(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210995794.4 (22)申请日 2022.08.17 (71)申请人 常州大学 地址 213164 江苏省常州市武进区湖塘镇 滆湖中路21号 (72)发明人 周星　郝永梅　邢志祥　蒋军成　 吴凡　吴政奇　成俊平　薛寒　 (74)专利代理 机构 北京市诚辉律师事务所 11430 专利代理师 耿慧敏　成丹 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06Q 50/06(2012.01) G06Q 50/26(2012.01) G06F 119/08(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种火球对油罐区热辐射 危害分析方法 (57)摘要 本发明涉及一种火球对油罐区热辐射危害 分析方法， 属于油罐区安全防控技术领域， 旨在 解决现有技术中传统火球危害模型忽略受辐射 目标高度问题， 在该问题中， 将受辐射目标看作 质点， 局限于对人员的危害研究， 而油罐火灾可 能会引起更严重的危害， 无法为复杂情况下的安 全防控工作提供可靠参考。 所述方法在采集周围 环境参数的基础上， 参考不同燃料火球经验系 数， 代入火球中燃料的质量， 确定火球燃烧特性， 计算出火球表 面热辐射能； 引入油罐母线上的位 置高度变量， 改进传统火球危害模型， 计算油罐 上不同位置的热辐射通量； 结合热辐射通量准 则， 确定受辐射目标热毁伤等级。 权利要求书1页 说明书6页 附图3页 CN 115374628 A 2022.11.22 CN 115374628 A 1.一种火球对油罐区热辐射 危害分析 方法， 其特 征在于： 所述方法将油罐高度记作h0， 将离火球最近油罐母线上的目标高度记作h， 采用下述火 球危害模型， 计算目标高度h 接受的热辐射 通量q(r， h)， 单位 为kW/m2： q(r， h)＝Ep·Fv(h)·τatm(h)， 0＜h ≤h0 在该火球危害模型中： Ep为火球表面热辐射能， 通过 下式计算： 式中： χr为火球燃烧热辐射因子； Mf为火球中燃料的质量， 单位为千克； Hc为燃料的燃烧 热， 单位为千焦/千克； Df为火球最大直径， 单位 为米； t为火球持续时间， 单位 为秒； Fv(h)为观测因子， 通过 下式计算： 式中： r为目标高度位置 到火球中心的水平 距离， 单位 为米； Hf为火球的最大 上升高度； τatm(h)为大气透射 率， 通过下式计算： 式中： Pw为环境温度T0下水的分压力， 单位 为Pa。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述火球最大直径， 采用下述公式计算： 所述火球持续时间， 采用下述公式计算： 其中： a、 b、 c、 d为 不同燃料火球燃烧经验系数。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述火球的最大上升高度， 采用下述公式 计算： Hf＝1.23Df。 4.根据权利要 求1所述的方法， 其特征在于， 所述环境温度T0下水的分压力， 采用下述公 式计算： 式中： RH为相对湿度， 取值 为0～1； P0为环境压力， 单位 为Pa。 5.根据权利 要求1所述的方法， 其特征在于， 在计算 高度h接受的热辐射通量q(r， h)后， 根据计算出的热辐射通量， 参照热辐射通量准则， 确定生产设备失效所对应的热通量， 进而 确定热毁伤等级。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115374628 A 2一种火球对油罐区热辐射危害分析方 法 技术领域 [0001]本公开涉及 一种火球对油罐区热辐射危害分析方法， 属于易燃燃料储运安全防控 技术领域。 背景技术 [0002]随着我国石油消费需求量的不断增长， 石油化工行业快速发展， 能源储备规模越 来越大， 建造大型燃料储 罐成为必 然趋势。 目前， 我国在大庆、 仪征、 上海等地已经建了许多 超大型油罐(≥5 ×104m3)， 形成了多个战略能源储备基地。 然而， 这些超大型油罐一旦发生 火灾， 极有可能造成重特大安全生产事故， 从而导致一系列的经济和社会问题。 其中， 液化 气储罐就可能成为热源， 液化气是通过加高压形成的， 具有燃烧与爆 炸危险性， 其泄漏导致 的火球事故近几年时有发生， 危害 范围大且破坏力强。 根据标准API581， 燃气泄漏发生安全 排放、 射流火焰、 火球火灾、 蒸汽云爆炸发生的概率分别 为0.8、 0.1、 0.06和0.04， 可知火球 是比较容易发生的燃气灾害事故。 火球事故具有高热辐 射的特点， 所产生的火球热辐 射作 用将对附近人员造成皮肤和视网膜烧伤， 伤害严重时可以致死， 目前关于火球危害研究主 要是对人员的危害。 由于人的高度一定且较低， 大部 分研究者忽略了受辐射目标高度， 把研 究对象看成质点。 然而， 火球事故在储能区域 发生连锁反应威胁显然 更大， 一旦发生火灾将 要是一场灾难。 很多 特种设备都有一定的高度， 大型油罐高度能达到数十米， 传统火球危害 模型计算结果偏小。 因此， 有必要研究火球对油罐区的热辐射 危害。 发明内容 [0003]针对上述现有技术， 本发明的目的在于提供一种火球对油罐区热辐射危害分析方 法， 以解决现有技术中低估火球对油罐热辐 射作用， 传统火球危害模型忽略受辐 射目标的 高度， 导致计算误差， 主要影响： 观测因子和大气透射 率。 [0004]为实现上述目的， 本发明所采用的技 术方案是如下。 [0005]一种火球对油 罐区热辐射危害分析方法， 所述方法将油 罐高度记作h0， 将离火球 最近油罐母线上 的目标高度记作h， 采用下述火球危害模型， 计算目标高度h接受的热辐射 通量q(r， h)， 单位 为kW/m2： [0006]q(r， h)＝Ep·Fv(h)·τatm(h)， 0＜h ≤h0 [0007]在火球危害模型中： [0008]Ep为火球表面热辐射能， 通过 下式计算： [0009] [0010]式中： χr为火球燃烧热辐射 因子； Mf为火球中燃料的质量， 单位为千克； Hc为燃料的 燃烧热， 单位 为千焦/千克； Df为火球最大直径， 单位 为米； t为火球持续时间， 单位 为秒； [0011]Fv(h)为观测因子， 通过 下式计算：说　明　书 1/6 页 3 CN 115374628 A 3