞情況比較分析    通過以上破壞半徑的計算得知, 該起爆炸事故的破壞半徑為:    嚴重破壞半徑為10.7m;   &

12、#160;輕微破壞半徑為20.8m。    查閱相關資料得知: 沖擊波超壓達5000Pa(0.05kg/cm2) 時, 一般門窗玻璃破碎; 沖擊波超壓達20000Pa(0.2kg/cm2) 時, 墻出現大裂縫。    通過以上沖擊波超壓值計算與實際建筑物遭到破壞現狀比較分析如下:    (1) 距爆炸中心1m時, 實際爆炸沖擊波超壓值為28.5kg/cm2, 故能造成該單元的嚴重損壞;    (2) 距爆炸中心14m時, 實際爆炸沖擊波超壓值為0. 14 kg/cm2, 故能造成南側14m處五間民房屋頂全部塌落, 部分墻體推倒的現象;    (3) 距爆炸中心20m時, 實際爆炸沖擊波超壓值為0. 05 kg/cm2, 故能造成北側約20m處的2號樓南面東部陽臺鋁合金窗全部嚴重扭曲變形, 該樓南面全部玻璃被震碎, 因與爆炸中心相對且無