蒸汽爆炸

蒸汽爆炸

蒸汽爆炸,是指液體急劇沸騰產生大量過熱而引發的一種爆炸式沸騰現象。按照BLEVE字面的翻譯,可以稱之為“沸騰液體擴展為蒸氣爆炸”,但過於煩瑣,為此其名稱可簡化為“蒸氣爆炸”。

基本信息

原因

引起這種爆炸的原因有:

(1)低沸點液體進入高溫系統;

(2)冷熱液體相混且溫度已超過其中一種液體的沸點;

(3)分層液體中高沸點液體受熱後將熱量傳給低沸點液體使之氣化;

(4)封閉層下的液體受熱氣化;

(5)液體在系統內處於過熱狀態,一旦外殼破裂、液體泄漏、壓力降低,過熱液體會突然閃蒸引起爆炸。

由來

蒸氣爆炸(BLEVE)的研究開始於1957年。1957年美國保險業的3名工作人員調查一起由甲醛和苯酚製取酚醛樹脂的反應器爆炸事故,經過仔細調查,一點也沒有發現燃燒爆炸的痕跡"研究結果表明,其原因是: 反應器內的介質主要是水,它處於加壓過熱狀態,而且反應器氣相部分的器壁發生了裂口,這使反應器內壓力急劇下降,造成反應器內的水驟然氣化和體積膨脹,正是由它造成了反應器的爆炸“在當時已了解到蒸汽鍋爐也有類似事故發生,進一步的研究還發現液化天然氣即使在不加熱的情況下,也會發生類似的現象”為了與其他的爆炸加以區別,將它稱之為“BLEVE”。認為這是一種物理爆炸,爆炸能量來自沸騰液體和蒸氣的膨脹。

分類

蒸氣爆炸可從不同的角度加以分類:

(1)以過熱液體的種類劃分,主要可以分為3種:

①過熱液體為水,則可引發因熾熱的熔融金屬與水接觸,產生大量水蒸氣的爆炸事故,或者蒸汽鍋爐由過熱水引發的鍋爐爆炸;

②過熱液體為氯!氨等有毒液化氣體,則爆炸後,有毒物質的急劇散發將會致人中毒和污染環境;

③過熱液體為液化石油氣之類的易燃液體,則可能引起以火球為特徵的火災災害,或易燃液體急劇氣化後瀰漫於空氣中形成爆炸性混合物導致蒸氣雲爆炸。

(2)根據過熱液體形成的過程來劃分,大致可分為兩種:

①傳熱型蒸氣爆炸 熱從高溫物體向與之接觸的低溫液體快速傳熱,液體瞬間轉變成過熱狀態,造成蒸氣爆炸。

②平衡破壞型蒸氣爆炸 指在密閉容器中,在高壓下保持蒸氣壓平衡的液體,由於容器破壞而引起高壓蒸氣泄漏,器內壓力急劇減少,液體因而處於過熱狀態,導致發生蒸氣爆炸。

相關事件

紐約蒸汽管道爆炸紐約蒸汽管道爆炸
美國紐約市曼哈頓島中城中央火車站附近一處蒸汽管道當地時間2007年7月18日傍晚發生爆炸,已造成1人死亡,30多人受傷。蒸汽衝出地面一度高達數十層樓,爆炸發出的巨大威力使附近高樓受到強烈震動,高樓內的所有人員被緊急撤離。消防隊員正在現場撲救,但白色的濃煙仍不斷散出,瀰漫了曼哈頓中城。警方初步認定此次爆炸與恐怖活動無關。但爆炸還是引發了很多人關於6年前“9·11”恐怖攻擊的痛苦回憶。紐約市民們還擔心爆炸產生的石棉顆粒會影響健康。而紐約市日漸老化的地下管線此時也更加令人擔憂。

事件地下管道爆炸蒸汽破土衝出

當地時間7月18日傍晚,紐約曼哈頓中城一處地下蒸汽管道突然發生爆炸,蒸汽足足噴了兩個多小時。根據紐約市政府公布的傷亡情況,爆炸共造成1人死亡。死者是一名靠近爆炸地點的婦女,死因是心臟病。另有30多人受傷,其中至少4人重傷。

爆炸地點位於列剋星敦大道第41街交匯處附近,不遠處就是紐約最大的交通樞紐中央車站。紐約市地下管線運營商愛迪生聯合公司稱,爆炸發生在17時57分,正是下班高峰。

爆炸造成第41大街地面破損,濃厚的白色蒸汽如煙霧一樣卷著細碎的黑色泥土從破損處衝出,發出巨大的聲響,滾滾濃煙瀰漫了整個曼哈頓島中城上空。附近高樓都受到強烈震動,部分樓房玻璃被震碎,高樓內的所有人員被撤離。至當天21時,蒸汽仍在噴發,但沒有最初那么猛烈。

爆炸發生後,中央車站的捷運和列車立即停運,數千名乘客在工作人員指揮下撤離車站,經過中央火車站的捷運列車全部繞行。警方封閉了周邊幾個街區。紐約200多名消防隊員和170多輛救護車趕往現場。

爆炸還破壞了一些電話線路,但供電管道未受影響。愛迪生聯合公司宣布,爆炸使這條管道所連線的15至20家大樓冷暖氣供應暫時停止。

目擊就像火山爆發讓人想起9·11

據目擊者描述,整個場面就像火山噴發一樣。伴著橘黃色火焰,蒸汽發出尼亞加拉瀑布般的巨響,咆哮著撕破地面,周邊泥塊像泡沫一般湧出。一輛紅色拖車當即被氣浪掀起,落在爆炸造成的約7.5米的大坑中。

爆炸後最初衝出地面的蒸汽甚至比附近77層的克萊斯勒大廈還高。蒸汽使路面和管道的碎塊砸在附近街面和樓上。“我起初以為是冰雹,”諮詢師肯·霍頓說,“然後我們看到石塊撞到(我們所在的)七層窗上。”

一名事發時在現場附近的銀行職員說,這次爆炸簡直就像“火山爆發”,污泥濺得他一身都是。

一名在美國電話電報公司工作的職員說,他們感到大樓在搖晃,於是從30層走樓梯狂奔到底層。之後發現街道上充斥著黑煙,甚至連天色都因此變暗了,人們在街上推來擠去。

爆炸現場散落著人們在逃跑時遺棄的鞋子、公文包還有手提包。“顯然所有的人都想起了‘9·11’。”在附近上班的投資銀行員工海科·蒂姆說。

在中城40街和麥迪遜大道辦公樓上班的華人陳先生說,他開始以為是火災,跑下樓後看到人們神色驚慌不斷打手機,情形就像“9·11”襲擊,他四處打聽,但大家都說不清楚。

在現場附近一座大樓上班的吉特林說,爆炸發生不久後,許多人認為沒有什麼危險,紛紛用手機或照相機拍下現場照片。

原因冷水流入管道並非恐怖攻擊

紐約市長布隆伯格在最短時間內趕至現場。他為了平息人們的恐慌,還在爆炸地點附近街道舉行新聞發布會,宣布這不是恐怖攻擊。布隆伯格說,爆炸原因是冷水流入了蒸汽管道。爆炸的蒸汽管道已經被關閉。

儘管警方排除了爆炸事件中的恐怖因素,但爆炸事件發生在這個時候,還是讓每個紐約人心裡都是一緊。

此前,美國政府透露,他們已經收到訊息,稱“基地”正在謀劃對美國發動新一輪的襲擊,時間正是定在今年夏天。前不久,布希政府又聲稱,現在“基地”的行動能力已經大大加強,幾乎達到“9·11”恐怖攻擊以來的最高水平,這更是讓美國人草木皆兵。任何風吹草動,都讓他們的反恐神經一再繃緊。

擔憂石棉污染空氣威脅依然存在

令人們恐慌的還有覆蓋在一些最老地下管道上用於隔熱絕緣的石棉,這是已知的致癌物質之一。人們擔心,爆炸迸出的蒸汽和氣浪已將無數石棉碎片及顆粒散播到空中,而吸入一定量被石棉污染的空氣可能會有危險。

有關部門正在測定空氣和地面的石棉含量。布隆伯格提醒市民,如果接觸到爆炸產生的泥土或煙塵,應立即仔細清洗,被沾染的衣服也要儘可能分開清洗。警方要求出入現場者戴防毒面罩。

《紐約時報》則稱,曼哈頓地下總長169公里的蒸汽管道網路和煤氣、電力等管線之間距離很近,一個系統發生問題,常會影響到其他管線,因此威脅依然存在。

調查出事管道83歲直徑約61厘米

據悉,曼哈頓地下有一張複雜的熱力管線網,每小時都有上百萬磅的水蒸氣在地底傳輸,向各個地方供冷供熱。如果熱力管線發生破損,壓力可能導致水蒸氣從小缺口一噴而出造成爆炸。

據報導,發生爆炸的蒸汽管道直徑約61厘米,已有83年歷史。儘管目前還不清楚引發蒸汽爆炸的冷水來自何處,但可以肯定,蒸汽對其周圍環境非常敏感。如果蒸汽管道旁有變壓器著火,或者雨水在管道旁聚積,可能都足以影響管道內的氣壓,甚至引起爆炸。紐約大學教授齊默爾曼說:“這些管道已經很舊了,因此任何干擾都可能造成管道爆裂。”

紐約蒸汽管道在過去20年間發生過10多起爆炸事故。迄今最嚴重的一起發生在1989年,造成3人死亡和數百萬美元損失。

評估方法

本指南通過ArcScene展示如何使用3D設定運算符地理處理工具準備數據並執行分析,來確定蒸汽管爆炸污染物導致的威脅。您將創建代表每個建築物的多面體要素並將其與受威脅區域相交。相同的工作流也適用於ArcGlobe。

3D設定運算符和閉合的多面體

要有效地使用3D相交地理處理工具,您的輸入要素必須為閉合的多面體。閉合的多面體是一組三角形和環的集合,用於定義單個空間體積。要視為是閉合的,體積的殼在三角形之間或環之間一定不能有間距。此外,任何參與定義體積的三角形或環都不能重疊或相交。如果建築物是使用3D圖層轉要素類地理處理工具通過將拉伸的建築物輪廓線轉換為多面體要素來創建的,則您的要素已為閉合狀態。

如果建築物是通過轉換拉伸面的複雜集合(每個建築物有多個面,分組為多面體要素)創建的,則這些要素不是閉合的。每個建築物都具有源面重疊的相交三角形和面相鄰的重疊三角形。使用3D聯合工具合併所有三角形、使它們相交並融合建築物內部包含的無關要素,可創建閉合的多面體要素。

為蒸汽管爆炸創建危險區

接下來,您需要生成代表蒸汽管爆炸影響區域的危險區。創建點要素類,將其添加到ArcGlobe或ArcScene,然後使用3D編輯器工具條在爆炸位置添加一個點。打開該圖層的圖層屬性對話框,然後單擊符號系統選項卡,將該點的符號系統更改為簡單的標記符號。使用球體符號表示爆炸,並且將球體大小設定為受影響區域的大小。要設定透明度,單擊圖層屬性對話框中的顯示選項卡,或者使用3D效果工具條並以互動方式設定百分比。

要調整大小,使用符號屬性編輯器對話框並分別更改符號的x、y和z值。在本例中,寬度設定為100,深度設定為100,大小設定為300。最終生成的是一個扁長橢球體,代表爆炸所影響的空間體積。

要完成對危險區的定義,可使用3D圖層轉要素類地理處理工具,將此要素轉換為多面體。由於生成的多面體已處於閉合狀態,因此無需額外操作即可將爆炸區域與周圍建築物相交。

相交多面體要素

現在,您可以使用3D相交地理處理工具在建築物和蒸汽管爆炸危險區之間創建相交了。以不同顏色對相交區域進行符號化,以高亮顯示建築物表面的哪些部分需要用作污染的樣本。

如果擁有相應的數據,還可以使用新相交幾何的結果來選擇建築物的內部要素(如房間)。這樣,您便可快速獲得一個位置列表,用來檢查可能存在的由於窗戶破損而導致的污染。

本現場指南介紹了如何使用3D設定運算符地理處理工具,來評估使用建築物表面的哪些部分作為蒸汽管爆炸污染的樣本。

核安全相關知識

台北時間2011年3月15日,日本經濟產業省原子能安全和保全院12日宣布,受地震影響,福島第一核電站放射性物質泄漏到外部,如何防輻射成了大家關心的話題。核輻射是如何影響人體健康的?原來放射性物質在衰變時會釋放離子輻射,這種輻射可以對人體內部化學環境造成嚴重傷害,它會打斷人體組織的各種原子和分子間的化學鍵。

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